2022年遥感测绘技术在矿产资源合理开发规划_管理和保护工作中的应用 .pdf

31河南科技 .下前言遥感(Remote Sensing)是通过遥感器“遥远”地采集目标对象的数据，并通过对数据的分析来获取1 有关地物目标或地区的信息的一门科学和技术。遥感采集的数据包括电磁波(光、热、无线电等)、力(重力、磁力等)、声波等。文中提到的遥感只涉及电磁波遥感的范畴，包括航空遥感和航天遥感，是指从远距离甚至外层空间的工作平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪，通过摄影或扫描的方式，获得地物对电磁波辐射能量的感应特征。遥感在地质学上的应用始于 20 世纪 70 年代，人们利用遥感视域宽、信息丰富、具定时性定位性的特点，研究地球表面及表层的地质体、地质现象的电磁辐射特征，识别地质体的物性及运动状态，从而为地质构造研究、矿产资源勘查、区域地质调查、环境和灾害地质监测等研究提供帮助。我国遥感地质起步较早，经历了从航空遥感到航天遥感、从目视解译的“图像遥感”到计算机处理1 分析的“数字遥感”、从定性解释到定量分析的过程，从而在理论研究及应用方法上均有了长足的发展。由于遥感技术可以在短时间内提供区域的宏观数据，以直观清晰的图像显示地物景观，反映大量地表和浅地表的地质信息 还可以通过那些受地下隐伏地质体、隐伏构造控制和影响的地物的异常信息来间接识别隐伏地质特征。从而对物探、化探、钻探等勘探手段进行有效的补充，在一定程度上弥补了上述勘查手段的不足，因此被广泛应用于地质研究，在“七五”“、八五”期间，经过科技攻关研究和应用实践，将遥感方法广泛应用于大比例尺成矿预测，获得很大成功，形成了一套可操作性较强的方法和标准2 4 并进行推广和应用：在基础地质方面，遥感应用5，6 于岩性识别和地层分类，取得了较好的效果，被广泛应用于遥感地质填图。在矿产地质方面，通过计算机图像处理，识别构造、蚀变等与成矿、控矿有关的地质信息，结合地球物遥感测绘技术在矿产资源合理开发规划、管理和保护工作中的应用陕西宝鸡市市政工程管理处 郑文娟摘 要：遥感技术作为有效的辅助手段应用于矿产资源预测已有多年历史。随着遥感技术的发展，遥感技术的作用将会变得越来越重要。本文简要论述了我国矿产资源开发现状和存在问题以及进行合理开发规划、管理、保护的意义，回顾了遥感在矿产资源勘查、矿产资源不合理开发和资源破坏情况监测方面的应用，并论述了遥感在矿产资源合理开发规划、管理、保护方面应用的意义和作用。关键词：遥感；矿产资源；合理开发规划、管理、保护理及地球化学资料，进行综合地质找矿，也取得了丰硕成果。很显然，遥感的技术优势使得它在地学领域尤其是宏观地质研究中起着重要的作用，是无法被其它方法所取代的。遥感在矿产资源勘查方面的应用这是过去遥感技术在矿产资源方面应用的主要领域。国内在这方面已进行了大量应用研究和实际应用，赵元洪、马建文、马建伟、徐瑞松等人分别在浙江、秦岭、广东等地对不同植被覆盖条件下的金、多金属矿化遥感色调异常信息的提取及其在找矿中的应用等方面均取得较好效果，但总的看来，国内大多数地质队利用遥感信息指导找矿还不十分普遍，目前主要还限于一些专业遥感应用研究人员在作一些探索性应用，而且这种应用及研究主要集中在以下几方面。1.区域内成矿规律研究及成矿预测方面的应用这方面应用的思路是，根据已知矿床的成矿地质条件，从遥感图像上提取相应的控矿地质构造信息(如不同级次的断裂、岩浆岩、有利地层等)，结合地质资料、矿产及物化探资料综合分析，推断找矿有利地区。从遥感图像上提取的地质构造信息，有些是前人未认识到的(如环形构造、隐蔽线性构造等)，这些信息有可能对找矿有较好指示作用。但是，由于验证工作做得不够，有些人对这种信息提出质疑，对这些信息究竟是何种地质构造信息、对找矿有何指示意义，还不能作出肯定结论。目前，大多数人对遥感图像上提取的这些地质构造信息一般均推测为隐伏岩体、隐火山机构、热动力作用晕圈、矿化蚀变晕、油气微渗漏晕圈以及韧脆性剪切变形带等。尽管有人从统计学观点出发，曾对一些矿床分布与环形、线性构造的关系作过统计分析，认为大多数矿床均分布在环形构造内及线性构造交汇和密度最高部位，但由于验证工作不够，尚不知这些环形、线性影像究竟是何地质构造现象反映，即其控矿意义尚不能从地质上作出圆满阐述。此外，由于一些认识名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -32河南科技 .下科 技 动 态 与 观 察上的差异和遥感信息的模糊性，导致了一些解译结果的多解性和不确定性。这些都是影响遥感应用的因素。因此还应通过一些实际试验来探索遥感信息形成机制(地质机制)和干扰因素，以提高遥感信息识别及其解译的实用性和结果的可靠性。2.直接提取矿化蚀变遥感信息，指导找矿的应用研究这方面的研究应用实例较多，现不一一枚举，目前应用于指导找矿的遥感信息主要有油气微渗漏遥感异常信息，铁离子及 OH 热液蚀变信息、金属离子毒害植被反射光谱异常信息等。（1）油气微渗漏遥感异常信息 主要是由于油气微渗漏造成地表物质成分发生变化，即所谓烃类物质微渗漏的蚀变现象，如粘土化、碳酸盐化、铁离子还原(红层褪色、磁铁矿化)，以及地表植被遭受毒害生态发生变异及长势受到抑制的“病害现象”时反射光谱发生变异在遥感图像上显示为色调异常。虽然在进行油气勘查时，仍需结合其它信息综合分析，目前尚不可能直接依据遥感信息确认油气田，但遥感技术在该领域的应用中已显示出许多优点，如缩短勘查时间、提高勘查命中率、节省大量人力物力等。（2）铁离子及OH 蚀变遥感异常信息 国内外皆进行过大量应用研究，并为此设计了专门探测通道(如 TM)。在基岩裸露区，这种蚀变岩遥感异常信息显示较好，但也存在一定干扰，即这种遥感异常信息显示不一定是矿化引起，还有大量表生或非矿作用形成的遥感信息(如表生粘土化、含铁岩石及铁质污染等)。目前国内有不少专家开展了这种信息提取及应用研究，并已取得一定找矿效果，新疆、内蒙(撰子山)、安徽、青海、甘肃北山一些金矿及多金属 矿的发现，这种遥感信息均发挥了一定作用。（3）受金属离子毒害形成的植被遥感异常信息 在植被覆盖区，不易直接获得基岩的矿化蚀变遥感异常信息，但一些矿化、蚀变岩石及其扩散晕中，因金属元素富集，可使其上覆盖的植物遭受毒害，而发生生态变异和长势差的病害现象，并导致其反射光谱发生变异，与周围正常植被反射光谱形成差异，从而出现反射光谱异常(在遥感图像上即色调异常)。人们可通过从遥感图像上提取和识别这些异常信息，来指导找矿。这种异常信息提取，国内外许多学者均开展了大量研究，并且在找矿中取得了一定成功，我国秦岭、海南、广东的一些金矿和铜-多金属矿的发现，这种遥感异常信息均起到一定作用。综上所述，尽管由于一些遥感找矿标志信息较为微弱，并存在大量干扰信息，加之人们认识的差异及对矿床成矿规律认识的不完善，致使目前提取的一些遥感异常信息和认识出现与实际情况不符合或不完全符合的现象，但应该承认，遥感信息中确实包含有大量对找矿有用的信息(一些找矿应用研究实例已经证明)。因此我们应该充分利用遥感信息，充分发挥其在找矿、缩小靶区、加快勘查速度方面的作用。遥感在矿产资源合理开发规划工作中的应用如前所述，我国是一矿产资源大国，但又是人均矿产资源相当贫乏的国家，因此必须十分注意节约资源和合理利用矿产资源。合理利用矿产资源的一项十分重要的工作就是对矿产资源开发必须进行合理的规划。过去一些矿产资源，有的因国家急需，有的由于一些地方及个人在利益驱动下，未经合理规划就进行开发，由于开发较粗放，不仅使一些矿产资源未能充分回收造成了资源浪费，还破坏了一些地区的生态环境。这些现象是不乏其例的。如我国中西部地区有大量煤炭资源，已建成一批露天及地下生产矿山，由于交通运输能力有限，致使采出的煤炭大量积压，甚至引起自燃，造成了很大损失。又如贵州省是一个石灰岩岩溶地貌广布的地区，由于土层覆盖薄，加之该区年降水量大而集中，若干年来由于工矿业不合理开发(如乱采滥挖乱堆、大规模砍伐植被、表土剥离，一些土法冶炼锌、炼汞排放的废气、废水及堆放的废渣大量污染土地、损害植被以及引发水土流失)已导致 1290 km 土地荒漠化，甚至石漠化。因此，矿产资源的开发一定要合理规划，否则将造成矿产资源的极大浪费和破坏。一般矿产资源的开发规划分为宏观战略性的开发布局规划和具体的矿山开发设计规划。宏观的开发布局规划，主要指对已勘查清楚的矿产，作出是否开发的决策和规划。确定合理的开发利用方式，如根据交通、供水、能源情况规划炼铝厂、坑口电厂的建设。这种规划一方面要根据国民经济建设的需要和矿产开发的技术经济指标，同时应考虑矿产开发建设的地理环境(包括交通、地形、供水、能源等)和各种矿产与配套工业的联系情况。在这方面，遥感在自然地理环境评价方面是可以发挥一定作用的。具体的矿山开发设计规划，主要根据矿山开采条件、自然地理环境(如地形、地质环境及地表水、地下水对矿坑的影响)，规划矿山开采规模、开采方法、矿山建筑(如选厂、尾矿库)的布局等。过去由于这方面开发规划设计不周，而造成矿井突水、污染、尾矿坝坍塌的事故不断发生。遥感在矿产资源合理开发规划工作中可发挥哪些作用，需要加强研究。过去已有利用遥感信息为这两种规划提供依据的应用实例，如河南焦作煤矿区矿井突水十分严重，西安煤田地质局航测遥感中心及煤炭开发设计院曾用遥感资料调查矿区地下水与地表水的联系，以及地下水的补给渠道，为治理矿井突水，也为矿井的布置提供了有用信息。另外曾有矿山设计院利用航空像片进行矿井、选矿场、尾矿库、民用建筑布局的规划设计工作，因为遥感图像上矿区周围的地形地貌、地质灾害体(滑坡、崩塌)、植被覆盖等信息均显示清晰，各种地物相对位置、相互关系一目了然，较地形图上信息要丰富、直观得多，故对于安全的尾矿库、选矿场址的选择均十名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -33河南科技 .下分有利。遥感在进行矿产资源开发环境评价，为矿产资源合理开发规划提供依据方面，更有得天独厚的优势。遥感图像上一个地区地形地貌、植被、地质灾害分布、生态环境现状信息均十分丰富。通过遥感图像分析，还可对矿产开发后可能引起的水土流失及土地污染等作出评价(根据一个地区自然条件，评价其对有害气体、废水的自净能力，即对生态环境承载能力进行评价)，为矿产资源合理开发规划提供依据。遥感在矿产资源管理和保护工作中的应用目前我国采矿业已达相当规模。据统计，全国现有国营矿山上万座，乡镇集体矿山及个体采矿点二十多万个，每年矿石开采量已达 69亿 t，仅煤炭产量即近 14 亿 t。矿产资源的大规模开发，一方面促进了国民经济发展和社会进步，极大满足了人们物质生活的需要，另一方面也大量存在不合理开发和不合理利用矿产资源的现象，如许多矿山普遍存在回采率低的问题；有些矿山由于技术条件限制，只注意主矿种利用，不注意伴生有益组份的综合利用、综合回收，大量伴生有益组分白白流失。一些土法炼汞、炼锌、炼硫作坊因采用落后的冶炼方法，不仅使大量有用组分随烟气流失，而且污染环境。据估计，每年流失掉的有用组份价值达数百亿元。除此以外，矿产资源开发与土地资源合理利用也有密切关系。矿产资源不合理开发不仅造成矿产资源的损失和破坏，而且也破坏着土地资源和生态环境。如我国南方和西北地区的一些五小企业，因乱采乱挖，土法开采、土法冶炼，不仅造成植被大面积破坏，引起严重水土流失，使大面积土地荒漠化，同时排放的尾矿、废气、废水还污染大量耕地和水体，仅贵州省这种污染荒漠化土地就达 720 km。目前全国仅金属矿山尾矿排放量已达 40 亿 t(不包括矿山开采剥离的大量废石)，且还以每年 3 亿 t 速度增加，尾矿侵占和污染的土地面积已达 670 km，间接污染土地面积已达 6 700 km。据估计，全国因污染造成的损失，每年已达 900 亿元。由此可见，矿产资源开发已急待加强管理和保护。在矿产资源保护和管理工作中应充分利用遥感手段，获取矿山开采、污染、生态环境破坏以及资源损失的信息。现将已开展的遥感监测和可能应用情况介绍如下：利用热红外遥感信息，监测煤炭自燃分布和灭火效果。如煤田航测遥感局与欧共体合作，开展“中国北方煤田自燃环境监测”，共发现煤田自燃火区56 处，为国家制定灭火治理规划提供了依据;同时还利用遥感技术监测新疆大黄山、小龙口等矿区煤层自燃灭火效果并指导灭火工程实施，均取得较好的效果，为保护煤炭资源作出一定贡献。一些矿山的植被恢复、土地复垦情况的监测。目前国家已限令矿山开采后必须进行回填、土地平整、覆土和土地复垦。由于遥感对这些地表信息监测效果很好，可积极利用遥感进行监测，为矿产开发管理提供服务。监测矿山尾矿、废水、废气排放及污染状况，为治理和管理提供依据。这也是遥感可充分发挥作用的领域。监测因乱采、乱挖、乱堆所造成的植被破坏和水土流失，监测阻碍河道行洪的状况以及可能因此引起的滑坡、泥石流、地面坍塌等地质灾害的情况，为保护土地、植被资源和生态环境提供服务。结论随着 RS(遥感)、GIS(地理信息系统)、GPS(地理定位系统)的发展，遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高，影响遥感解译的不确定性因素在不断减少，3S技术是进行矿产资源开发管理的极好工具，应该建立矿产资源开发管理信息系统，目前国内已有不少地矿部门开始建立该系统。如将矿山开采规模、开采方式、回采率、回收率、伴生组份回收及综合利用情况、尾矿量、尾矿中各种有用组份含量，开采方式、选矿方法(甚至机械设备型号)、矿石储量、矿石物质成分、品位、矿石保有量以及开采环境(地形、交通、供水、能源、植被，甚至气候、降水)等信息分别建立信息库，通过上报的各种信息(包括遥感监测的信息)，分析矿产开发过程中存在问题及资源合理开发、合理利用情况，以便及时进行针对性管理。相信随着国土资源部的成立和各种先进技术的应用，矿产资源的合理开发和合理利用必将出现新的局面。参考文献1 赵鹏大，陈建平。地质异常理论与遥感地质研究J ，大自然探索，1996，15(56)：2934。2 楼性满，葛榜军。遥感找矿预测方法M，北京，地质出版社，1994。3 周维屏，陈克强，简人初，等。1:5 万区域地质填图新方法 M，武汉，中国地质大学出版社，1993:15。4 薛重生。遥感技术在区域地质调查中的应用研究进展 J，地质科技情报，1997，16(增刊)：1522。5 甘甫平，王润生，江思宏，张宗贵，郭小方，王青华。基于完全波谱特征的成像光谱遥感岩矿识别技术及其应用 地质科学 J，2000，35(3)：376384。6 迟国彬，李岩。成矿地质环境遥感信息识别方法及其应用研究J，环境遥感，1996，11(2)：94101。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -