基于层次分析法的矿山地质环境评价研究

李婧玥 薛庆 章新益

摘  要：本文以贵州省为研究区，利用卫星遥感与地理信息系统技术，采用层次分析法进行矿山地质环境评价研究。从自然地理、基础地质、资源损毁、地质环境四个方面，筛选15个因子作为矿山地质环境评价指标，建立矿山地质环境评价体系。得出的评价结果经验证与实际情况吻合，说明整个定性与定量评价体系合理，评价结论可靠，运用层次分析法对贵州省矿山地质环境进行评价有效可行，为改善矿山地质环境及开展其他区域类似的评价工作提供了依据和借鉴。

关键词：卫星遥感;地理信息系统;层次分析法;矿山地质环境评价

矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿山及其周边邻近地区的岩石圈表层与大气圈、水圈、生物圈之间不断进行物质交换和能量流动的一个相对独立的环境系统[1]。近年来，随着社会经济的发展，对矿产资源的需求量日益增大，由于开采方式粗放，管理不到位，也造成了一系列诸如破坏土地、地质灾害和生态环境问题。因此，矿山地质环境保护工作越来越受到国家重视，矿山地质环境评价工作亦成为研究的热点之一[2-5]。

本文以贵州省为研究区，利用基于卫星遥感与地理信息系统技术的矿山地质环境遥感监测系列成果数据，结合地质环境背景，采用层次分析法，建立评价体系，并对矿山地质环境进行分区，为该地区矿山地质环境整治及矿产资源开发利用规划提供依据，同时对完善矿山地质环境评估、推动防灾减灾工作具有重要意义。

1.研究区概况

研究区地处云贵高原，占全国总面积的1.8%。地貌属中国西部高原山地。研究区内矿产资源丰富，已发现矿产110种以上。（图1）。

2.数据来源及处理

2.1遥感数据源

研究区采用多源遥感数据（图2），能够满足1：5万比例尺的矿产资源、地质环境调查要求。

2.2数据处理

针对研究区获取的遥感数据，在图像预处理基础上，针对局部存在高亮、黑暗、纹理信息损失等现象的矿山相关图斑区域进行增强处理，提高了矿山目标识别效果[6]，保证了矿山地质环境评价精度。

3.矿山地质环境评价

层次分析法是一种解决多目标复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法，常用来解决综合评价、决策方案选择、投入量分配等问题[7]。将研究区以间距2km的公里网划分为45233个矩形网格，计算各单元格分值，借助ArcGIS 平台空间分析模块进行插值分析，划分矿山地质环境影响分区。

3.1评价指标体系建立

影响矿山地质环境质量的因素众多，参考相关标准[8-9]，结合研究区特点，将评价分为三个层次，各影响因子选取如下：

目标层（A）：为层次结构最高层，即贵州省矿山地质环境评价（A）。

准则层（B）：选取自然地理（B1）、基础地质（B2）、资源损毁（B3）、地质环境（B4）4个方面。

指标层（C）：根据综合情况筛选地形地貌（C1）、降雨量（C2）、植被覆盖度（C3）、区域重要程度（C4）、构造（C5）、岩性组合（C6）、开采矿山密度（C7）、开采强度（C8）、主要开采方式（C9）、主采矿种（C10）、占用土地比例（C11）、地质灾害（C12）、地灾隐患（C13）、粉尘污染（C14）、生态环境恢复治理（C15），共计15个因子（表1）。

3.2评价指标权重确定

从定性与定量相结合的角度出发，运用层次分析法确定评价指标的权重。

3.2.1构造判断矩阵

将同一层次的各因子对上一层次各因子的相对重要性进行两两比较，并构造两两比较判断矩阵T：

（1）严重影响区面积为1280.01km2，约占贵州省土地面积的0.73%。在严重影响区范围内，地下开采的煤矿企业多达250余家，矿产资源开发强度剧烈，极易造成地质灾害，对生态环境破坏极为严重。

（2）较重影响区面积为7390.10km2，约占贵州省土地面积的4.19%。在较重影响区范围内，矿业活动较剧烈，地表植被覆盖率低，部分地区存在地质灾害及粉尘污染。

（3）一般影響区面积为36198.56 km2，约占贵州省土地面积的20.55%。在一般影响区范围内，矿产资源开发强度较小，主要位于矿山开发活动外围，部分区域存在生态环境恢复治理工程，地表植被破坏程度较轻。

（4）环境良好区面积为131298.33 km2，约占贵州省土地面积的74.53%。在环境良好区范围内，矿业活动稀少，地表植被覆盖程度高，生态环境保护较好。

5.结论

（1）利用卫星遥感技术开展矿山地质环境遥感监测，采用定性与定量相结合的层次分析法评价矿山开发对环境影响程度，建立起了矿山地质环境评价研究体系。

（2）运用层次分析法对贵州省矿山地质环境进行评价，将研究区划分为4个级别，划分结果经验证与实际情况吻合，表明基于层次分析法建立的评价体系是有效可行的。

（3）本文建立定性与定量相结合的矿山地质环境评价体系在一定程度上减少了人为主观因素的影响，为今后在此区域进行矿山地质环境治理与监测提供了依据。

参考文献

[1]  马丽丽.基于GIS与RS的不同矿区矿山地质环境评价方法对比研究[D].北京：中国地质大学（北京），2013.

[2]  王海庆.基于GIS和RS的矿山地质环境评价方法比选[J].国土资源遥感，2010，（3）：92-96.

[3]  徐庆勇.基于GIS的北京市矿山地质环境综合评价[J].技术应用，2015，10（1）：48-51.

[4]  孔志召，董双发，姜雪.基于层次分析法的矿山环境评价——以阜新矿集区为例[J].世界地质，2012，31（2）：420-425.

[5]  王创业，张金山，于贵忠.基于AHP法的鄂尔多斯市煤矿矿区环境质量评价研究[J].煤炭工程，2012，（8）：97-100.

[6]  姚维岭，荆青青，周英杰.基于遥感动态监测的山东省矿山地质环境恢复治理典型模式分析[J].矿产勘查，2015，6（5）：627-634.

[7]  胡屿，刘勇，李丙霞.层次分析法在矿山地质环境影响评价中的应用——以贵州盘县煤矿资源集中开采区调查为例[J].资源环境与工程，2015，29（4）：468-471.

[8]  DZ/T223-2009，矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范.

[9]  DD2011-05，矿产资源开发遥感监测技术要求.

[10]  薛庆，李名松，章新益.扬子地台西部地区矿山遥感解译与外业查证成果报告[R].石家庄：核工业航测遥感中心，2017.