智能信息遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

王成國

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第一地質(zhì)大隊(duì)，山東 濟(jì)南 250109）

礦山地質(zhì)環(huán)境指的是曾經(jīng)開采、正在開采或即將進(jìn)行開采的礦床以及周邊區(qū)域，礦工活動過程中所能影響到的土質(zhì)、地質(zhì)現(xiàn)象以及其與生物圈、大氣圈、水圈彼此之間互相作用所構(gòu)成的比較獨(dú)立的生態(tài)體系[1]。這一體系主要是以巖石圈作為依托，以礦產(chǎn)資源的蘊(yùn)藏量及其開發(fā)利用為主導(dǎo)。中國礦產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，在為人類社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要物質(zhì)保證的同時(shí)，也產(chǎn)生了諸多的地質(zhì)環(huán)境相關(guān)問題，并且會直接影響到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全以及國家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。要求進(jìn)一步強(qiáng)化我國在礦山地質(zhì)環(huán)境相關(guān)監(jiān)測與評價(jià)方面的工作[2]。

調(diào)查成果無法做到全面反映全國礦山地質(zhì)環(huán)境動態(tài)發(fā)展的變化狀況，同時(shí)由于其監(jiān)測周期比較長，特別是在當(dāng)前階段礦山突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害屢屢發(fā)生的背景下，野外實(shí)地調(diào)查很難滿足我國對礦山工作的尋礦需求。但是，遙感作為利用光、電、熱、無線電波等電磁能量去探測地質(zhì)環(huán)境的一門科學(xué)，可以有效解決這個(gè)問題。

1 智能信息遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

1.1 礦產(chǎn)資源空間分布調(diào)查與監(jiān)測

遙感技術(shù)，特別是智能信息遙感技術(shù)的進(jìn)步使遙感影像在時(shí)間分辨率、空間分辨率、光譜分辨率方面都獲得了質(zhì)的提高和分化[3]。遙感影像中所能監(jiān)測到的地表目標(biāo)物不同，其反射出來或發(fā)射的電磁波信號強(qiáng)弱也會存在一定程度的差別，在礦山地質(zhì)環(huán)境下，礦產(chǎn)資源、非礦產(chǎn)資源兩種地表物所輻射出來的熱度也是不一樣的，利用遙感技術(shù)中的傳感器能夠較為敏感的在最大能力范圍內(nèi)獲取并區(qū)分這種差別，同時(shí)將這種差別以一種圖像的方式直觀、立體的表現(xiàn)出來。

所以通過智能信息遙感技術(shù)能夠有效、科學(xué)地獲的大面積范圍內(nèi)、可視性較強(qiáng)的礦山區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源分布狀況，并且以像素（柵格）作為基本工作單元，以像素值為目標(biāo)地物輻射的熱度值直觀地表現(xiàn)出礦產(chǎn)資源在遙感成像時(shí)間范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源的時(shí)空分布情況，利用傳感器發(fā)射的電磁波信號，不斷采集，從而反應(yīng)出長周期排列下的礦山礦產(chǎn)資源時(shí)空演變狀況。

1.2 控制點(diǎn)選取

根據(jù)SPOT或遙感衛(wèi)星的物理原理要求，每個(gè)場景SPOT的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)不得少于15個(gè)，每個(gè)場景的遙感控制點(diǎn)個(gè)數(shù)不得少于20個(gè)[4]，且必須確保控制點(diǎn)分布均勻，能夠控制整個(gè)場景的影像。

1.3 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理

圖像預(yù)處理主要包括以下3個(gè)方面的內(nèi)容[5]。首先是在圖像配準(zhǔn)方面。圖像配準(zhǔn)即在同一圖像采集區(qū)域內(nèi)利用一幅影像（基準(zhǔn)影像）對另外一幅影像進(jìn)行基本校準(zhǔn)，從而使得兩幅影像中的同名像元得到配準(zhǔn)。本次配準(zhǔn)采取流程化工作設(shè)備，控制點(diǎn)自動均勻，其分布均方根的誤差反映的是在同一控制點(diǎn)下的基礎(chǔ)圖像值和待配準(zhǔn)圖象值之間的誤差范圍，借助控制均方根的基本誤差，能夠有效地控制最終影響的配準(zhǔn)精度。

其次是圖像融合方面。圖像融合指的是把在高空間分辨率得到的多光譜圖像或低光譜數(shù)據(jù)和低空間分辨率下獲得的雙波段影像采樣重新組合生成一幅高分辨率下的多光譜圖像遙感信息處理技術(shù)，使處理后得到的影響信息既擁有比較高的空間分辨率，又具備多光譜的工作特征。

最后便是波段選擇方面。分辨率較高的圖像信息由于TGB中獲得的植被信息較少，整幅圖像的亮度較低，利用RGB+N（RGB）進(jìn)行波段組合，R（Red）指的是紅光波段，G（Green）即綠光波段，B（Blue）代表藍(lán)光波段，N代表的是近紅外波段，N的取值范圍設(shè)為0-2之間，通常其取值設(shè)為大于0.5——1.8之間的效果最好，可有效加強(qiáng)圖像中的植被信息。

為了獲得比較高的地表物可解度，在波段選擇過程中，盡可能地選選擇信息量最大、不同地表物的影像反差最大、可以識別出地表物類最多的波段組合。由于紅、綠、藍(lán)波段范圍比較窄，信息量較少，組合顏色和自然色較為接近，并和全色波段相融，進(jìn)而提高其空間分辨率。

而遙感自然合成彩色的方法主要有2種：第一種，直接通過多光譜影像的紅、綠、藍(lán)波段合成，普遍采取高分辨率影像；第二種，借助其他波段進(jìn)行加權(quán)處理，重新生成紅、綠、藍(lán)波段，普遍用于中等分辨率的。

2 實(shí)驗(yàn)與效果分析

為了更加清楚、具體的看出方法在礦山地質(zhì)找礦中的具體效果，特與傳統(tǒng)遙感技術(shù)進(jìn)行對比，對礦山地質(zhì)找礦能力進(jìn)行比較。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，將兩種方法設(shè)計(jì)置于相同的試驗(yàn)參數(shù)之中，即在坡度、土壤、降雨、植被覆蓋率均相同的地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)過程中，通過兩種不同的遙感技術(shù)同時(shí)在相同環(huán)境下進(jìn)行工作，分析其在礦區(qū)尋礦的影像精度的變化。實(shí)驗(yàn)效果對比加圖1所示。通過實(shí)驗(yàn)對比可知，智能信息遙感技術(shù)較傳統(tǒng)遙感技術(shù)而言，在礦山地質(zhì)找礦中發(fā)揮著顯著作用，在尋礦準(zhǔn)確率上較高，即最后呈現(xiàn)的影像精度高。實(shí)驗(yàn)證明本文設(shè)計(jì)的智能信息遙感技術(shù)具備較高的有效性。

圖1 實(shí)驗(yàn)對比圖

3 結(jié)束語

本文對智能信息遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)找礦中的應(yīng)用進(jìn)行分析，依托遙感技術(shù)的工作機(jī)制，根據(jù)礦山地質(zhì)的現(xiàn)實(shí)需求以及尋礦分析，實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)論證表明，本文設(shè)計(jì)的方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠?yàn)橹悄苄畔⑦b感技術(shù)在礦山地質(zhì)找礦中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。