基于rs和gis的礦山環(huán)境評價方法研究

1、<p><b>　　龍巖學(xué)院</b></p><p>　　資源工程學(xué)院畢業(yè)論文</p><p>　　題 目： 基于RS和GIS的礦山環(huán)境評價方法研究 </p><p><b>　　資源工程學(xué)院</b></p><p>　　基于RS和GIS的礦山環(huán)境評價方法研究</p>

2、;<p>　　【摘要】近年來，隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)利用程度的不斷升高，礦山開采造成的環(huán)境破壞越來越嚴(yán)重。這不僅制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也會引起許多社會問題。本文以安溪潘田重點工作區(qū)為研究區(qū)，通過遙感調(diào)查和地理信息技術(shù)等手段，對不同礦山環(huán)境評價方法進(jìn)行對比，分析網(wǎng)格法、自然邊界法和緩沖區(qū)法的優(yōu)缺點，采用將網(wǎng)格法與自然邊界法相結(jié)合新方法，制作礦山環(huán)境分級評價效果圖，為該地區(qū)環(huán)境破壞嚴(yán)重地區(qū)的治理提供依據(jù)。</p><

3、p>　　【關(guān)鍵詞】礦山環(huán)境；評價分析；遙感；GIS</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.引言1</b></p><p>　　1.1礦山環(huán)境評價背景1</p><p>　　1.2礦山環(huán)境評價的意義1</p><p>　　1.3基

4、于遙感和GIS的礦山環(huán)境評價國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p><b>　　1.4研究內(nèi)容2</b></p><p>　　2.礦山環(huán)境評價的相關(guān)技術(shù)2</p><p>　　2.1遙感技術(shù)的應(yīng)用2</p><p>　　2.2 GIS技術(shù)的應(yīng)用2</p><p>　　2.3基于遙感和GIS技術(shù)

5、的礦山環(huán)境評價過程2</p><p>　　3.礦山環(huán)境評價方法2</p><p><b>　　3.1網(wǎng)格法2</b></p><p>　　3.2自然邊界法4</p><p><b>　　3.3緩沖區(qū)法5</b></p><p>　　3.4評價方法對比6</p

6、><p>　　4.以安溪潘田重點研究區(qū)為例的礦山環(huán)境評價7</p><p>　　4.1研究區(qū)概況7</p><p><b>　　4.2影像校正8</b></p><p>　　4.3數(shù)據(jù)準(zhǔn)備10</p><p>　　4.4綜合因子計算12</p><p>　　4.5研究

7、成果13</p><p>　　5.結(jié)論及展望13</p><p><b>　　5.1結(jié)論13</b></p><p><b>　　5.2展望14</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　參考文

8、獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1礦山環(huán)境評價背景</p><p>　　礦產(chǎn)資源是人類生活離不開的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。人類為了開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，對礦山進(jìn)行挖掘開采，砍伐樹木，破壞森林，導(dǎo)致水土流失，使礦山環(huán)境失去原有的平衡，引發(fā)了許多地質(zhì)災(zāi)害，如露天開采造成的泥石流、山體滑坡，地下開

9、采造成的地面塌陷、地表裂縫等，都威脅著礦山周邊居民的日常生產(chǎn)、生活。在對礦山進(jìn)行開采的時候，大量廢氣、粉塵的排放也會污染空氣，形成酸雨。而礦山開采遺留的礦渣、廢石、尾礦等，不僅占用了大量的土地，也會導(dǎo)致環(huán)境污染[1]。我國礦產(chǎn)資源的開采已經(jīng)是歷史悠久，因此歷史遺留問題較多，而且隨著近年來的開采技術(shù)的發(fā)展，破壞面積有增無減，礦山環(huán)境問題日益突出，已受到黨和國家的高度重視，為了將礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用和預(yù)防與保護(hù)同時進(jìn)行，必須立即采取措施維護(hù)生

10、態(tài)環(huán)境平衡。</p><p>　　在20世紀(jì)90年代的中后期，我國才開始對礦山環(huán)境進(jìn)行比較系統(tǒng)的調(diào)查研究。我國的國土資源部從成立開始就一直堅持“在開發(fā)中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)”的原則。礦山環(huán)境保護(hù)已經(jīng)被國土資源部列入國土資源總體規(guī)劃。大量關(guān)于礦山環(huán)境保護(hù)的規(guī)章制度正在逐步建立、完善中，對指導(dǎo)礦山環(huán)境評價工作，保持我國礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。</p><p>　　1.2礦山環(huán)境評價的意義&

11、lt;/p><p>　　為了更好的貫徹我國堅持科學(xué)發(fā)展觀的精神，以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，更加有力地治理好礦山環(huán)境，對礦山進(jìn)行環(huán)境評價就是一個了解目前礦山環(huán)境的具體狀況的好辦法，它可以明確需要進(jìn)行重點治理的區(qū)域，及時發(fā)現(xiàn)問題，預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。</p><p>　　通過礦山環(huán)境評價，我們可以判斷礦山環(huán)境質(zhì)量的好壞，為保護(hù)礦山環(huán)境、改善礦山環(huán)境，使礦山環(huán)境滿足人類生產(chǎn)、生活的需求，而采取積極的行動讓礦山

12、自然生態(tài)系統(tǒng)保持良性循環(huán)。礦山環(huán)境評價的主要目的是調(diào)查研究礦山區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件及當(dāng)前開采情況，預(yù)測繼續(xù)進(jìn)行開采會引起甚至加重地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性和對周邊生態(tài)環(huán)境的影響程度，評價礦山資源開采區(qū)域及其周圍地區(qū)可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的危險性，并且做出預(yù)防災(zāi)害的措施來減少肯能受到的損失，對礦山繼續(xù)進(jìn)行開發(fā)利用的適宜性進(jìn)行評估，為礦山地質(zhì)環(huán)境防治、規(guī)劃及保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，具體體現(xiàn)了我國以預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則[2]。本文研究的礦山環(huán)境評價

13、方法的是通過對比現(xiàn)有方法，利用現(xiàn)有遙感影像及礦權(quán)數(shù)據(jù)，綜合各方案擇優(yōu)改進(jìn)，提取出的更能反映本省礦山環(huán)境現(xiàn)狀，并能夠更好預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢的評價方案。</p><p>　　1.3基于遙感和GIS的礦山環(huán)境評價國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在國內(nèi)，利用RS與GIS技術(shù)對礦山環(huán)境進(jìn)行評價和災(zāi)害監(jiān)測有許多成功經(jīng)驗：如陳秀娟，初禹，李繼紅利用遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合實地調(diào)查，對鶴崗市煤礦區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境

14、進(jìn)行評價[3]；楊青華，李藝，杜軍對黃石市礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行定量評價，為該地區(qū)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理規(guī)劃提供了有益的參考和借鑒[4]；武健強(qiáng)，于軍，余勒建立起蘇錫常地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)，并對該地區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價[5]；李娜等運(yùn)用GIS技術(shù)建立嘉陵江上游地區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價模型，并對該地區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)環(huán)境評價[6]；雷利卿，李永慶，孫九林等應(yīng)用RS技術(shù)提取了山東肥城礦區(qū)受污染植被和水體的遙感信息，討論了適合處理礦區(qū)環(huán)境遙感圖像的方法[7

15、]。</p><p>　　在國外，也有許多科學(xué)家對礦山環(huán)境評價做了研究。Christian Fischer和Wolfgang Busch利用RS、GIS技術(shù)結(jié)合地下水模擬，研究出地下水變化、地表植被變化和地下采礦引起的地表變形三者的關(guān)系[8]；Ferrier等人長期研究西班牙的最大的銅礦Rodaquilar，利用成像光譜技術(shù)分析了過度開采該銅礦造成地面沉降，影響其他資源和設(shè)施的原因及其未來的發(fā)展趨勢[9]；Leg

16、g利用RS技術(shù)對地表采礦引起的環(huán)境問題和礦區(qū)土地復(fù)墾做了定性評價[10]。</p><p>　　礦山環(huán)境評價是一個正在逐漸興起的工作領(lǐng)域，雖然目前礦山環(huán)境評價方法眾多，但是現(xiàn)今已有的礦山環(huán)境評價方法還是存在一些問題：不同部門針對自己的需求對礦山進(jìn)行環(huán)境評價時采用的指標(biāo)不同，適用范圍??；評價因子覆蓋面不夠廣，造成評價的結(jié)果不夠客觀全面；對礦山周圍環(huán)境存在的問題考慮較少等。要想獲取最適合工作區(qū)的評價方法，無論是選擇什

17、么樣的評價方法，具體到選取評價因子，確定因子權(quán)重，甚至最后分級評價成果圖的描繪都還需要進(jìn)一步的開展研究。而且隨著科技發(fā)展，遙感技術(shù)以及GIS技術(shù)在礦山環(huán)境評價領(lǐng)域發(fā)揮的作用也越來越大。在地質(zhì)條件不同的地區(qū)，開采礦產(chǎn)方式的不同造成的環(huán)境問題多種多樣。有很多對礦山環(huán)境評價結(jié)果產(chǎn)生影響的因子，運(yùn)用遙感和GIS技術(shù)有利于從中選出合適的評價因子，采用恰當(dāng)?shù)脑u價方法，才能確保得到科學(xué)、準(zhǔn)確的評價結(jié)果[11]。</p><p>

18、;<b>　　1.4研究內(nèi)容</b></p><p>　　本文是基于福建省礦山環(huán)境評價項目，通過研究分析國內(nèi)外當(dāng)前礦山環(huán)境評價的現(xiàn)狀，從眾多方法中確定運(yùn)用近年來發(fā)展迅速的遙感及GIS技術(shù)，選擇出適合本項目實施的方法，然后對比分析，取長補(bǔ)短，總結(jié)出最適合本項目的方案。本次研究的方法是以福建省安溪潘田工作區(qū)為例，采用將網(wǎng)格法與自然邊界法相結(jié)合新方法，對遙感影像進(jìn)行校正，利用Arcmap提取評價因

19、子，再利用Erdas綜合計算對礦山環(huán)境進(jìn)行綜合評價，得出該工作區(qū)的礦山環(huán)境分級評價效果圖，為該地區(qū)環(huán)境破壞嚴(yán)重地區(qū)的治理提供依據(jù)。</p><p>　　2.礦山環(huán)境評價的相關(guān)技術(shù)</p><p>　　2.1遙感技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　遙感技術(shù)是一種近年來正在快速發(fā)展，幫助人們可以便捷獲取信息的高科技技術(shù)。它可以不受地形影響，在視角廣闊的遙感平臺上，短時間內(nèi)連

20、續(xù)或周期性地對同一地區(qū)進(jìn)行大面積的同步觀測。</p><p>　　遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，既可以進(jìn)行專題研究，又可以進(jìn)行綜合研究，在土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、水土流失調(diào)查、環(huán)境評價和監(jiān)測等方面成為給國家提供決策的重要信息采集手段。應(yīng)用遙感技術(shù)，可以快速、準(zhǔn)確的對礦山環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，提高效率，節(jié)省時間、財力、人力，大力支持中國的礦山行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路[12]。</p><p>　　2.2 GIS技

21、術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　隨著計算機(jī)技術(shù)的高速進(jìn)步，擁有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理能力和空間分析能力的GIS技術(shù)在礦山環(huán)境評價中起著重要作用。利用GIS技術(shù)對收集到的研究區(qū)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，建立研究區(qū)礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)圖形與相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的集成管理，進(jìn)行相關(guān)評價因子的分析提取，結(jié)合相應(yīng)模型，對研究區(qū)的礦山環(huán)境進(jìn)行評價；準(zhǔn)確的對露天礦山生產(chǎn)過程對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行評價；進(jìn)行緩沖區(qū)分析可以評價礦山生產(chǎn)造成的環(huán)境污

22、染的范圍。</p><p>　　2.3基于遙感和GIS技術(shù)的礦山環(huán)境評價過程</p><p>　　當(dāng)前,國內(nèi)外運(yùn)用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和評價的基本過程如下:</p><p>　?。?）利用數(shù)據(jù)源不同的衛(wèi)星遙感影像,對影像進(jìn)行校正、拼接，歸一化植被指數(shù)(NDVI)等，解譯方法有人機(jī)交互或者結(jié)合監(jiān)督分類,得到精度較高的礦山環(huán)境監(jiān)測結(jié)果圖；<

23、/p><p>　?。?）對不同年份的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測結(jié)果圖中的破壞嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行比較,對比得出礦山開發(fā)和環(huán)境整治的動態(tài)變化；</p><p>　?。?）利用GIS技術(shù)的空間分析功能，采用合適的環(huán)境評價方法對礦山環(huán)境中的已經(jīng)遭到破壞以及可能發(fā)生災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行分析,并制作出滿足需求的專題圖件[13]。</p><p>　　3.礦山環(huán)境評價方法[14]</p><

24、p><b>　　3.1網(wǎng)格法</b></p><p><b>　　3.1.1資料準(zhǔn)備</b></p><p>　　研究區(qū)遙感影像，研究區(qū)DEM，研究區(qū)地質(zhì)圖，研究區(qū)礦山遙感監(jiān)測成果，研究區(qū)降雨量資料，研究區(qū)災(zāi)害調(diào)查成果。</p><p>　　3.1.2評價因子的選擇</p><p>　　居民的

25、密度，降雨量，森林覆蓋率，地表坡度，工程巖性，構(gòu)造，礦山占地方式，地質(zhì)災(zāi)害。</p><p><b>　　3.1.3因子評分</b></p><p>　　對研究區(qū)按照實際公里網(wǎng)分格子，網(wǎng)格實際大小為1km²。</p><p>　?。?）居民地密度評分：居民地密度等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-1所示。</p><p>

26、;　　表3-1居民地密度等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　?。?）降雨量評分：降雨量等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-2所示。</p><p>　　表3-2降雨量等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　?。?）森林覆蓋率評分：森林覆蓋率等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-3所示。</p><p>　　表3-3森林覆蓋率等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p>

27、<p>　?。?）地表坡度評分：地表坡度等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-4所示。</p><p>　　表3-4地表坡度等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　　（5）工程巖性評分：工程巖性組合等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-5所示。</p><p>　　表3-5工程巖性等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　?。?）構(gòu)造等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則：構(gòu)造等

28、級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-6所示。</p><p>　　表3-6構(gòu)造等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　?。?）礦山占地評分：礦山占地等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-7所示。</p><p>　　表3-7礦山占地等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　?。?）地質(zhì)災(zāi)害評分：地質(zhì)災(zāi)害等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-8所示。</p><p&

29、gt;　　表3-8地質(zhì)災(zāi)害等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　　3.1.4礦山環(huán)境分值計算</p><p>　　（1）權(quán)值的確定：根據(jù)各因子在礦山環(huán)境評價中的重要程度，賦予他們一定的權(quán)值，如表3-9所示。</p><p>　　表3-9礦山環(huán)境評價中各因子的權(quán)值</p><p>　?。?）分值計算及分級評價：礦山環(huán)境分值的計算采用如下公式：

30、</p><p>　　F=W1×F1+ W2×F2+ W3×F3+ W4×F4+ W5×F5+ W6×F6+ W7×F7+ W8×F8</p><p>　　對研究區(qū)進(jìn)行計算分值后，結(jié)合影像，根據(jù)分值計算結(jié)果，將礦山環(huán)境評價得到的分值分為四級，每級的名稱和對應(yīng)的分值區(qū)間見表3-10。</p><

31、;p>　　表3-10礦山環(huán)境分級方案</p><p>　　得到礦山環(huán)境分級圖后，還要參照礦山遙感影像對礦山環(huán)境分級結(jié)果圖進(jìn)行修邊，用曲線代替折線，讓它盡量反映實地邊界，并填充相應(yīng)的顏色。</p><p>　　此方法優(yōu)點：采用百分制，易于理解，在整個評分與計算過程中，都是簡單的乘法與加法，不會出現(xiàn)小數(shù)，算法簡單，易于操作；缺點：工作量較大，可再現(xiàn)性較差，與實際地物邊界的吻合程度較差。此

32、方法適用于便于收集評價因子，前期資料豐富的工程項目。</p><p><b>　　3.2自然邊界法</b></p><p><b>　　3.2.1資料準(zhǔn)備</b></p><p>　　研究區(qū)遙感影像，研究區(qū)DEM，研究區(qū)地質(zhì)圖，研究區(qū)礦山遙感監(jiān)測成果，研究區(qū)災(zāi)害調(diào)查成果。</p><p>　　3.2

33、.2評價因子的選擇</p><p>　　地物易損性，地表坡度，工程巖性特征，礦山占地。</p><p><b>　　3.2.3因子評分</b></p><p>　　采用自然邊界直接評分法。</p><p>　?。?）地物易損性評分：地物易損性等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-11所示。</p><p>　

34、　表3-11地物易損性等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　?。?）地表坡度評分：地表坡度等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-12所示。</p><p>　　表3-12地表坡度等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　　（3）工程巖性特征評分：工程巖性特征等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-13所示。</p><p>　　表3-13工程巖性特征等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則&l

35、t;/p><p>　　（4）礦山占地評分：礦山占地等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則如表3-14所示。</p><p>　　表3-14工程巖性特征等級標(biāo)準(zhǔn)及評分原則</p><p>　　3.2.4礦山環(huán)境分值計算</p><p>　　（1）權(quán)值的確定：根據(jù)各因子在礦山環(huán)境評價中的重要程度，賦予他們一定的權(quán)值，如表3-15所示。</p><p&

36、gt;　　表3-15礦山環(huán)境評價中各因子的權(quán)值</p><p>　　（2）分值計算及分級評價：礦山環(huán)境分值F的計算公式采用如下公式：</p><p>　　F=W1×F1+ W2×F2+ W3×F3+ W4×F4</p><p>　　對研究區(qū)進(jìn)行空間分析計算后，根據(jù)分值計算結(jié)果，將研究區(qū)內(nèi)礦山環(huán)境分為四級，每級的名稱和對應(yīng)的分值

37、區(qū)間見表3-16。</p><p>　　表3-16礦山環(huán)境分級方案</p><p>　　此方法優(yōu)點：評價因子較少，可以明顯降低工作量，結(jié)果易理解，與實際地物邊界的吻合程度好；缺點：發(fā)展趨勢預(yù)測較差。此方法適用于對礦山地質(zhì)資料掌握較全的工程項目。</p><p><b>　　3.3緩沖區(qū)法</b></p><p><

38、b>　　3.3.1資料準(zhǔn)備</b></p><p>　　研究區(qū)礦山遙感監(jiān)測成果，研究區(qū)災(zāi)害調(diào)查成果。</p><p>　　3.3.2評價因子的選擇</p><p>　　根據(jù)網(wǎng)格法和自然邊界法得出的結(jié)果，分析后可認(rèn)為：礦山環(huán)境評價最重要的評價因子是礦山開發(fā)占地方式和地質(zhì)災(zāi)害，前兩種方法分析所得到的礦山環(huán)境較差的地區(qū)大多數(shù)都基本分布在地面塌陷處、廢渣堆

39、、采石場、尾礦等地區(qū)，這些地區(qū)都與礦山開發(fā)占地方式以及地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)。由以上分析可得，利用緩沖區(qū)法進(jìn)行分析所采用的評價因子包含：礦山占地中的采石場、廢棄的礦山、廢渣堆、地質(zhì)災(zāi)害等有關(guān)方面。</p><p>　　3.3.3緩沖半徑的選擇</p><p>　　通常，規(guī)模較大的礦山對周邊環(huán)境的影響也比較大，規(guī)模較小的礦山對周邊環(huán)境的影響也比較小。所以，在用緩沖區(qū)法做分析的時候，先要將礦山占地圖

40、斑以1000m2為界分為兩個部分，緩沖區(qū)半徑的選擇見表3-17。</p><p>　　表3-17緩沖區(qū)半徑一覽表</p><p>　　根據(jù)以上緩沖區(qū)半徑的選擇，對地質(zhì)災(zāi)害和礦山占地圖斑進(jìn)行緩沖區(qū)分析。依據(jù)緩沖區(qū)分析的結(jié)果，可以對礦山環(huán)境進(jìn)行分級處理，其分級原則如下：</p><p>　?。?）無緩沖區(qū)或礦山占地圖斑覆蓋區(qū)為礦山環(huán)境良好區(qū)；</p>&l

41、t;p>　?。?）有一個緩沖區(qū)或礦山占地圖斑覆蓋區(qū)為礦山環(huán)境較好區(qū)；</p><p>　?。?）有二個緩沖區(qū)或礦山占地圖斑覆蓋區(qū)為礦山環(huán)境一般區(qū)；</p><p>　?。?）有三個及三個以上緩沖區(qū)或礦山占地圖斑覆蓋區(qū)為礦山環(huán)境較差區(qū)。</p><p>　　此方法優(yōu)點：易于操作，可再現(xiàn)性較好；缺點：易理解性較差，體現(xiàn)信息量小，與實際地物邊界的吻合程度較差。此方法

42、適用于僅有礦山開發(fā)及災(zāi)害調(diào)查成果資料的工程項目。</p><p><b>　　3.4評價方法對比</b></p><p>　　將整個評價工作的資料準(zhǔn)備、評價過程、評價結(jié)果等方面對網(wǎng)格法、自然邊界法、緩沖區(qū)法的特點進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表3-18。</p><p>　　表3-18礦山環(huán)境評價方法特點對比表</p><p>　

43、　4.以安溪潘田重點研究區(qū)為例的礦山環(huán)境評價</p><p><b>　　4.1研究區(qū)概況</b></p><p>　　圖4-1 研究區(qū)地理位置</p><p>　　本次研究區(qū)是位于安溪縣北部的安溪潘田重點工作區(qū)（圖4-1方框內(nèi)范圍）。該研究區(qū)屬于亞熱帶氣候，氣候溫和濕潤，降水豐富。此處山多，林業(yè)資源豐富，土壤肥沃，適宜各種林木的生長。<

44、/p><p>　　位于感德鎮(zhèn)潘田村的潘田鐵礦，礦產(chǎn)資源豐富，在全國名列前茅。該研究區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)出現(xiàn)的問題是沒有經(jīng)過處理的采礦廢水超標(biāo)排放以及尾礦淤積在河道。其中潘田礦區(qū)由于常年的大量開采，山體已經(jīng)大部分被開采成中空狀態(tài)，造成蔗頭山潛在地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重，山體滑坡隨時有可能發(fā)生。</p><p>　　圖4-2安溪潘田鐵礦2011年RE衛(wèi)星影像圖</p><p>　　本次研究區(qū)

45、根據(jù)已收集到的材料，對比三個方法的優(yōu)缺點，按照福建省礦山環(huán)境評價項目的要求，為了更好預(yù)測礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展，將網(wǎng)格法與自然邊界法相結(jié)合進(jìn)行綜合評價。在網(wǎng)格法的基礎(chǔ)上，將地質(zhì)構(gòu)造替換成主要開采礦種，采用安溪縣2011年分辨率為0.5m的RapidEye遙感衛(wèi)星影像，利用自然邊界法劃分邊界的方法代替網(wǎng)格來劃分邊界，分級標(biāo)準(zhǔn)重新調(diào)整如表4-1礦山環(huán)境評價因子一覽表所示，權(quán)值確定及分值計算、分級仍采用網(wǎng)格法的標(biāo)準(zhǔn)對安溪縣潘田重點工作區(qū)進(jìn)行礦山環(huán)

46、境評價。評價因子有居民地密度、植被覆蓋率（NDVI）、坡度、降雨量、巖性組合、主要開采方式、主要開采礦種以及地質(zhì)災(zāi)害隱患。</p><p>　　表4-1礦山環(huán)境評價因子一覽表</p><p>　　4.2影像校正[15]</p><p>　　遙感影像校正流程圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3影像校正流程圖</p>&

47、lt;p>　　遙感影像校正步驟如下：</p><p>　?。?）在Erdas中打開視窗Viewer，在一個視窗中打開待校正的RE 影像,在另一個視窗中打開參考底圖。然后，將兩個視窗平鋪放置。如圖4-4所示，左邊為待校正影像，右邊為參考底圖。</p><p>　　圖4-4遙感影像校正</p><p>　?。?）在待校正影像的Viewer里打開Raster下面的G

48、eometric Correction，選擇多項式變換校正模型,確定后在Polynomial Model Properties 對話框中，定義多項式模型參數(shù)以及投影參數(shù)。</p><p>　?。?）打開GCP Tool Reference Setup 對話框，然后選擇視窗采點模式，在顯示參考底圖的視窗中點擊左鍵，顯示參考底圖的信息。</p><p>　?。?）啟動GCP Editor,點擊

49、Creat GCP 圖標(biāo)，在待校正影像上尋找明顯的地物特征點，點擊作為輸入GCP。在參考影像中，移動參考GCP到對應(yīng)的地物特征點。系統(tǒng)將會把生成的GCP的坐標(biāo)顯示在GCP 數(shù)據(jù)表中。完成后，重復(fù)以上步驟，繼續(xù)采集下一個輸入GCP。待選完6個GCP后，就可以計算殘差，控制點殘差限差如表4-2所示。此后每次采集輸入GCP時，就會自動生成一個參考GCP，需要將參考GCP移動到正確位置來控制殘差不超限。校正影像的控制點及其精度如圖4-5所示。&

50、lt;/p><p>　　表4-2 校正控制點殘差[16]</p><p>　?。?）控制點數(shù)量夠多之后，進(jìn)行影像重采樣。在Image Resample 對話框中，定義重采樣方式、分辨率，生成校正后的影像。然后在打開校正以后的影像和參考底圖，讓兩幅圖像疊加顯示，通過“拉窗簾”來目視檢驗。出現(xiàn)偏差較大的地區(qū)繼續(xù)加密控制點，直到生成符合精度的影像。</p><p>　　

51、圖4-5 校正控制點精度</p><p>　　圖4-6校正后的研究區(qū)衛(wèi)星遙感影像圖</p><p><b>　　4.3數(shù)據(jù)準(zhǔn)備</b></p><p>　　4.3.1 居民地密度重分類</p><p>　　在Arcmap中，從數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出地類圖斑（DLTB），將工作區(qū)涉及到的地類圖斑復(fù)制到一個圖層，再將圖斑做一個merg

52、e，按工作區(qū)范圍裁切（clip）地類圖斑，在屬性表中添加字段fj，將建制鎮(zhèn)、城市分為1，村莊分為2，剩下的分為3；再對添加的字段fj做一個dissolve，即得到居民地密度因子。</p><p>　　4.3.2 NDVI計算</p><p>　　按工作區(qū)范圍建矢量來裁切影像，按裁切好的影像進(jìn)行NDVI的提?。涸赑CI里將img轉(zhuǎn)為pix文件；增加一個波段，按RE數(shù)據(jù)源的波段加權(quán)方法（調(diào)入N

53、DVI_re.EAS）進(jìn)行計算NDVI；將NDVI按植被覆蓋度0-30%、30%-80%以及大于80%進(jìn)行重分類(對應(yīng)多少百分比的植被覆蓋度查詢相應(yīng)的NDVI植被指數(shù))，并將利用對應(yīng)的NDVI植被指數(shù)在Arcmap里進(jìn)行重分類。</p><p>　　植被覆蓋度0-30%、30%-80%以及大于80%對應(yīng)生成的新影像的像元值分別為1、2、3。將新柵格數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)，對生成的矢量數(shù)據(jù)重新計算面積，將1萬面積&l

54、t;5000平方米的圖斑去掉,并按1、2、3的屬性字段做dissolve，得到植被覆蓋率因子。</p><p>　　圖4-7研究區(qū)NDVI分級圖</p><p>　　4.3.3 坡度重分類</p><p>　　按工作區(qū)范圍將DEM數(shù)據(jù)裁切下來，在Arcmap里將裁切好的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度計算，對生成的坡度文件再進(jìn)行重分類，坡度按3個等級進(jìn)行重分類：0-20°

55、;、20°-35°以及35°以上，生成新的像元值分別對應(yīng)3、2、1。最后按1、2、3的屬性字段做dissolve,即得到坡度因子。</p><p>　　圖4-8研究區(qū)坡度分級圖 </p><p>　　4.3.4主要開采方式、主要開采礦種、地質(zhì)災(zāi)害隱患的重分類</p><p>　　從數(shù)

56、據(jù)庫中找到矢量成果文件夾，從中對主要開采方式、主要開采礦種、地質(zhì)災(zāi)害隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分級。</p><p>　?。?）主要開采方式：在矢量成果文件里，找到文件名帶KM的文件，在KM文件的屬性表里，字段KMKCFS里有相應(yīng)的開采方式代碼：26001代表露天開采，26002代表硐采，26003代表聯(lián)合開采。</p><p>　　按該KM文件重新輸出一個開采方式的新文件, 并與該工作區(qū)范圍進(jìn)行u

57、nion，在屬性字段里增加一個新字段“kcfs_dm”,將聯(lián)合開采、露天、硐采的屬性字段分別設(shè)置為1、2、3。而其余空的值設(shè)置為4，即得到主要開采方式因子。</p><p>　?。?）主要開采礦種：在矢量成果文件里，找到文件名帶KM的文件，在KM文件的屬性表里，字段KMLX里有相應(yīng)的主要開采礦種代碼，具體開采礦種代碼參考“地質(zhì)礦產(chǎn)術(shù)語分類代碼”；</p><p>　　按該KM文件重新輸出一

58、個開采礦種的新文件, 并與該工作區(qū)范圍進(jìn)行union，在屬性字段里增加一個新字段“kckz_dm”,將主要開采礦種分為3類：能源一類、金屬和非金屬一類，以及無開采一類，分別將這三類的值設(shè)置為1、2、3，即得到主要開采礦種因子。</p><p>　?。?）地質(zhì)災(zāi)害隱患：在矢量成果文件里，找到文件名帶HP的文件，在HP文件的屬性表里，字段HPPG里有相應(yīng)的滑坡等級描述。按該HP文件重新輸出一個地質(zhì)災(zāi)害的新文件, 并與

59、該工作區(qū)范圍進(jìn)行union，在屬性字段里增加一個新字段“dzzh_dm”,將地質(zhì)災(zāi)害隱患分為3類：嚴(yán)重、輕微和無三類（無圖斑的地方設(shè)置為無），分別將這三類的值設(shè)置為1、2、3，即得到地質(zhì)災(zāi)害隱患因子。</p><p>　　4.3.5降雨量重分類</p><p>　　將該工作區(qū)范圍重新轉(zhuǎn)為一個新的矢量數(shù)據(jù)，并添加一個新的屬性字段”jyl_dm”,因為安溪屬于降水濕潤區(qū)，所以將該值賦值為1。&

60、lt;/p><p>　　4.3.6巖性組合重分類</p><p>　　在矢量成果文件里，找到巖性文件，在屬性表里字段YX里有相應(yīng)的巖性。將該文件重新輸出一個巖性組合文件，并與該工作區(qū)范圍進(jìn)行union，在屬性字段里增加一個新字段“yxzh_dm”，將巖性分為4類：松散堆積巖區(qū)、軟質(zhì)巖區(qū)、軟硬相間巖區(qū)、硬質(zhì)巖區(qū)，分布將這四類的值設(shè)置為1、2、3、4，即得到巖性組合因子。</p>&

61、lt;p><b>　　4.4綜合因子計算</b></p><p>　　4.4.1收集評價因子</p><p>　　收集好該工作區(qū)的所有因子（坡度、降雨量、NDVI、居民地密度、巖性組合、主要開采方式、主要開采礦種以及地質(zhì)災(zāi)害隱患）。</p><p>　　4.4.2計算綜合因子</p><p>　　將每個因子的矢量數(shù)

62、據(jù)直接轉(zhuǎn)為IMG文件：按每個矢量數(shù)據(jù)的賦值的1、2、3、4代碼轉(zhuǎn)為像元值將第一步生成的每個因子的柵格數(shù)據(jù)調(diào)入ERDAS模型中：</p><p>　　首先使用含有地質(zhì)災(zāi)害隱患的gmd模型，打開gmd模型，然后分別將每個因子的柵格文件調(diào)入該模塊中，并在“成果輸出”里雙擊設(shè)置輸出的文件，最后點擊運(yùn)行。</p><p>　　圖4-9 該研究區(qū)利用的模型</p><p>　　

63、如果生成的柵格數(shù)據(jù)在Arcmap里沒有顯示正確的投影信息，需讓該柵格數(shù)據(jù)先在Erdas中去投影信息。然后在Arcmap里轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)，并將該矢量數(shù)據(jù)按像元值顯示出來：</p><p>　　將上述的像元值結(jié)合所在工作區(qū)的遙感影像重新分為四個區(qū)間，這四個區(qū)間分別對應(yīng)嚴(yán)重區(qū)、較嚴(yán)重區(qū)、一般區(qū)、較好區(qū)。其中綜合值越低，該處環(huán)境評價等級越差。每個評價等級區(qū)間的值需要參考遙感影像及相關(guān)工作區(qū)資料。</p>&l

64、t;p>　　一般地情況下，嚴(yán)重區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害隱患處，礦山開采嚴(yán)重且無植被覆蓋；較嚴(yán)重區(qū)為礦山開采較嚴(yán)重地方且植被覆蓋相對較少處；一般區(qū)為居民地及礦山建筑等區(qū)域；較好區(qū)為農(nóng)田、水系和植被覆蓋較好、坡度較緩及硬質(zhì)巖區(qū)域。通常，工作區(qū)的這4個等級的面積比例是逐漸遞增的。</p><p>　　找出4個區(qū)間的閾值之后，在該矢量數(shù)據(jù)中增加一個text屬性字段“評價等級”，長度設(shè)置為50；并將所屬區(qū)間賦值到對應(yīng)的屬性字段中

65、，如一塊圖斑的屬性為嚴(yán)重區(qū)，其閾值區(qū)間為49-59，則該屬性填“嚴(yán)重區(qū)”，其余的對應(yīng)為“較嚴(yán)重區(qū)”、“一般區(qū)”、“較好區(qū)”。最后再增加一個字段“pjdj_dm”，并將嚴(yán)重區(qū)、較嚴(yán)重區(qū)、一般區(qū)和較好區(qū)分別賦值為4、3、2、1。將該矢量重新按“pjdj_dm”字段在Arcmap里重新顯示，結(jié)合遙感影像進(jìn)行檢查修改。</p><p>　　最后對矢量進(jìn)行圓滑圖斑處理，如果工作區(qū)內(nèi)有空的地方，需要結(jié)合該工作區(qū)整個范圍進(jìn)行一

66、次union操作，再對union操作的成果對原來空的地方進(jìn)行eliminate的操作。然后對矢量進(jìn)行dissolve處理。最后的礦山環(huán)境分級評價成果圖包含“評價等級”及“pjdj_dm”字段。</p><p><b>　　4.5研究成果</b></p><p>　　安溪潘田1:10000重點工作區(qū)礦山環(huán)境分級評價效果圖如圖4-10所示，各等級占地面積如表4-3所示。

67、 </p><p>　　圖4-10安溪潘田1:10000重點工作區(qū)礦山環(huán)境分級評價效果圖 </p><p>　　表4-3安溪潘田工作區(qū)礦山環(huán)境評價各等級面積統(tǒng)計表</p><p><b>　　（單位：平方千米）</b></p><p><b>　　5.

68、結(jié)論及展望</b></p><p><b>　　5.1結(jié)論</b></p><p>　　本文對安溪潘田研究區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境評價方法進(jìn)行了研究，對網(wǎng)格法、自然邊界法、緩沖區(qū)法的評價過程，結(jié)果進(jìn)行了對比。網(wǎng)格法工作量大，可再現(xiàn)性較差，與實際地物邊界吻合度差，但是發(fā)展趨勢預(yù)測較好；自然邊界法選取的因子少，降低了工作量，較好的與實際地物邊界相吻合，但是發(fā)展趨勢預(yù)測

69、相對較差；緩沖區(qū)法容易操作，可再現(xiàn)性好，但與實際地物邊界吻合度較差，理解性較差，體現(xiàn)的信息量較小。</p><p>　　因此，針對本研究區(qū)的實際情況，本文綜合前兩種方法的優(yōu)點對研究區(qū)進(jìn)行礦山環(huán)境評價，得到的礦山環(huán)境評價分級效果圖與實地情況基本相同，說明本次研究選用的綜合評價方法是可行的。但是因為本次研究數(shù)據(jù)未包含水系，不能將地下水等因素考慮在內(nèi)，使得環(huán)境評價因子不夠全面。另外由于遙感影像采集的時間限制，田地因季節(jié)

70、變換植被覆蓋率不能反映其性質(zhì)，只能反映影像采集時當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況，還是有改進(jìn)的空間。</p><p><b>　　5.2展望</b></p><p>　　根據(jù)礦山環(huán)境評價得到的礦山環(huán)境分級評價結(jié)果圖，相關(guān)部門可以到實地調(diào)查，對當(dāng)?shù)仄茐沫h(huán)境的礦山企業(yè)進(jìn)行整治，并且在存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的區(qū)域做好防災(zāi)工作。礦山環(huán)境評價不是一次評價就可以完成任務(wù)的，需要經(jīng)過多年的連續(xù)調(diào)查評價，邊

71、發(fā)現(xiàn)問題邊治理，落實環(huán)境問題有沒有真正得到改善。將來，在礦山環(huán)境評價工作的幫助下，我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)走上穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展道路指日可待。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文的最后，我要感謝我的導(dǎo)師，徐志剛。在完成本文的過程中，從開始收集材料、選定題目、寫開題報告，到后來初稿的修改、終稿的敲定，徐老師始終悉心、認(rèn)真的指導(dǎo)，提出了許多建議，指出

72、我的不足之處，為我指明方向，對文章存在的問題都細(xì)心指出，并提出修改方案，讓我受益匪淺。我也在寫作過程中提高了我查閱資料、分析解決實際問題的能力。 </p><p>　　感謝龍巖學(xué)院和資源工程學(xué)院的各位老師們，感謝母校的栽培，感謝各位老師的傳道解惑，老師們的諄諄教誨我終生難忘。</p><p>　　感謝福建省地質(zhì)測繪院遙感中心航測部和遙感部的領(lǐng)導(dǎo)及同事們在我進(jìn)行工作區(qū)研究分析時在技術(shù)上熱心答

73、疑解惑，讓我可以順利的收集畢業(yè)論文的相關(guān)材料。</p><p>　　感謝2010級測繪工程班的同學(xué)們，我們大家一起度過了四年的大學(xué)時光，因為有你們的陪伴，大學(xué)的生活才變得如此的豐富多彩。</p><p>　　感謝我的父母，一直以來在我身后默默支持我，他們無微不至的關(guān)懷讓我能夠安心完成學(xué)業(yè)。</p><p>　　最后，我要向百忙之中抽出時間來審閱論文的老師表示最誠摯的

74、感謝!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊琦,陳奎.我國礦山環(huán)境治理的現(xiàn)狀與應(yīng)對措施分析[J].城市建設(shè)理論研究,2012,7.</p><p>　　[2] 張從.環(huán)境評價教程[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002,4-5.</p><p>　　[3] 陳秀娟,初禹,李繼紅.

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80、lt;/p><p>　　Study on A Comparison of the Methods for Mine Geological Environment Assessment Based on RS and GIS</p><p>　　Resource Engineering institute Geomatics Engineering</p><p>　

81、　No. 2010092536 Name: Chen Yunjie Supervisor: Xu Zhigang</p><p>　　【Abstract】 In recent years,with the continuous improvement,the level of development and utilization of mineral resources,mining

82、 caused more and more serious damage to our environment. This not only restricted the development of the economy,but also created many social problems. In this paper,the Panti

83、an mining area in Anxi County was chosen as the study area. Using remote sensing survey and GIS method,I compared different methods which conducting the assessment of mine geological environment.Gri</p>