高分二號衛星在礦山遙感監測中的應用

安娜 于航

摘要：本文介紹了高分二號衛星數據的基本情況和基礎流程方法。同時闡述了礦山遙感監測的解譯標志，并通過實例，表明高分二號衛星數據能夠較好的應用于礦山監測中。

關鍵詞：高分二號；礦山遙感監測

中圖分類號：TP79 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）004-0-01

引言

遙感技術作為人類的“天眼”，其作為目前礦山監測的技術手段，具有宏觀、快速、客觀、準確的特點；而近年來，隨著高分一號、高分二號、資源三號等國產遙感衛星的相繼投入使用，礦山遙感監測中使用的數據逐漸由國外遙感衛星轉變為國產遙感衛星數據源。2014年8月19日，高分二號衛星在太原衛星發射中心成功發射，高分二號衛星的分辨率優于1米，具有高輻射精度、高定位精度和快速姿態機動能力等特點，標志著我國民用衛星進入亞米級的“高分時代”[1]。高分二號作為高分辨率衛星，能夠進一步提高礦山遙感監測目標地物的識別能力，更好地為礦產資源調查提供服務支撐。

一、遙感數據源及處理

1.遙感數據源

高分二號衛星是我國自主研制的首顆空間分辨率優于1米的民用光學遙感衛星，搭載有兩臺高分辨率1米全色、4米多光譜相機。可滿足不同用戶的相關需求。

2.正射校正

高分二號衛星數據采用PCI公司提出的GXL軟件進行處理，該系統支持有理多項式模型和嚴格物理模型，對國產衛星數據支持較好，在人工完成參數配置后，進行自動匹配控制點，且效果較好；同時具備的區域網平差功能，自動采集影像連接點，不斷進行優化以達到精度要求，較好的解決了區域數據接邊問題。在該軟件支持下，采用數字高程模型，基于有理函數RPC模型，結合采集的控制點和連接點進行正射糾正。

3.數據融合

遙感影像融合是一個對多遙感器的圖像數據和其他信息的處理過程，生成具有新的波譜、時間特性的合成圖像，能夠突出有用的專題信息，抑制無關的信息，增強解譯的可靠性。目前，采取的融合算法多有主成分法、高通濾波法、PANSHARP法等，可利用遙感軟件ERDAS、PCI和ENVI等來實現。通過測試可以看出，主成分法影像色彩失真，存在光譜畸變；高通濾波法飽和度較高，易出現高亮區域、造成紋理細節丟失；PANSHARP法色彩還原度高，紋理清晰。故融合方法選擇PANSHARP法。

二、信息提取

礦山遙感監測狀況種類復雜，利用計算機數字圖像處理提取技術和人機交互技術，建立礦山企業礦產資源開發情況和礦山占地利用狀況解譯，提取相關信息加以統計和分析。

1.礦山資源開發狀況解譯標志

礦山資源開發露天開采面位于礦山采場內，常與周圍原生地貌有較大差異，人為制造較大溝壑地區，土地裸露，植被被破壞嚴重，遙感影像呈負地形，有不同程度高度階梯，顏色常呈高亮白色，礦山內有采礦道路和清晰車轍印記，擺置有車輛和相關礦山設備，資源開發地區周圍有礦石堆放區域，有礦山建筑和選礦設備。

2.礦山占地利用狀況解譯

礦山占地常分為采場，中轉場，礦山建筑和排土場等。采場多以露天開采面為主，常沿礦脈延展地區分布，呈負地形地貌，形狀多樣，色彩鮮艷。中轉場常為礦山堆放區域和選礦設備區域，位于采場附近區域，礦石堆放區域有大量礦石整齊排放，顏色變化分界明顯，易識別，選礦設備區域常有條形設備呈散射狀分布，內有多處塊狀篩選前后礦石堆放。礦山建筑一般位于采場和中轉場附近，具工礦企業建筑特征，呈正地形地貌，形狀和邊界清晰，多以矩形和長方形為主，色彩鮮艷，多為彩鋼建筑。

三、應用實例

以崇禮縣鐵礦區為例，研究基于高分二號數據的礦山遙感監測情況。

1.研究區概況和數據源

研究區為河北省張家口市崇禮縣，主要礦種為鐵礦，開采方式以露天開采為主。選取的數據為2017年6月獲取的1米分辨率全色和4米分辨率多光譜數據，經正射糾正、數據融合和色彩增強等處理后得到的數字正射影像圖；數據質量較好，滿足該區解譯要求。

2.監測結果

通過遙感監測，查明了該地點礦產資源開發的狀況。查明了礦山主要采場的露天開采面的開采情況，能夠詳細解譯出露天開采面內道路及開采挖掘相關車輛，查明該采場多為兩階開采，部分地區為四階開采；礦山中轉場面積為0.12萬km2，有八座大型選礦設備，中轉場區域有多量車輛停放和數處鐵礦堆放區域；且有四幢大型礦山建筑，一幢小型礦山建筑。

四、結語

高分二號衛星數據可采用GXL軟件進行批量數據處理，經正射糾正和融合處理后得到的數據精度和色彩效果較好。其優于1米的空間分辨率，對于礦山遙感監測的效果較為顯著，地物識別能力較強，能夠查明礦山開發狀況、占地等信息；能夠較好的滿足礦政管理的需求。

參考文獻：

[1]梁樹能，魏紅艷，甘甫平，等.“高分二號”衛星數據在遙感地質調查中的初步應用評價[J].航天返回與遙感，2015，36（4）：63-72.

[2]薛慶，吳蔚，等.高分一號數據在礦山遙感監測中的應用[J].國土資源遙感，2017，29（s1）：67-72.

[3]馬秀強，彭令，徐素寧，等.高分二號數據在湖北大冶礦山地質環境調查中的應用[J].國土資源遙感，2017，29（s1）：127-131.

作者簡介：安 娜（1980-），女，北京人，碩士，中國國土資源航空物探遙感中心高級工程師，主要從事遙感及土地資源相關研究。