高分二号卫星在矿山遥感监测中的应用

安娜 于航

摘要：本文介绍了高分二号卫星数据的基本情况和基础流程方法。同时阐述了矿山遥感监测的解译标志，并通过实例，表明高分二号卫星数据能够较好的应用于矿山监测中。

关键词：高分二號；矿山遥感监测

中图分类号：TP79 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2018）004-0-01

引言

遥感技术作为人类的“天眼”，其作为目前矿山监测的技术手段，具有宏观、快速、客观、准确的特点；而近年来，随着高分一号、高分二号、资源三号等国产遥感卫星的相继投入使用，矿山遥感监测中使用的数据逐渐由国外遥感卫星转变为国产遥感卫星数据源。2014年8月19日，高分二号卫星在太原卫星发射中心成功发射，高分二号卫星的分辨率优于1米，具有高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力等特点，标志着我国民用卫星进入亚米级的“高分时代”[1]。高分二号作为高分辨率卫星，能够进一步提高矿山遥感监测目标地物的识别能力，更好地为矿产资源调查提供服务支撑。

一、遥感数据源及处理

1.遥感数据源

高分二号卫星是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星，搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机。可满足不同用户的相关需求。

2.正射校正

高分二号卫星数据采用PCI公司提出的GXL软件进行处理，该系统支持有理多项式模型和严格物理模型，对国产卫星数据支持较好，在人工完成参数配置后，进行自动匹配控制点，且效果较好；同时具备的区域网平差功能，自动采集影像连接点，不断进行优化以达到精度要求，较好的解决了区域数据接边问题。在该软件支持下，采用数字高程模型，基于有理函数RPC模型，结合采集的控制点和连接点进行正射纠正。

3.数据融合

遥感影像融合是一个对多遥感器的图像数据和其他信息的处理过程，生成具有新的波谱、时间特性的合成图像，能够突出有用的专题信息，抑制无关的信息，增强解译的可靠性。目前，采取的融合算法多有主成分法、高通滤波法、PANSHARP法等，可利用遥感软件ERDAS、PCI和ENVI等来实现。通过测试可以看出，主成分法影像色彩失真，存在光谱畸变；高通滤波法饱和度较高，易出现高亮区域、造成纹理细节丢失；PANSHARP法色彩还原度高，纹理清晰。故融合方法选择PANSHARP法。

二、信息提取

矿山遥感监测状况种类复杂，利用计算机数字图像处理提取技术和人机交互技术，建立矿山企业矿产资源开发情况和矿山占地利用状况解译，提取相关信息加以统计和分析。

1.矿山资源开发状况解译标志

矿山资源开发露天开采面位于矿山采场内，常与周围原生地貌有较大差异，人为制造较大沟壑地区，土地裸露，植被被破坏严重，遥感影像呈负地形，有不同程度高度阶梯，颜色常呈高亮白色，矿山内有采矿道路和清晰车辙印记，摆置有车辆和相关矿山设备，资源开发地区周围有矿石堆放区域，有矿山建筑和选矿设备。

2.矿山占地利用状况解译

矿山占地常分为采场，中转场，矿山建筑和排土场等。采场多以露天开采面为主，常沿矿脉延展地区分布，呈负地形地貌，形状多样，色彩鲜艳。中转场常为矿山堆放区域和选矿设备区域，位于采场附近区域，矿石堆放区域有大量矿石整齐排放，颜色变化分界明显，易识别，选矿设备区域常有条形设备呈散射状分布，内有多处块状筛选前后矿石堆放。矿山建筑一般位于采场和中转场附近，具工矿企业建筑特征，呈正地形地貌，形状和边界清晰，多以矩形和长方形为主，色彩鲜艳，多为彩钢建筑。

三、应用实例

以崇礼县铁矿区为例，研究基于高分二号数据的矿山遥感监测情况。

1.研究区概况和数据源

研究区为河北省张家口市崇礼县，主要矿种为铁矿，开采方式以露天开采为主。选取的数据为2017年6月获取的1米分辨率全色和4米分辨率多光谱数据，经正射纠正、数据融合和色彩增强等处理后得到的数字正射影像图；数据质量较好，满足该区解译要求。

2.监测结果

通过遥感监测，查明了该地点矿产资源开发的状况。查明了矿山主要采场的露天开采面的开采情况，能够详细解译出露天开采面内道路及开采挖掘相关车辆，查明该采场多为两阶开采，部分地区为四阶开采；矿山中转场面积为0.12万km2，有八座大型选矿设备，中转场区域有多量车辆停放和数处铁矿堆放区域；且有四幢大型矿山建筑，一幢小型矿山建筑。

四、结语

高分二号卫星数据可采用GXL软件进行批量数据处理，经正射纠正和融合处理后得到的数据精度和色彩效果较好。其优于1米的空间分辨率，对于矿山遥感监测的效果较为显著，地物识别能力较强，能够查明矿山开发状况、占地等信息；能够较好的满足矿政管理的需求。

参考文献：

[1]梁树能，魏红艳，甘甫平，等.“高分二号”卫星数据在遥感地质调查中的初步应用评价[J].航天返回与遥感，2015，36（4）：63-72.

[2]薛庆，吴蔚，等.高分一号数据在矿山遥感监测中的应用[J].国土资源遥感，2017，29（s1）：67-72.

[3]马秀强，彭令，徐素宁，等.高分二号数据在湖北大冶矿山地质环境调查中的应用[J].国土资源遥感，2017，29（s1）：127-131.

作者简介：安 娜（1980-），女，北京人，硕士，中国国土资源航空物探遥感中心高级工程师，主要从事遥感及土地资源相关研究。