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摘要：礦產資源經過長期、高強度及大規模開采后，礦山環境問題日趨突出，水土流失、地形地貌景觀破壞以及生態環境破壞等問題不斷加重。文章運用遙感技術作為主要監測手段，對礦山環境和治理信息進行提取，結合野外驗證，總結典型的礦山環境治理方案。文章較為全面地介紹遙感技術在礦山環境恢復過程中的應用，對礦山生態環境重建具有重要的意義。
關鍵詞：遙感技術；礦山環境；時間分辨率；應用探析
礦山在開采過程中對土地資源、生態環境等造成破壞，同時導致地質災害和安全問題頻發。遙感技術作為新興的信息獲取技術，能夠提供礦山周期性的數據信息，開展大面積、高時效監測。利用遙感技術還能直接或間接獲得礦山環境治理的相關信息，遙感數據量大、信息全、速度快的特點，為礦山環境治理成效的評價提供保障。隨著遙感技術的深入發展，遙感影像的空間分辨、光譜分辨以及時間分辨率不斷提高，利用遙感技術對礦區環境治理進行監測和評價，是未來礦山環境治理工作必然的發展趨勢。
1礦山地質環境問題
礦山環境問題主要是在礦山開采、加工和運輸過程中，對周圍環境造成的破壞和影響。礦山環境問題對自然環境、人居環境等造成影響，已然成為阻礙生態文明建設的典型問題。由采礦造成的環境問題種類較多，文章主要從地形地貌景觀破壞、土地損毀、地下水破壞以及地質災害四個方面進行研究［1］。
1.1地形地貌景觀破壞問題
露天采礦嚴重破壞原有的地形地貌與景觀，砍伐植物、剝離表土，取而代之的是大片裸地、廢渣堆、高深礦坑、礦山建筑以及陡峻的崖壁等。生產區內采坑分布散亂，采掘無序，荒料堆積壓占土地，廢石就地就坡長期堆放；礦山工業場地、道路等缺少規劃、肆意建設。地下采礦造成地下采空區以及地下水的疏排，導致地下空間被壓縮，這種作用傳導到地表表現為塌陷、積水。同時，居民集中區周邊露天采礦活動，造成視覺污染，人居環境受到嚴重影響。采礦活動對地形地貌景觀造成嚴重影響。
1.2土地損毀問題
土地資源破壞問題主要表現為采礦引起的耕地、林草地的破壞，破壞方式主要有挖損和壓占。挖損主要表現為露天采坑，壓占主要表現為剝離物、廢石、表土等對原地類的壓占。壓占損毀同時伴隨有土壤環境和土壤理化性狀惡化，土壤有機質含量下降，營養元素減少，土壤結構遭到破壞，土層變淺，土體板結等問題。采礦活動對土地資源影響程度較嚴重。
1.3地下水破壞問題
采礦活動對地下水的破壞表現為對水位、水質以及水量造成影響。對地下水的疏排導致地表淺層地下水滲漏，河湖坑塘水位下降乃至干涸，農業生產和居民生活取水困難。對水質的影響主要是生產廢水和生活污水未經處理直接排放，對地表和地下水資源造成污染，從而對當地農業和居民健康造成嚴重危害，繼而引起一系列社會問題。另外，在降雨作用下，礦山粉塵和各類堆積的淋濾作用，造成有害物質在土壤中匯集，不斷深入地下，向淺水層乃至更深含水層遷移，對地下水資源造成嚴重的污染［2］。1.4地質災害問題地質災害主要是礦山露采過程，形成地面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流等危險性和危害性較明顯的地質災害，以及地采活動誘發的上述地質災害。地質災害對礦區工作人員的生命安全造成嚴重的影響，造成嚴重的經濟損失，制約企業長久的發展和進步［3］。
2遙感技術在礦山環境治理中的應用
2.1快速識別礦山環境問題
遙感技術的典型特點是獲取信息的速度快，周期短，可以在短期內獲得目標地區不同時段的影像，通過對邊發現地表變化情況。同時，中、小型無人機大量普及，使得隨時隨地可以獲取第一手資料。礦山環境問題分布于地表和地下。地表主要表現為大面積的地形或地表覆蓋層破壞。在遙感影像上這種變化情況與周邊想成色差鮮明的對比特征，可以通過目視解譯快速圈定。地下采礦的環境問題主要表現為采空區塌陷，這種作用傳導到地表間接表征為地表的塌陷和積水。利用遙感影像對水體識別的優勢能可以較為準確判斷地下塌陷的位置。
2.2合理開展治理工程規劃
遙感影像對地表的宏觀反應較全面，治理區內-區外以及區內各地段的細部特征反應較直觀。在治理方案論證階段，基于遙感影像可以方便且快速地制定不同的治理方案，從而有利于方案的比選并確定最終的治理思路。同時，在后續的室內詳細設計階段，利用影像和高程數據形成的3D展示，可以較為真實地還原現場特征，極大地提高設計的效率。
2.3對治理成效的長期監測
礦山環境治理往往是一個植被重塑、景觀格局重塑的過程，相對于2~5年的工程建設期，植被和土壤的恢復、生態環境的成熟是個長期的過程。工程驗收側重的是程序性工作的完結，對設計和施工質量的深度評判則需要在更長時間尺度上完成。綜合考慮時間長度、資金、人員及設備的因素，遙感監測是最便捷、經濟成本低且技術可行的長期評價手段。利用衛星影像或者無人機上搭載傳感器快速對數據進行采集并即時回傳，利用專業的遙感和地理信息軟件對數據信息進行處理，將極大地提高效率降低生產成本。從遙感影像可以方便提取植被指數、覆蓋度等直觀參數，繼而還可建立礦山生態彈性度等模型深入評價生態效益。通過多年數據的累積，可以較為客觀評價治理區生態恢復的發展趨勢。同時，在長期監測中，對于汛期等特殊時期，可以高頻率地監測，通過對比、研判確定治理工程的運行情況，及時發現并排除隱患。
2.4促進數字化礦山建設
數字化礦山的建設，將最大限度地減少礦山環境問題數量和致損程度。隨著礦山建設理念的變化，數字化礦山的建設和高質量信息化管理，是未來礦山建設的主要方向。遙感技術應用，可以獲得更加全面、時效性更強的數據資料，是實現數字化礦山建設的基本手段。遙感技術配合無人操控、實時操控等技術，可以使礦山開采活動更規范化、定量化、精準化。從而使礦山地質環境問題在產生之初，即受到人工干預，降低后續治理的難度。遙感技術能夠在地形復雜區域，憑借良好的實測效率，快速地對礦山地形、地貌等相關信息進行精準獲取，以此來作為礦山資源開采的基本數據資料，為數字化礦山的建設提供數據支撐［4］。同時，行業主管部門可以使用遙感技術等對礦產資源實際開采情況進行空間的實時監控，對開發不合理的情況進行資料拍攝，將所有問題資料進行整理后，嚴格對違法開采的企業進行整頓［5］，從監管層面推動數字化礦山建設。
3依托遙感技術的典型治理案例分析
3.1建設生態公園
礦山開采區域往往具有面積大、地形變化大、有積水等特點，這些采礦造成的破壞問題，恰是構建生態公園的有力因素。利用遙感影像的宏觀特征，可以方便地完成生態公園的功能規劃。例如，三明市的竹林礦區，就是因為對礦山資源的過度開采，導致礦山大面積水土流失，同時礦區內土場、尾礦庫等都存在較多安全隱患。在這樣的背景下，當地政府依托技術單位利用遙感影像對礦山及周邊區域進行較為全面調查、統一規劃，將礦區建設成為生態公園。在公園建設完成后，通過遙感監測該地區的治理面積已經逐漸完成，水土流失情況得到有效地控制，有效地解決尾礦和土地存在的安全隱患問題?，F在該礦山的土地質量有著明顯的改善，園林綠化景觀和休閑設施不斷完善，已經成為全新的生態休閑區域。
3.2恢復農業用地
土地復墾是礦山環境治理中較為常見的治理方式，通過復墾不僅能夠實現對土地資源的充分利用，改善礦山周邊土地質量，還可以帶來較大的經濟效益。因此，在一部分土地環境質量較差的礦山地區，可以選擇礦山復墾的方式，對礦山地質環境情況進行恢復，實際工作開展的環節中，加強對復墾落實的管理情況，科學合理的對復墾手段進行優化和選擇，以此來保證最終的礦山復墾效果。在復墾的過程中，可以利用遙感技術獲取復墾前后的影響特征，對復墾工程的實施情況進行監測。同時，利用長期遙感監測對復墾效應進行評判，對存在的不足之處進行整改?，F階段，礦山復墾工作開展的階段中，遙感技術能夠對原本礦山環境情況進行調查，利用全色遙感影像最終結果，對礦山實際環境進行判決，在復墾工作完成之后，遙感技術需要在此全面對礦山環境進行掃描、呈像，將兩賬戶呈像最終進行參數對比，從而對復墾的效果進行確定。在遙感技術應用的過程中，可以從相關影響上很清楚的看出礦山的治理效果，在礦山中大量植被分布較為密集，在野外調查中也發現礦山大部分區域都得到良好的復墾效果，工作人員也使用不同技術進行修復和治理，比如修建護坡、填充土石、修理爛渣壩等，對礦山區域的土地進行整理，利用桂花、羅漢松、花黃等植物在基地中進行種植，從而提升治理的最終效果。
3.3自然生態環境的恢復
由于我國地域分布情況較為廣泛，不同地區的礦山環境都有一定的不同，在實際環境治理的過程中，需要結合實際的氣候環境情況開展?，F階段多數礦山地區的氣候環境較為濕潤，全面降雨較為充足，這種氣候環境下，植物會具有較為良好的生長環境，植物存活率較高。多數礦山在環境治理的階段中，經常會因為礦物資源開采或者地形環境險惡等多種特殊性，在自然環境回復治理的階段中，需要工作人員加以重視，在工作準備階段中，利用遙感技術對礦山環境實際分布情況、地質情況、結構情況等進行勘測調查，以此來為后續工作的開展奠定扎實良好的基礎。同時，礦山環境治理工作的開展具有較為明顯的長期性，在自然環境恢復中需要定期使用遙感技術進行攝像，將最終測量結果進行分析，從而對恢復治理效果進行保障。如果影像上的綠色植物紋理較多，說明礦山環境恢復治理效果較為良好；如果影像上的空曠區域較多或者從色彩上很難進行分辨，則需要進一步分析和治理。除此之外，在經過工作人員野外調查之后，礦山的自然恢復建設可以使用花崗巖或者礦山區域內較為堅硬的巖壁進行處理，但是這一部分環境恢復治理工作也相對困難，需要加以重視。目前。我國多數礦山的立面都已經形成自然風化的現象，在礦山區域內雜草不斷生長，當地政府部門已經放棄對礦山的治理。
3.4普通植物的恢復
在礦山區域范圍內經常會包含原有的自然植物，將原有普通的植物進行恢復，是現階段礦山環境治理工作中較為常見的環境恢復手段。在我國多數礦山在停止開采后，需要及時開展護坡修建、土石填充、復墾、植物修復等多種工作，這也是礦山環境修復工作的重要基礎。在普通植物修復中，遙感技術需要全面的將礦山區域中含有的植物進行掃描，利用相關的數據報告，對植物實際生長情況進行初步掌握和了解，以最終結果為基礎制定環境治理方案，保障方案具有較高的可行性和有效性。在經過野外調查之后，需要對礦山區域采空部位進行降坡處理，做成臺階樣式，在臺階上將植物樹苗進行種植和付匯，對礦山區域的平面進行原有植物的修復處理，保證礦山普通植物生長的效果和質量，以此來為最終礦山環境治理效率奠定基礎。
4結語
隨著社會的不斷發展和進步，人們對于礦產資源的需求量也在不斷增加，這對采礦工作效率和綜合質量提出更高要求。為了強化礦山地質環境問題源頭控制，并在后期治理過程中提高設計的效率和質量，創造生態產品價值，企業需要加大對遙感技術等現代化測繪技術進行應用，從而獲得更加精準的勘測信息，為礦山建設、開采以及治理提供數據支持。同時，廣義的遙感產品———地形高程信息、影像、照片及錄像等，為實現礦山的自動化、智能化及無人化生產提供實時的多源數據，是未來礦山發展的主要方向。
作者：張郝哲 許圣強 單位：河南省地質礦產勘查開發局測繪地理信息院
