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遥感技术在矿山地质灾害中的应用评价

摘要：煤矿区是一种以资源开发与利用为主发展起来的特殊地

理区域,由于资源过度开采对区域的持续累积影响,引发了严重的

环境损害与地质灾害,如地面塌陷、矸石山爆崩、滑坡、冲击地压

等频繁发生。本文介绍遥感技术的涵议及在矿山地质环境调查中的

作用，并结合遥感技术在地质调查工作中的应用实例进行了相关探

讨。

关键词：遥感技术；矿山地质灾害；应用评价

一、遥感技术的涵义

1、遥感的定义

“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺

风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一

个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类

已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不

同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其

发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

2、遥感技术的特点

①遥感具有宏观性和直观性。②遥感获取资料的速度快、周期

短、而且能反映动态变化。③遥感使用的电磁波各波段之间,性质

差异很大,用途也很不相同。④遥感获得的信息量巨大。⑤遥感技

术的应用受地面条件限制少,可用于自然条件恶劣、地面工作困难

的地区。⑥经济效益好,成本低,收益高。由此可见,遥感技术在自

然灾害的调查、监测和预测中具有显著优势。当前,遥感技术在分

析、预测、评估自然灾害造成的损失方面正发挥越来越大和不可替

代的作用。

二、遥感技术在矿山地质环境调查中的作用

1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从

技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。

利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等

特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样

品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调

查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事

半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结

合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间

分布、规模及其外围地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研

究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调

查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查

中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质

环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信

息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受

特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,

是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有

良好的解译效果。

三、应用实例分析

2002年10月,作者参加了某矿区的矿山地质环境野外调查工作,

应用quickbird遥感数据对煤矿开采引发的地质灾害进行调查,研

究了不同类型地质灾害(塌陷坑、地面沉陷、地裂缝)的遥感影像特

征,对矿区地质灾害现状、成因、分布规律特点和调查精度进行了

分析评价。

1、塌陷坑

塌陷坑是地下矿产资源开采引发的局部地面塌陷,以第四系覆

盖的农业区居多。由于开采煤层较浅,矿层顶板为碳酸岩且厚度较

薄,受外力或降水影响,经常发生地面垂直塌落现象,形成小面积的

塌陷坑。

实地观察发现,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直径从3~30m不等,

塌陷深度一般2~3m。多数塌陷坑的坑壁陡直,无法耕种,随着时间

推移坑壁坍塌变缓,底部生长杂草,较大的塌陷坑经过改造还种上

庄稼。遥感图像上塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状,呈

独立个体成群分布,色调明暗不同。坑内植被呈微红色。由于塌陷

坑是有一定深度的负地形,在阴影作用下,立体效果明显。与正地形

(如坟墓、独立树冠)相比,形成的立体效果正好相反。塌陷坑的阴

影出现在环形图斑内侧的下半部分,而土堆形成的阴影出现在环形

图斑内侧的上半部分,这是塌陷坑判断正确与否的重要标志。有的

塌陷坑虽已填平,但从隐约可见的浅色环状还

能看出塌陷坑的轮廓。有的虽未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造

成土壤结构和水分含量的变化已经显现出塌陷坑的轮廓。

2、地面沉陷

地面沉陷是地下矿产资源开采引发地面不均匀沉降,主要发生

在第四系覆盖的农业区。由于地下采空区打破了原有的应力平衡,

当矿层顶板无法支撑上覆地层压力时,便发生整体大面积塌落现象,

形成地表一定范围