遥感技术在数字矿山中的应用探讨

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1、遥感技术在数字矿山中的应用探讨摘要:基于遥感技术的快速发展和广泛应用,结合矿山信息化,提出将遥感技术应用于数字矿山,探索遥感技术在矿产资源勘探、矿区地面塌陷监测分析、矿区环境污染监测方面的应用。关键词:遥感技术;数字矿山;应用探讨前言矿产资源勘探是矿山开采的基础性工作,在矿山的日常生产工作中需要测绘大量的地形图和地质图。目前,我国许多矿山仍采用传统的测量手段,设备落后、测量精度低、误差大、效率低下。测绘科技的快速发展,将电子全站仪等高科技仪器应用于矿山测量工作已很成熟。但是在矿山生产的某些方面,应用上述仪器仍不能得到很好的解决。随着数字化矿山

2、的提出,笔者尝试将遥感技术应用于矿山日常生产测量中,探讨遥感技术在矿产资源勘探、矿区地面塌陷监测分析、矿区环境监测方面的应用过程。1数字矿山矿山开采过程中,大规模的生产建设活动造成了严峻的环境问题,如土地破坏、土壤退化、水土流失、植被破坏、三废污染等。很多矿业城市开始步入生存与发展困境,其中最为严重的就是煤炭行业,发展形势非常严峻。中国矿业要想走出困境,走可持续发展道路,就必须提出矿山信息化,实施数字矿山战略。数字矿山是在统一的时空框架下,以信息科学、人工智能和计算科学为理论基础,科学合理地收集各类矿山信息,将海量矿山信息资源进行全面、高效和

3、有序的整合。数字矿山的任务是在矿业信息数据库的基础上,充分利用现代空间分析、数据采集、知识挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算技术,为矿产资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理进行模拟、仿真和过程分析提供新的技术平台。数字矿山是在统一的时空框架下,以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础,科学合理地组织各类矿山信息,将海量矿山信息资源进行全面、高效和有序的整合。数字矿山的任务是在矿业信息数据库的基础上,充分利用现代空间分析、虚拟现实、可视化和科学计算技术,为矿产资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理

4、进行模拟、仿真和过程分析提供新的技术平台和强大工具。数字矿山的七个主层次见图1。4图1数字矿山的主层次图数字矿山的提出,给矿山生产建设带来很多便利,在矿产资源可持续发展方面发挥了巨大的作用。矿产资源是不可再生能源,加强矿产资源勘探、发现新的资源赋存区是实现资源可持续发展的重要手段。数字矿山可以将矿产资源的储量和开采情况可视化地表现出来,从而可判断需要优先开发哪些资源,解决资源供应紧张与不断增长的资源消耗之间的矛盾。矿山事故一直以来都是矿山生产中很棘手的问题。地下开采信息不灵,地质情况不明是事故频发的主要原因。数字矿山建设能将各种地质信息综合地

5、显现出来,可提供全方位信息,为科学决策做准备,同时数字矿山可实现无人开采和远程遥控开采,从而减少或避免矿山安全事故。2遥感技术遥感是20世纪60年代兴起并迅速发展的一门综合性探测技术,在航测的基础上,随着空间技术、信息技术、电子计算机技术等当代高新技术的迅速发展,以及地学、环境等学科发展的需要,逐步形成的一门新兴交叉科学技术。遥感是指不直接接触物体本身,从远处通过仪器探测和接收来自目标物体的信息,通过信息传输、加工处理及分析解译,识别物体和现象的属性及其空间分布等特征与变化规律的理论和技术。一切物体,由于其种类及环境条件不同,因而具有反射和辐

6、射不同波长电磁波的特性。遥感就是根据这个原理来探测目标对象反射和发射的电磁波,获取目标的信息,通过信息解译处理完成远距离物体识别的技术。遥感探测具有如下特点:(1)宏观观测,大范围获取数据资料。采用航空或航天遥感平台获取的航空像片或卫星影像比在地面上获取的观测视域范围大得多。(2)动态监测,快速更新监控范围数据。对地观测卫星可以快速且周期性地实现对同一地区的连续观测。(3)技术手段多样,可获取海量信息。遥感技术可以提供丰富的光谱信息,根据应用目的不同而选择不同功能和性能指标的传感器及工作波段。(4)应用领域广泛,经济效益高。遥感已经广泛应用于

7、农业估产、地质勘探等诸多领域。同时与传统方法相比,遥感技术的开发和利用大大节省了人力物力。遥感过程包括遥感信息源的物理性质、分布及其运动状态;环境背景以及电磁波光谱特性;图像处理与识别等等。具体过程见图2。4图2遥感过程示意图3遥感技术在数字矿山中的应用3.1资源遥感在矿产资源探测与勘探方面,遥感是资源勘探有力的工具,矿产资源遥感调查是遥感地质找矿的主要任务,其基本原理是:结构信息是地面岩石地貌、构造地貌及各种外动力地质作用控制的地貌现象在影像上的综合表现,因此影像地貌的形态是遥感图像判读时用于区分地质体或地质现象的重要依据。通过对遥感影像的

8、信息提取分析再加上野外的验证,可较准确的圈定矿产预测区。遥感找矿方法可以分为:遥感图像分析找矿;提取矿产信息进行矿预测;遥感地质综合分析找矿。同时可应用遥感技术对矿