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矿产资源是人类赖以生存与发展的重要资源。河北省是一个矿产资源大省,也是一个矿业开发大省。随着经济建设的快速发展,矿山环境问题,特别是矿山地质环境问题和地质灾害日益突出。不仅影响到矿业经济可持续发展,还危害社会稳定和人民生命财产安全。卫星遥感影像具有时效性强、分辨率高、综合应用成本低等特点,在矿山环境监测中起着越来越无法替代的作用。
本文依托于中国地质调查局《矿产资源开发多目标遥感调查与监测》项目,以河北省西北部、东部、南部矿业经济区为研究区域。使用Etm、Cbers-2、SPOT5、Geoeye-1、Ikonos等中高分辨率遥感卫星影像数据。在总结前人研究成果的基础上,充分分析研究区地质环境背景、矿产资源分布、矿山环境现状以及影像光谱特征,在MAPGIS平台下提取出矿山开发占地及水体污染信息。然后进行矿山环境遥感调查与监测,取得了以下主要研究成果:
1、在充分收集相关资料和研究成果的基础上,对工作区的区域地质环境背景、矿产资源分布、矿产规划、矿山环境问题等进行了研究,为进一步开展矿山环境专题遥感信息提取及矿山环境遥感调查与监测奠定了良好的基础。
2、矿山环境专题信息的提取。
遥感影像处理结束后,在对研究区遥感影像获得感性认识的基础上,进行实地踏勘,建立重点区不同区域、不同矿种、不同开采方式的矿产资源开发利用状况和不同矿山地质环境问题解译标志。同时采用GPS定位测量,将各目标地物标绘到地形图和影像上,并用统一表格记录坐标、位置、规模、类型等,用以保证工作成果的质量和几何精度。
解译工作前,通过划分试验区反复试验,认为在研究区,肉眼识别彩色影像时,能将50个像元左右的矿山地物从背景中分离出来,并能判定用地性质。以此推算出各不同种类彩色图像的最小可监测面积。
在建立解译标志的基础上,采用人机交互解译方式,使用原始分辨率影像,在MAPGIS平台进行信息提取工作。借助于数字高程模型对遥感图像进行三维可视化模拟和三维景观漫游,以直观、形象的识别地质灾害以及水污染的情况。
3、对研究区开发占地情况、地质灾害情况和环境污染情况进行了遥感调查与监测。
研究区矿产资源的开发及开发过程中产生的大量固体废弃物不可避免的占用了大量土地资源,并对生态造成影响。研究区2008年矿业活动占地2613.58ha,占全区面积的0.10%;其中占用农用地940.12ha,未利用地38.39ha。此外,矿山的开采活动还会造成地质灾害,研究区内由矿渣堆放引发的地质灾害现象比较突出,经遥感调查发现由矿渣堆积引发泥石流7处,滑坡6处。
4、对研究区矿山生态环境恢复治理规划执行情况进行了遥感监测。
河北省现有矿山生态环境恢复治理规划区22个,本次研究我们利用规划基准年和2008年2期数据,对河北省监测区内4个矿山生态环境恢复治理区(占总量的18.2%)的矿山生态环境恢复治理规划区进行了监测工作。研究区涉及到的4个矿山生态环境治理恢复规划区均开展了生态恢复治理工作。由于目前正处于矿山生态环境恢复治理项目实施过程中,尚未达到规划制定的目标。
5、在河北省建立了一条完整的、切实可行的利用遥感技术进行成矿带与矿集区矿山环境遥感调查与监测的技术路线。包括遥感影像资料的选取、图像的正射校正和增强处理,适合于河北山区的自动提取和人工修整相结合的遥感信息提取方法、数据库的建立、野外调查与验证、图件的制作以及报告的编写等。
通过本次研究发现常规的遥感监测还存在如下不足:
1、常规遥感监测的局限性。
由于当前非法采矿手段极为隐蔽,依靠常规遥感手段还不能准确及时的发现所有的非法开采迹象,对于个别开采集中区还需要额外增加外业调查力度,以尽可能杜绝上述情况的发生。
2、矿山开采“一证多井”现象的遥感监测仍显不足。
近年来河北省矿山整合力度加大,工作区中许多小型矿山被整合成为满足规划设计要求的大中型矿山,但在利益的驱使下,许多整合后的小矿山没有按照政府部门的要求关闭,仍在持续开采,造成大量矿产资源的浪费,同时许多小矿山的不规范开采又容易引发新的地质灾害。
对这部分非法开采矿山的遥感监测工作目前尚有不足,主要是在一个开采证中存在多处正在开采的矿山开采点,确定哪个开采点是该矿山的主井口,目前单靠遥感监测还不能准确的得出。下一步我们准备和河北省国土资源厅相关部门紧密配合,获取更多的工作资料,配合外业调查工作,对工作区中“一证多井”现象进一步细致调查。
通过矿山监测项目的实施,有效的监测河北省重点成矿带及矿区矿山开采管理秩序和各类矿山地质环境的动态变化。快速、准确监测因矿业活动而引发的土地损毁与破坏,确定土地压占面积和速率,对矿山环境的发展趋势做出客观预测。下一步准备在河北省建立多源、多时像、多层次、多分辨率监测系统,开展多种对地观测技术的应用,实现各技术互补、取长补短,提高空间数据获取和处理的精度、速度和效率,保证监测成果真实、可靠,使矿山环境规划和治理、整顿更具科学性。经过几年的积累,总结出一套较完善的环境评价模型,对工作区进行矿山地质环境评价。