礦山地質(zhì)工程中遙感信息勘探技術的應用研究

邵明國

（山東金嶺礦業(yè)股份有限公司，山東 淄博 255081）

基于新的時代背景，各行業(yè)及各領域均蓬勃發(fā)展，而遙感信息勘探技術在礦山地質(zhì)工程中的應用效果十分顯著，自遙感技術運用以來，地質(zhì)勘探效率以及礦產(chǎn)開采效率均大幅提升。基于此，本文將探究礦山地質(zhì)工程中遙感信息勘探技術的運用進行分析，并且羅列其應用途徑，剖析遙感技術在地質(zhì)勘探中的應用及發(fā)展趨勢，為研究工作提供一定的理論依據(jù)。

1 簡述遙感技術以及礦山地質(zhì)工程

遙感技術是非接觸類、遠距離的探測技術，通常利用傳感器或遙感器等器械對物體的電磁波輻射、反射特性等進行探測，所謂遙感則是通過諸如遙感器之類的，對電磁波敏感的儀器，在遠離目標及非接觸目標物條件下探測目標地物。簡而言之，遙感技術的主要作用是獲取反射、輻射或散射的電磁波信息，例如電場、磁場、電磁波、地震波等諸如此類的信息，在獲取信息后再進行提取、判定、加工處理、分析與應用等等，為礦山地質(zhì)勘探提供有力依據(jù)[1]。

2 地質(zhì)勘察中遙感技術的應用途徑

遙感技術始終以航空攝影技術為基礎，在20世紀60年代逐漸發(fā)展并興起，自美國在1972年發(fā)射第一顆陸地衛(wèi)星以來，便標志著航天遙感時代的到來。經(jīng)過數(shù)十年的快速發(fā)展與普及，遙感技術逐漸成為最實用、最先進的空間勘測技術之一。初期，遙感技術僅僅作為簡單的航拍技術種類，但是經(jīng)過二戰(zhàn)之后，蘇聯(lián)、美國等發(fā)達國家陸續(xù)發(fā)射陸地衛(wèi)星，引領了空間探測的全新的發(fā)展潮流，而遙感技術則成為主要基礎技術之一[2]。

2.1 地質(zhì)構造信息的獲取

眾所周知，礦山地質(zhì)的勘探與開采工作存在一定的風險性，故而需技術人員在資源開采前對周邊及現(xiàn)場進行認真的勘探，包括地質(zhì)密度、堅韌程度、可承受爆破力度等等信息，充分掌握相關資料后方可確保開采工作的順利開展，同時盡最大可能規(guī)避風險的發(fā)生及其安全隱患。那么地質(zhì)構造信息如何獲取呢，基于現(xiàn)代化技術背景，遙感技術早已在各行業(yè)普及，而當前的礦山地質(zhì)勘探工作中最為常見的勘測技術即為遙感信息勘探技術[3]。

各類地質(zhì)構造的邊界可能會由于板塊運動而發(fā)生變異，通常存在于內(nèi)生礦，重要的礦產(chǎn)一般分布在各類板塊的連接處亦或是臨界點，且伴隨著地質(zhì)的變異逐漸產(chǎn)生，礦床一般處于帶狀分布形態(tài)，資源規(guī)模則是根據(jù)地質(zhì)構造變異情況而定。由此可見，遙感技術在地質(zhì)勘探中的應用非常重要，有效規(guī)避了部分“無用功”，幫助技術人員直截了當?shù)奶綄さV產(chǎn)資源，節(jié)省了大量的人力、物力以及財力，提高了礦產(chǎn)資源開采效率以及開采質(zhì)量[4]。

多數(shù)情況下，遙感技術應用在礦產(chǎn)資源的探測上，通過反饋而來的空間信息來判定地下是否存在礦產(chǎn)資源。其勘探技術原理是提取該地區(qū)的礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀影像資料，包括地質(zhì)的斷裂及變異等等。除此之外，礦產(chǎn)資源的環(huán)狀影像資料也是極其的重要，包括火山、盆地等地形的分布狀況。值得注意的是，如果斷裂變異是主要控礦構造的前提下，利用遙感信息勘探技術可有效規(guī)避風險[5]。

2.2 利用植被波譜特點探礦

植被是地面之上覆蓋面最廣的物體之一，而遙感技術可通過地面之上的植被來確立具體的礦產(chǎn)資源位置，但是首先技術人員需明確植被的波譜特征，以此通過反饋的遙感信息判斷正確的開采位置。一般情況下，受到地下水以及微生物的影響，礦產(chǎn)資源中多數(shù)金屬元素、礦物質(zhì)等多少都有可能對上邊底層結構產(chǎn)生影響，從而破壞原有土壤的營養(yǎng)結構，生長在最上方土壤表面的植被則對金屬元素有著吸附與聚集作用，導致自身生長過程中的水分與葉綠素等主要物質(zhì)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生植被反射光譜的差異，通過這些差異，技術人員即可逐漸分析出礦產(chǎn)資源的具體位置[6]。

從波譜特點來看，不同種類或相同種類植被之間存在較大的差異性，故而相關人員需對目標區(qū)域中不同種類的植被進行充分了解，并以相同或不同種類的植被作為樣品，做好詳細且科學的光譜測試，對金屬具有吸附與聚集作用的相關植被將被細致研究，并將該類植被做好統(tǒng)計分析，其他則作為輔助植被進行培養(yǎng)。科學的探礦方法存在較高的合理性，而合理性附著實用性與準確性，如此一來，通過目標區(qū)域的地表植被即可判斷出該區(qū)域地下是否隱藏著礦產(chǎn)資源[7]。

具體而言，遙感技術的圖像處理均利用光譜增強原理，取用主要成分進行研究、監(jiān)督分類等手段，總體來看，遙感圖像上顯示異常顏色則表示存在有用信息，技術人員即可對圖像進行分析，將部分異常信息進行有效提取，并且將這些信息更加直觀、突出重點的詳細記錄，以此為礦產(chǎn)資源的具體分布情況提供重要的參考依據(jù)[8]。

2.3 礦床信息的變化依據(jù)

隨著時間的不斷推移，部分板塊會隨著大陸碰撞而變化，且在外界環(huán)境的日益改變下，礦床也會被迫不斷改變。地形地勢的不斷變化不利于礦產(chǎn)資源的勘探與開采，但是遙感信息技術可通過反射、折射以及散射等形式接受到來自地下的信息，如此一來，遙感信息技術則成為了礦床變化的主要信息依據(jù)。相關技術人員可通過各類遙感資料及其圖像做好相應的宏觀對比，深入研究礦床所表現(xiàn)出的腐蝕效果，并對礦深度的相關知識點進行有效運用，從而準確探尋礦床的相關位置。

3 地質(zhì)勘察工作遙感信息技術的發(fā)展趨勢

3.1 高光譜的實際應用

高光譜實際上即為遙感信息技術的組成，具體而言是一種同時融入計算機、探測、光學、信號處理學于一身的綜合技術。充分顯示出納米級別的光譜分辨率在光譜儀中的實際應用效果，在成像過程中便可同時記錄數(shù)百條光譜通道數(shù)據(jù)，從每一個像元中均可提取連續(xù)的光譜曲線，從而實現(xiàn)空間信息、光譜信息以及輻射信息的同時獲取。由此可見，高性能的高光譜在未來市場有著極好的發(fā)展前景，并且隨著時代的更替，高光譜技術也隨之不斷創(chuàng)新與改革，其性能方面只增不減，高光譜的圖像光譜信息層次分明、信息豐富，針對不同波段時會反饋出不同的信息變化量，而后再通過建模技術，得出礦物的豐富程度以及分布情況，人們應充分運用高光譜優(yōu)勢來加強數(shù)據(jù)應用處理能力。

3.2 數(shù)據(jù)的整合

時代在發(fā)展，社會在進步，而遙感技術也隨之不斷升級改革。截止目前，諸多新型傳感器已經(jīng)研發(fā)成功，并在短時間內(nèi)快速普及至各行各業(yè)，多種新型傳感器的功能眾多，能夠從多種空間、時間等內(nèi)容對反應地物目標具有的特征進行確定，從而形成相應的多元數(shù)據(jù)，以此與單元數(shù)據(jù)建立對比關系，顯而易見，多元數(shù)據(jù)對于礦產(chǎn)資源的開采與具體位置的勘測更具優(yōu)勢，例如數(shù)據(jù)對于數(shù)據(jù)之間的互補性等等，單元數(shù)據(jù)并不具備互補性。具體而言，單元數(shù)據(jù)僅僅是反應出某一方面或單方面的特征，為了實現(xiàn)多層次的掌握目標，必須將多元數(shù)據(jù)作為基礎，替換單元術數(shù)據(jù)，并提出相應的信息。多元數(shù)據(jù)日益進步，已經(jīng)有效推動了數(shù)據(jù)整合技術的持續(xù)優(yōu)化，完善了數(shù)據(jù)性能，而相關技術人員則依據(jù)數(shù)據(jù)進行整合，快速剔除一些復雜繁瑣且毫無作用的信息，并且還能將數(shù)據(jù)處理水平實現(xiàn)有效提升，從而達到信息互補的目的。

3.3 3S技術的有機結合

所謂的“3S”技術即為遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）三者的統(tǒng)稱。目前為止，當今社會最為常見的即為全球定位系統(tǒng)，其運用范圍更加廣泛，主要作用就是有效且迅速的定位人或物，確認全球范圍內(nèi)的任何點坐標，并且進行科學管理。大量的遙感數(shù)據(jù)需要更大的空間，因此需要性能更高的管理系統(tǒng)。截至目前，隨著人力成本的大幅上升，在目標區(qū)域內(nèi)尋找礦產(chǎn)資源時，遙感技術已經(jīng)表現(xiàn)出了“小投資大回報”的顯著優(yōu)勢，故而遙感系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)之間的整合相當重要。隨著3S技術的持續(xù)優(yōu)化與不斷完善，地質(zhì)工作人員可嘗試3S及可視系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等先進科技的綜合運用。

4 遙感信息勘探的技術特征

為了凸顯遙感信息勘探技術在礦山地質(zhì)勘察中的應用成效，相關工作人員應當充分了解遙感信息勘探技術的主要特征，總體而言，遙感技術具備范圍廣、時效性、周期性、綜合性、可比性、約束性、社會性、局限性等技術特征，且自身技術優(yōu)勢眾多，與其他勘探技術形成鮮明的對比。首先是遙感技術可實現(xiàn)大面積同步觀測，遙感探測在較短的時間內(nèi)可對海、陸、空，甚至宇宙等空間內(nèi)的信息進行大范圍的勘測，并從中獲取有用的遙感數(shù)據(jù)，擴展了人們的視覺空間，例如一張陸地衛(wèi)星圖像，其覆蓋面積可達30000多平方千米，這種宏觀上觀測手段對于地球資源以及未來發(fā)展而言具有重要意義。其次即為遙感技術的時效性與周期性，遙感技術獲取信息的速度快且周期較短，當衛(wèi)星圍繞地球正常運轉(zhuǎn)的過程中，可及時獲取所經(jīng)地區(qū)的各類自然現(xiàn)象的最新資料，以便更新原有資料，或者說通過觀測信息來動態(tài)檢測新舊資料之間的變化情況。與人工實地測量以及航空攝影測量相比，遙感技術節(jié)省了大量的人力、物力以及財力，實現(xiàn)了降本增效，將遙感技術的優(yōu)勢最大化，凸顯了科研水平的飛速提升。再次即為遙感數(shù)據(jù)的綜合性、可比性以及約束性。遙感數(shù)據(jù)可實時反映地面事物所發(fā)生的變化，也可周期性的重復對某一地區(qū)的觀測，如此一來有助于觀測該地區(qū)的新舊差異。在防范自然災害、環(huán)境保護、天氣預報以及軍事目標等領域中，遙感數(shù)據(jù)的應用范圍最為廣泛。獲取的遙感數(shù)據(jù)一般具有綜合性，由于獲取的信息源自同一時段、同一地區(qū)，故而可從多個角度展現(xiàn)出地球上的自然及人文現(xiàn)象。遙感技術中用于獲取信息的手段眾多，且獲取信息量較大，結合不同的任務要求，遙感技術可選擇不同的波段及儀器獲取信息，例如利用可見光探測物體，同時也可采用紫外線、紅外線以及微波探測物體。此原理即為利用不同波段對物體的穿透性進行判斷，同時也可獲取地物的內(nèi)部信息。另一方面，遙感信息技術自身具備一定的經(jīng)濟社會效益，由于遙感信息的限制條件相對較少，因此遙感技術可在惡劣的自然環(huán)境下完成對地物信息的勘測，從而為人類帶來非常寶貴的資源資料。

5 結語

綜上所述，社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展推動了工業(yè)化、現(xiàn)代化與城市化的腳步，而對于礦山地質(zhì)勘測而言，也需要采用更為先進、更為高端的科學手段來實現(xiàn)勘測效率的提升，例如遙感技術等等。截止目前，遙感技術已然成為礦山地質(zhì)勘測工作中最為常見也是最為先進的技術手段之一，較之人工實地測量以及航空攝影測量而言，遙感信息勘測技術所反饋的信息綜合性更強，更為全面，在地質(zhì)工程中的地位越來越重要，為社會經(jīng)濟建設做出重要的貢獻。