第 1 章 绪论
1.1 选题背景
在项目的研究过程中本人作为项目组成员之一，参加了基础资料的收集整理、遥感图像的处理以及信息提取、野外实地调查及成图与成果分析等工作。为了完成论文的写作，着重对临汾市塔尔山地区地质基础背景、矿区环境、矿产资源开发状况、地质灾害等方面进行了调查研究。
1.2 理论基础
1.2.1 矿山地质环境
矿区地质环境是在指已经、正在或准备开采的矿山及其周围地区，矿山开发活动所影响到的生态环境、地质环境与地理环境。它是以研究地质灾害为依托，以矿区资源开发为主导，不断改变着的地理环境因素和地质灾害之间自然平衡状态的地质环境（地质环境管理手册，2002）。随着地质环境评价研究的加强，中国大多数矿区地质环境监测与评估研究逐渐成熟起来，形成了以野外验证为基础的研究方法和技术思路。但是，以地质勘查验证技术基础的调查成果监测周期长，不能全面地反映矿区地理环境与地质灾害动态变化的情况，而且在目前矿区突发性频发地质灾害的背景条件下，地质勘查验证技术难以快速地满足矿区环境管理的要求。运用不同传感器、不同光谱/空间分辨率、不同时相的遥感数据监测矿区地质环境与评价，有着速度快、低成本、监测面积大且能够综合反映矿区地质环境特征的优势。
国内开展的遥感技术调查主要有土壤污染调查、水污染、植被破坏、地质灾害调查、矿区固体废弃物及采场占地面积调查等，这些监测主要是以遥感监测单目标地物为主，没有形成系统的矿区地质环境监测系统。利用遥感 GIS 技术开展的滑坡信息提取及危险性评价已经具有成熟的技术流程体系，但是受矿产开发活动的扰动性更强，这些评价方法需要进一步地研究改进。通过《矿产资源开发多目标遥感调查与监测》项目的实施工作，分析中国矿区主要的地质环境问题有：植被破坏、滑坡、矿区塌陷、尾矿库、固体废弃物、地裂缝等问题，开展遥感 GIS 提取方法研究，为矿区地质灾害危险性评价提供新的技术方法，为地质环境的综合分析提供依据，为矿区地质环境治理规划做出决策支持。
1.2.2 遥感
遥感技术作为当今最先进的信息采集方式，具有视野宽、信息量大以及快速的特点，可以从宏观上掌握研究对象的特征，因此在资源开采、环境监测等问题的研究中越来越受到关注。矿产是我国的重要资源之一，它的开发利用同时也引起了一系列的环境问题。如何使遥感技术在矿山环境问题的研究中发挥常规方法所无法比拟的优势，为矿山环境调查提供科学的研究途径，进而为环境保护、污染防治、矿产资源的合理开发提供科学依据，正在成为环境领域研究的重要课题（吴志杰，2011）。遥感技术在地球资源与环境研究中发挥着越来越重要的作用，它所具有的高度的空间观测能力有助于对区域的整体认识,不同分辨率影像的互补成为提取资源环境信息的重要手段，不同时相的影像能够动态监测矿区资源环境信息，多光谱数据和全色数据的融合提高了对矿区地物的认知能力（冯彦平，2010）。
遥感技术的发展加快了资源环境的研究进展，并取得了一系列的重要成果，应用研究的深入开展，迫切需要及时、快速、准确、全面地了解资源环境状况及其变化特点，这一切对于遥感地质的发展在时间有效性和空间分辨力等方面提出更高要求。利用遥感技术进行矿山环境监测具有的以下几个特点:(l)可获取大范围的数据资料。进行环境监测时，大面积同步观测所取得的数据是宝贵的。传统的地面调查，实施起来非常困难，工作量很大。而遥感技术可以为此提供最佳的获取信息的方式，并且不受地理条件的限制。(2)获取信息的手段多。根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和传感器来获取信息。可采用可见光、紫外线、红外线和微波探测物体，还可以利用不同波段对物体不同的穿透性获取地物内部信息。(3)获取信息的速度快，周期短。遥感监测可以在较短时间内对同一地区进行重复监测，发现许多地物的动态变化。这对于研究地球上不同周期的动态变化非常重要。(4)经济性。遥感技术与传统的方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。
1.2.3 GIS
地理信息系统是在计算机支持下管理、处理、分析地理数据的信息系统。空间数据是指描述空间实体的空间特征与属性特征的数据，通常包含数据源不同的遥感数据、专题图数据、地形图数据、统计调查数据野、外采样数据等。从技术的角度看，地理信息系统(黄杏元，2011)是结合了信息科学、计算机、地球科学、系统科学等多种学科知识的跨学科技术系统。从应用角度看，地理信息细听最重要的应用对象是与地理空间分布密切有关的地球科学资源与环境信息，是为次元与环境的信息管理、定量分析、综合评价与辅助决策服务的十分重要的技术支持手段。
1.3 国内外研究现状分析 ..................15-17
1.3.1 国内研究现状 ..................15-16
1.3.2 国外研究现状 ..................16-17
1.4 主要研究思路和技术路线 ..................17-20
1.4.1 论文研究可行性分析 ..................17-18
1.4.2 研究内容与架构 ..................18-19
1.4.3 研究意义 ..................19-20
1.5 主要成果与创新点 ..................20-21
第2章 研究区域概况 ..................21-28
2.1 研究区地理背景 ..................21-22
2.2 研究区矿山分布与开发状况 ..................22-23
2.3 研究区数据预处理 ..................23-28
2.3.1 数据源 ..................23
2.3.2 图像预处理 ..................23-28
第3章 矿山地质环境分析 ..................28-37
3.1 露天开发引起的主要地质环境问题 ..................29-32
3.1.1 土地占用 ..................29-30
3.1.2 植被破坏 ..................30-31
3.1.3 滑坡 ..................31-32
3.2 地下开采引起的主要地质环境问题 ..................32-37
第4章 露天开发矿山环境信息提取 ..................37-47
4.1 采场、废石堆、尾矿库面积和体积监测 ..................37-44
4.1.1 矿区土地利用/覆盖结构变化监测 ..................37-38
4.1.2 废石堆、尾矿库的体积监测 .......................38-44
4.2 植被破坏信息的识别 .......................44-45
4.3 滑坡的信息提取 .......................45-47
第5章 地下开采矿山环境信息提取 .......................47-55
5.1 地面塌陷的信息提取 .......................47-51
5.1.1 提取方法及分析 .......................47-48
5.1.2 地面塌陷的影像特征 .......................48-49
5.1.3 地面塌陷边界提取 .......................49-51
5.2 地裂缝的信息提取 .......................51-54
5.3 地质灾害解译结果分析 .......................54-55
第6章 矿区地质灾害危险性区划 .......................55-69
6.1 理论研究方法 .......................55-58
6.2 理论研究步骤 .......................58-60
6.3 危险性评价影响因子 .......................60-63
6.4 权重因子的确定 .......................63
6.5 矿区地质灾害危险性评价区划 .......................63-65
6.6 危险性评价成功率验证 .......................65-66
6.7 地质灾害评价结果分析 .......................66-69
结论
地质环境监测与评价研究逐渐成为现代研究中一个重要的方向，基于遥感与GIS方法的研究能够给人带来一种直观的感性和事实上的理性认识，对于研究矿区内的地质环境问题具有总体的认识，能够实时快速地监测地质环境、生态环境，对于重点区治理进行合理准确的规划。本论文在此方面做了力所能及的探索性研究工作。从矿山开发（地下与露天）引起的主要地质环境问题研究出发，以IKONOS-2影像为主要信息源，通过研究矿山开发现状、地质灾害在IKONOS-2影像中的特征，在波谱分析基础上运用图像变换提取矿山开发、地质灾害遥感信息，掌握了一套提取地质灾害遥感信息的方法，提高了解译的精度，并配合适当的实地验证，获得了理想的效果。
以DEM数据为基础，分析研究区内塔尔山地区尾矿库、固体废弃物特征，多处于山区沟谷，地势变化比较多，建立适于尾矿库处地形的模型，因此采用三次曲面拟合尾矿库底面高程，以每一方格基础进行积分计算尾矿库体积，计算过程中会出现一定的偏差，但与ARCGIS求算体积精度对比分析，此方法具有一定的精度，对于矿山地质环境遥感技术提供更好的补充。地质环境的综合评价是以矿区地质灾害危险性区划与地质灾害解译结果对比析以及矿山开发秩序的解译成果为依据的。
参考文献
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