王鹏 李世鹏

摘要：无人机的优势主要体现在可准确、详细、更加直观的查看地质的实际情况，通过呈现出的三维视角分析信息，并制定矿山地质环境保护以及管理恢复的策略，进而落实矿山地质环境保护和恢复治理。本文分析了某地区矿山地质环境问题，提出无人机测绘技术在矿山地质环境保护及恢复治理中的应用，具有重要意义。

关键词：无人机;三维模型;矿山地质;环境保护

0 引言

自2009年5月1日起，中华人民共和国国土资源部令第44号《矿山地质环境保护规定》开始施行。采矿权申请人申请采矿许可证时，如果扩大开采规模或改变矿区范围或采矿方式，应制定矿山地质环境保护及管理恢复方案。我国颁布国土资源令后，我国地质环境管理部门将监督环境，对作业进行定期检查和相关照片拍摄，进行保管。无人机测绘技术可以得到準确快速的小面积地形信息，不仅可以有效地减少人工干预，可以减少员工的工作量[1]。本文分析了某矿区地质环境保护及治理恢复，主要探讨了无人机在利用无人机进行数据采集、数据处理制数据分析、矿山地质环境保护及管理恢复中无人机遥感技术的应用实践[2]。近年来，国务院及中共中央党组织依据当前生态文明问题，开始逐步制定相关策略。主要将生态文明工作放在“五位一体”布局中。通过近年来发展和改善，各级政府和社会各界加强了对矿山地质环境保护和治理恢复的关注。将秉承促进生态文明建设、加快矿山地质环境恢复和综合治理的理念，将矿山地质生态恢复管理工作大力开展到各级地区环境保护工作体系中，通过层层推进和环节扎实推进，使矿山地质环境恢复和综合治理效果达到预期[3]。

1矿区介绍

矿区多数地带均分布有铅锌矿，矿层深度约2至3米，开采方式主要以露天形式。开采过程需依照地形而定，例如矿层沿山坡分布，因此在进行露天开采时需利用阶梯式开采方式。区矿业几十年以来对地表层的破坏程度较深，例如地表下层、动植物无法生存、水土流失、废物乱堆等问题。因此需及时治理矿区的环境问题，在进行开采活动时，其对自然的破坏会对人们的生存造成很大的破坏力，为此，国家对矿山地质环境保护和治理恢复提出了新的建议。应用无人机测绘技术的目的主要为了监视和获取到相关信息，帮助人们统一治理环境。

2无人机遥感技术的相关阐述

2.1技术简介

无人机遥感技术是指利用先进的无人驾驶飞机技术和遥感传感器技术等现代化技术，实现自动化、智能化、高效的实时监测、定位功能[4]。一般来说，无人机遥感技术多应用于国土资源调查、自然环境调查和地震灾区救援活动。运营商以无人机遥感技术获得的遥感数据为基础，提供快速处理、分析等功能[5]。另外，根据测量数据要求，建立科学合理的无人机遥感数据采集系统，为各种调查和管理工作提供技术支持。目前无人机广泛用于测绘行业，可以监测矿山地质环境保护和管理恢复。无人机收集了遥感、遥控、低空拍摄技术，为人类提供了很大的帮助[6]。相比于卫星遥感及人工测量技术，无人机测绘更方便、快捷，操作的技术水平要求低。可以获得很多时间、光谱、分辨率遥感影像数据，使用无人机的费用比较低，无人机可以自行规划路线，及时进入矿山，了解矿区的一些情况。

2.2技术特点

无人机遥感技术融合了无线遥控装置和飞机计算机程控系统的工作特点，提供无人值守、实时观测、高效处理和分析等技术功能。无人机遥感设备在结构和功能方面充分体现了高效数据获取、快速定位等功能优势，在地质灾害调查、航空救援活动等方面往往具有良好的应用效果。

3在矿山地质环境保护与治理恢复中的应用

3.1矿山地质环境的主要问题

矿山开采对环境造成严重破坏，破坏问题突出的有两种情况。第一个土地资源造成了严重的损失。第二，引起了大量地质灾害。矿山的开采会产生大量废物，如果随意堆积，不仅会占用耕地，还会对土地资源造成污染。地质遗迹和风景会受到严重的破坏。地质遗迹是不可再生资源，一些风景旅游区，其景物的破坏对人类是一大损失。当地环境保护不良，很多自然景观在一些地质景区再也看不到了，某地区的采矿业严重影响了该地区的可持续发展。

3.2矿山地质环境的监测研究

无人机遥感技术是探索地表物质的学科，矿区地形比较复杂，可以利用遥感技术有效监测矿区的地形，分析地质地形存在的问题，有效发挥遥感技术的作用。主要是探测采矿对地表的破坏程度、采矿引起的地质灾害等。通过无人机探测和预防矿区地质灾害，有效避免对人类生命财产造成威胁。

3.3矿山地质环境监测中的应用

无人机遥感技术的使用过程主要以数据处理和环境监测为主。由于大面积开采工作，矿区的地下空间和地表结构早就呈现出架空特征。如果受到地震或暴雨等恶劣天气的干扰，矿山地下空间可能会出现崩溃问题。一旦出现倒塌的问题，地下断层和地下蓄水结构必然会有很大的不同[7]。对此，我们要加强对矿山地质环境质量的监测力度。通过采用无人机遥感技术，至少可以满足矿区地质环境问题的监测需求。监测员可以利用无人机遥感技术的环境监测功能，合理评价选定地区的环境问题。在具体评价过程中，无人机遥感技术利用智能Smart3D Capture数据处理软件，建立符合当地环境特点的3D模型，重点对选定矿区的环境问题进行合理评价。评价活动结束后，制定符合当地矿山环境发展的相关保护和治理恢复方案[8]。

3.4 矿山地质环境影响的监测

经过近几年的调查，矿区暂时没有发生泥石流和崩塌的地质灾害，但在矿山开采过程中出现了土地龟裂的现象，土地龟裂的现象出现在多个范围内。由于矿区的大面积开采，地下和表面处于架空状态。一旦出现地震或暴雨，则极有可能发生坍塌等问题。其地下断层在遭受破坏的同时其地下蓄水结构也会被破坏。

3.5矿山地质环境的预测和评估

对地质危险性的预测评价显示，矿山开采会引起地表崩溃、裂缝、水土流失等一系列问题，主要是耕地大量减少和林地严重受损。如果矿物渣能污染土地资源，矿区的污染排放也会影响地下水。矿区的土地面积为4 hm2，矿区占用的田地为11 hm2，占用的草地达3万公顷。矿区废物堆占土地1 hm2，矿山开采将造成崩溃、泥石流等一系列自然灾害，较严重的受灾地区占矿区的80%，对土地资源造成严重破坏。在开采过程中，需要对矿区地形进行科学研究，需要高度计算地下水的分布和矿物质的分布，在开采过程中也要保护矿区，避免出现矿难。

3.6矿山地质环境的治理

根据无人机遥感技术获得的数据，通过对矿区地质环境的评价，制定合理的环境保护方案，实现矿区的可持续发展。在开采过程中要制定科学合理的环境保护方案，工作安排可分为最近和中期，最近一般为5年，中长期一般为5至10年。矿山地质环境管理措施如下：

1）预防自然灾害：矿区崩塌、山崩、裂缝等矿山地质灾害进行调查统计。

2）保护地区的植物和自然景观。在开采过程中种植相关植物，西北地区环境比较差。植物一旦被破坏，可能无法再生长，因此要实施相关措施保护植物。

3）合理使用矿山废弃物。将矿山废物投放到建筑行业，就可以制造泥浆、沙子、砖等。这样不仅可以解决废物堆积的问题，还可以实现资源的回收利用，符合我国实施的可持续发展观。

4）及时治理恢复。填补矿区裂缝，及时恢复土地生产能力，解决当地居民用水问题。

5）建立对矿山的地质环境监测系统的目的是为了监督矿区的环境保护和矿区地形的具体变化情况。

4无人机遥感技术的应用优势与发展前景分析

4.1应用优势

无人机遥感技术集成了无线遥控设备和机械计算机程控系统的工作特点，提供无人值守、实时观测、高效处理和分析等技术功能，基本上可以实时调查测量矿区的地质条件。与此同时，无人机遥感设备在结构和功能上完全体现出来高效数据收集、快速定位等功能优势，矿山地质环境地区的实际数据，如植物破坏程度的相关数据、地质结构数据等。工作人员可以根据具体的调查数据，明确当前矿区的环境问题，制定具体的管理恢复方案[9]。

4.2发展前景

针对目前矿山地质环境恶劣、植物破坏严重、危险重重的现象，针对无人机遥感技术今后的应用领域，建议研究人员积极结合GPS定位技术、38技术等多种技术内容。将各项技术优势贯彻到无人机遥感技术上，实现共同推进、创新发展的技术目标。

5结语及建议

矿山地质环境保护和治理恢复不是一朝一夕就能完成的工作内容，经常要以实施矿山地质环境恢复治理为出发点，全力为“山通水富、绿色发展”的目标前进。无人机遥感技术是现代新兴的技术，近年来随着其在测量科目中的不断应用，相关技术已经相当成熟，不仅可以为员工以較低的成本获得矿区的一些基本情况，还可以对矿区进行监测。各部门需肩负起各自任务，充分利用无人机遥感技术的应用优势，加强对矿区环境保护、恢复和治理工作。一方面根据无人机遥感技术获得的数据，通过对矿区地质环境的评价，制定合理的环境保护方案;另外，根据矿区的实际环境条件，建立科学合理的环境保护方案，为矿山环境保护和治理恢复工作提供决策参考信息，实现矿区可持续发展[10]。

矿山企业必须担负起自己的主体管理责任，逐步履行自己的责任内容，有效解决矿山生产过程中形成的矿山地质环境问题。与此同时，矿山企业应严格遵循“抑制增加、减少库存”的恢复治理原则，努力在各个层面实现绿色矿山标准化建设目标，彻底解决历史遗留的矿山地质环境问题，从根本上有效贯彻和实施强制治理工作的主体责任。

参考文献：

[1]王硕 罗忠成.矿山地质环境保护与恢复治理在露采矿山中的应用浅谈[J].华东科技：学术版，2015：320.

[2]刘洋.无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用分析[J].工程建设与设计，2018：275-276.

[3]邓巧遇.矿山地质环境保护及恢复治理中联合工艺复垦的应用分析[J].华东科技（综合），2019：0309-0309.

[4]汪卫星.论无人机遥感技术在矿山测量中的应用[J].测绘技术，2019（9）：20-21.

[5]尚晓雨，安雪景.矿山地质环境恢复治理及综合利用[J].世界有色金属，2018：134-135.

[6]凤枝.某矿区矿山地质环境保护与治理恢复方案[J].《河南水利与南水北调》，2018：21-22.

[7]赵玲 张永善 王彪.无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用[J].华东科技：学术版，2014：43.

[8]王宁娜，杨如军，李双青.无人机遥感在矿山地质环境保护与治理恢复中的应用实践[J].国土资源信息化，2015：26-30.

[9]常青，杨希，从常奎，栗丹，赵慧.ArcGIS 在矿山地质环境保护与治理恢复中的应用[J].《中国地质灾害与防治学报》，2014：131-134.

[10]刘丽娟，黄霞，熊文.无人机在矿山地质环境治理恢复地形图测绘中的应用[J].世界有色金属，2016：91-92.