矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室

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1、矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室科学研究年度综述围绕实验室多源遥感矿区综合应用、数字矿山与防灾减灾信息平台建设、矿区地质灾害监测与环境治理等三个发展方向展开论述。一、国内发展现状利用遥感技术进行矿山开采状况监测在国内开展得较少，长期以来，矿产资源开发状况调查一直采用群众举报、实地调查和逐级统计上报模式，不仅速度慢、标准难以统一，而且受空间视野的限制，很难做到对大范围的矿区开采状况进行全面了解和掌握，更难进行矿山环境问题的预测预报。因此，对矿产资源开采状况进行监测，需要实时、客观的高精度信息源。早在1997年金学林等就对以“3S”技术为主体的地球信息科学在矿

2、山环境监测中应用的优越性和可行性进行了阐述，并在晋城、铜川、开滦等矿区做了实际应用，对矿山的大气、塌陷进行了遥感调查分析。牛保茹等对宁夏碱沟山地区的SPOT卫星图像、内蒙古海渤湾矿区的TM卫星图像(热红外通道)和山西大同矿区的航空遥感图像进行了计算机处理、分析和煤矿解译，由图像可以确定煤矿的位置、相对生产规模、生产井或关闭井等问题，并对宁夏碱沟山地区进行了野外抽查,试验结果表明，利用空间遥感技术，可以完成对小煤矿状况的监测任务。陈云浩等利用遥感技术作了矿区城市(山西晋城市)的城市热场图,分析了晋城热污染问题,探析了热红外遥感在矿区大气污染研究的技术方法。矿区生态环境受

3、采矿影响的遥感调查分析，是近年来遥感在矿山的应用研究重点。近年来，我国学者运用“3S”技术、数字近景摄影测量技术和探地雷达技术进行矿区地表形变及复垦土地、土壤的物理与生化特性演变监测研究，促进了这一研究领域的深入与拓展，创新性地研发了以GPS技术做矿区基准三维定位、高中分辨率卫星遥感图像、GIS技术方法为矿山空间数据存储及动态分析手段的煤矿区土地资源与生态环境损害的宏观(地貌景观和土地利用变化)综合监测和分析评价的综合技术。在矿区地面塌陷监测中，基于航空、多光谱遥感信息进行塌陷地提取分析的研究继续得到发展；在塌陷地遥感影像识别特征等方面结合不同矿区实际取得了一些新的应

4、用成果；针对从单一遥感影像提取和识别塌陷地存在的不足，提出了将地理信息系统和领域知识应用于不同地物特征和地表形态(有或无积水和不同积水深度、矸石山等)的塌陷土地信息提取，取得了较好的效果。在面向矿山应用的遥感信息处理方面，人工神经网络、遗传算法、专家系统等得到了初步的应用,为信息处理水平的提升奠定了良好的基础。中荷合作项目“中国北方煤田自燃环境监测”应用遥感技术首次全面系统地掌握了中国北方煤田自燃灾害分布、区划、等级及危害程度，提出了煤田火区遥感技术探测方法和工作程序，建立了中国北方煤田火区计算信息系统，并将图像处理技术和地理信息系统技术有机地结合起来，为各级政府对煤

5、火的防治决策、为灭火工程设计施工、监测提供了现代化方法和手段。“宁夏汝箕沟煤田火区环境监测与治理”项目首次选用卫星遥感、航空遥感、地面遥感和地球物理的高分辨率电导成像系统和高精度磁力仪、GPS数据采集系统，结合火区钻孔和火区剥离手段，进行地下、地面、航空、航天四层空间遥感同步试验，完成了煤田火区燃烧中心、燃烧系统和火区的系列研究、煤田火区遥感探测与监测方法研究、煤田火区灭火工程及环境治理研究，并开发出适用于煤田火区动态监测与治理的“煤人系统”软件。中德科技合作“中国北方煤火探测、灭火与监测新技术研究”项目的正式启动,标志着我国煤火控测、灭火与监测技术体系的建设发展到新

6、的阶段。该项目以内蒙的乌达煤田、古拉本煤田和宁夏的汝淇沟煤田为研究区，内容包括科研管理与协调、自燃环境条件研究、火区的几何学与动力学研究、灭火新技术研究、区域环境影响评价、预防监测与早期预警等六个方面。“矿产资源开发遥感动态监测”项目，利用不同分辨率卫星数据对试验区矿产资源开发及其引发的生态环境问题进行了深入细致地研究，使我国延续多年的矿产资源开发利用状况逐级统计上报制度逐步被遥感动态监测所替代。为了解决矿山地面塌陷等无法接近目标三维坐标的测定问题，有关高校自行集成了高分辨率全数字地面摄影测量数据采集系统，并基于DLT算法开发了专用数据处理软件。实践表明,这一系统特别

7、适合于各种危险区域如塌陷区、滑坡体等三维坐标的测定，并能取得较高的精度。该系统还可用于数字城市三维景观影像的采集，弥补航空摄影测量与遥感技术的缺陷。2001年以来，国内有关学术组织相继召开了一系列以数字矿山为主题的学术会议。中国矿业联合会2001年组织召开了首届国际矿业博览会，其中包括一个以“数字矿山”为主题的分组会。2002年以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协第86次青年科学家论坛召开，2006年煤炭工业技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆乌鲁木齐召开了“数字化矿山技术研讨会”，提出了建设安全、高效、绿色、和谐的新型现代化矿井的目