张 允

（宁夏遥感测绘勘查院，宁夏 银川 750021）

采矿塌陷，又称采空塌陷、矿区塌陷。采矿使地下大面积被采空后，顶部岩层失去支撑，在自重作用下发生弯曲、张裂、冒落，并在地表形成塌陷坑或塌陷洼地而造成的灾害。采矿塌陷的基本特点是分布广、规模大、危害重。塌陷坑或塌陷洼地多呈椭圆形，塌陷中心与采空区基本对应，边缘常有密集的张裂隙。采矿塌陷严重破坏各种建筑设施和土地资源，是影响矿产开采和矿区环境的重要灾害。基于生态文明建设的需求，现代开采方式逐渐由露天向地下开采转变，地下开采的不规范就是塌陷产生的前提。所以预防和监测尤为重要。

遥感技术是现代科技手段的一种，以空间信息技术为支撑，结合测绘类工具取得了很好的应用。遥感技术，其结合地理信息系统为采矿塌陷区提取提供了良好的数据基础。当前在许多矿区的数字化建设中采用全球定位系统、遥感技术与地理信息系统，为采矿塌陷区的环境监测及治理提供了有效数据支撑。

1 遥感提取方法的应用

遥感技术作用于采矿塌陷区，利用遥感卫星影像的宏观、直观性，结合塌陷区的解译标志特点，圈定疑似塌陷区，结合SAR数据，利用两期或者多期数据的对比，确定塌陷程度。利用地理信息系统进行范围区勾绘，确定塌陷范围区面积，相比之传统的测算方法，其在提取上具有速度更快、准确度更高的优势。

（1）数据的选取与处理。遥感数据的多样性，为塌陷区信息提取提供了多种信息来源，但就信息提取的精度而言，分辨率越高，精度相对就越高。遥感数据需经过预处理、几何校正、图像增强、图像裁剪、镶嵌和匀色以后方可使用，结合塌陷区的影像解译标志，就可以进行塌陷区的范围划定。

（2）采矿塌陷区影像特征提取。从采矿塌陷区的空间结构上来看，塌陷区有一定的影像特征：采矿塌陷区普遍呈现坑状结构；因地形因素引起的移动盆地与塌陷坑呈现出一种凹坑状结构。此外，由于地表的塌陷是一种连续的状态，在宏观层面上呈现出离散状态，而内部微观结构又表现为高低不平的起伏姿势，因此利用DEM能更加直观的表现地表形态。采矿塌陷区由于地下潜水位较高，当塌陷到一定深度时容易造成积水，以遥感技术进行积水坑资料的提取更容易发现塌陷位置，也更容易对可能产生塌陷的位置进行定位处理。

（3）辅助验证。对于圈定的塌陷疑似范围，结合SAR数据，利用两期或者多期数据的对比，确定塌陷程度，这也是对圈定范围的一个验证过程。

2 采矿塌陷区遥感提取方法应用的不足

由于遥感技术的优点，其被应用于矿山建设的各个方面，结合全球定位技术与地理信息系统的集成，其在空间信息技术上也获得了较高的成效。但从采矿塌陷区遥感提取方法应用的层面上看，还存在不足之处，主要可以从以下几个方面进行讨论。

（1）人员专业综合性知识缺乏。当前在采矿塌陷区的遥感提取技术中，遥感专业人员只是遥感方面的专家，而对于矿产地质方面知之甚少，另外，由于遥感存在“同谱异物”的现象，对于地下开采方式的“隐蔽性”，地表遥感信息并不能完全反应塌陷的真实情况；地理信息系统对塌陷范围区的圈定也需要专业知识的支撑，因此，综合性专业人才是保证遥感数据提取的前提。

（2）矿权范围区资料的缺乏。由于矿权范围属于涉密范畴，一般核查单位很难获取，加之地下开采方式的“隐蔽性”，疑似塌陷区的核实工作量就相对扩大，相比于在漫漫的影像世界里寻找圈定，有精确的矿权信息范围就显得更有目标，准确性也会提高很多； 结合矿权信息中的开采方式属性，只针对地下开采和联合开采方式的矿区范围进行塌陷区范围的提取，工作量会有大幅度的减少，所以矿权范围区的资料对于塌陷区的判定显得尤为重要。

（3）差异性认知缺乏。首先，在提取影像时，南北方应该有差别，北方应该选在秋季落叶期，南方最适宜时应选在冬季植被盖度稀疏期，这样更能清晰地反映塌陷区影像特征，而不是千篇一律；另外，相较于用积水坑提取判定塌陷区也有一定的误判，露天开采的采坑也会有积水坑（尤其以南方雨水较多地区较为常见），因此应充分重视南北差异，制定不同的判定策略。

3 采矿塌陷区遥感提取方法的优化对策

在采矿塌陷区进行的遥感提取技术需要有相应的规范与技术限制，才能够真正保证提取的结果真实有效，通过对遥感提取方法在应用中存在的不足之处，提出以下具体的优化对策，以此来提高采矿塌陷区的信息提取准确性。

（1）加强人员的专业交叉培训与综合素质。采矿塌陷区的遥感技术应用需要以专业化的技术手段进行操作，在这个操作过程中，需要相关操作人员具备良好的专业素质与专业能力，同时，也需要相关人员具备专业遥感地质、矿山监测、塌陷区、地理信息方面的相关知识。以专业人员开展专业知识与专业技能培训为首要原则，在采矿塌陷区的遥感技术应用中，需要有具备其他专业知识的人员进行相关工作学科交叉的培训与考核，以此提高遥感技术操作员的专业知识与专业素养水平，多学科、多技术实现交叉融合，取其优势、统筹协调。

（2）收集健全历年矿权资料。更多更好的收集历年矿权资料，建议以省为单位，有的放矢，高效准确的找出采矿塌陷区，为矿山隐患的排查以及治理提供有效数据支持。另外，对于国家规范矿山开采以前的非法开采，现已关闭的地下开采矿山区也应作为重点，逐一排查出塌陷的安全隐患，保障人民的生产生活安全。

（3）制定科学的判定策略。南北方有差异，但具体到各省是否也有差异呢，这就需要区别核实，首先，影像时相的选取把握一个原则，就是要能以清晰反应本省塌陷区特征的时节为准；其次，对于通过积水坑找塌陷区只能是结合相关知识，逐一的进行分类核实，在北方，有些积水坑或许是浅层水聚集所成，但也有可能是雨水；南方雨水居多，对于积水坑的判别就需要更多的专业知识来进行甄别，学科知识的综合运用，结合科学的判定策略，对于塌陷区的判定无疑是严谨的。

4 结语

遥感技术应用于采矿塌陷区，能够方便快捷地提取信息，并且有效结合全球定位系统与地理信息系统的集成，在空间信息技术中发挥了较好的作用。针对采矿塌陷区遥感提取方法中存在的不足，从技术和专业管理两方面做出了优化处理，可以为遥感技术在矿山治理及环境监测应用方面提供更科学的基础信息服务，同时，也能够提高采矿塌陷区的技术应用水平与技术手段的提升水平。