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成都理工大学 硕士学位论文 基于粗糙集理论的矿山地质环境评价方法研究及应用 姓名武菊 申请学位级别硕士 专业应用数学 指导教师王玉兰 20090501 摘要 I 基于粗糙集基于粗糙集基于粗糙集基于粗糙集理论理论理论理论的矿山的矿山的矿山的矿山地质环境地质环境地质环境地质环境评价评价评价评价方法方法方法方法 研究研究研究研究及应用及应用及应用及应用 作者简介武菊，女，1981 年 9 月生，师从成都理工大学王玉兰教授，2009 年 6 月毕业于成都理工大学应用数学专业，获得理学硕士学位。 摘摘摘摘 要要要要 矿产资源的开发利用，促进了国民经济的发展。但随着矿产资源开发强度越 来越大，矿山地质环境问题对生态环境质量的影响日益突出。因此如何科学合理 的对矿山地质环境问题做出综合量化评价，是矿山环境研究的一个重大课题。本 论文是结合 基于 SAPE 公司意义的四川丹巴地区 Cu-Ni-Pt 族矿产资源经济评价 及相关政策体系研究项目进行的丹巴地区矿山地质环境综合评价研究。 本文以粗糙集和模糊理论在矿区地质环境综合评价中的应用为研究主题。 在 了解国内外研究现状和广泛收集前人研究资料的基础上， 首先介绍了矿山地质环 境综合评价的相关基础知识，然后以 AHP、粗糙集理论、模糊理论和模糊物元理 论为基础，对引入模糊综合评价法和模糊物元评价法解决丹巴矿山地质环境综 合评价问题进行研究。主要研究工作如下 1制定了包括矿山地质背景、地质灾害、资源毁坏、环境污染等因素的矿 山地质环境综合评价指标体系，并给出等级划分标准；分析丹巴地区的矿山地质 环境情况，确定指标集与评价集。 2基于AHP与粗糙集理论提出矿山地质环境评价的组合权重确定方法；借 助粗糙集理论以及信息系统正域约简理论， 对影响矿山地质环境诸因素的重要性 程度给出了一种刻画。 3建立矿山地质环境的多级模糊评价模型及模糊物元评价模型， 对模型建 立中的若干关键问题进行研究；通过该模型对丹巴地区矿山地质环境进行综合 评价的算例详细说明了评价模型的步骤并验证了模型的有效性。本文的工作为 矿山地质环境评价以及更广泛意义上的不确定性决策问题提供了一种新的可借 鉴的思路与方法。 4分析了在丹巴地区矿山开发中对地质环境影响较大的因素，探讨了实际 可行的防治手段与措施。 关键词矿山地质环境 层次分析法 粗糙集 模糊综合评价 模糊物元分析 Abstract II Research and Application on the uation of the Mine Geological Environment Based on Rough Set Theory Introduction of the author WuJu, female, was born in September, 1981 whose tutor was Professor WangYulan . She graduated from Chengdu University of Technology in applied mathematics major and was granted the Master Degree in June, 2009. Abstract The utilization of mineral resources promote the economic development。With the strength of mineral resources developments is larger and larger, it is highlight day and day that the mine area geological environment problems affect on the quality of the ecological one. So it is a major task of the mine environmental studies how to scientifically and rationally make comprehensive quantization assessment of the mine geological environment.The assessment problem of the mine geological environment in Danba area was researched in accordance with the project -“Economic uation and Related Policy System of Cu-Ni-Pt Mineral Resources in Sichuan Province”. In this paper, the application of rough set and fuzzy set theory in comprehensive assessment of the mine geological environment is investigated, based on the learning about the domestic and overseas present and the extensive collection of prevenient research data. Some relation and basic knowledge of comprehensive assessment of the mine geological environment is introduced firstly. And then , on the basis of rough set and fuzzy theory this paper discussed the of multilevel fuzzy synthesis uation and fuzzy matter element model to resolve the assessment problem of the mine geological environment in Danba area. The main tasks are as follows Firstly, an assessment index system including the mine geological background, geology disaster ,resources destroy, environmental pollution etc. was constituted. The assessment units were classified rationally and the quantitative standards for assessment indices were determined. The real condition of mining geological environment in Danba area was analysed to confirm the indicator set and reviews set. Secondly, a compositive of AHP and rough set theory to confirm the index weights in assessing the geological environment of mine area was provided. Based on rough set theory and the theory of positive region reduction in ination system， we first time discussed the geological environment factors of mine area，with a depiction of important degree of all factors which have an effect on the geological environment Abstract III of mine area. Thirdly, the model of multilevel fuzzy synthesis uation and fuzzy matter element was created in this paper, and several key problems were studied in model creation. The practice of this model to resolve the assessment problem of the mine geological environment in Danba area was introduced. The example was applied to deduce the procedures in detail and confirm the feasibility of this 。The work in this paper can draw a new way to valuate mining geo-environment and further discuss more uncertain decision problems. Fourthly, the factors having great influence of Danba area mine exploitation upon geological environment were explained in this paper. The practical means and measures for prevention and treatment were discussed. Keywords Mine Geological Environment Analytic Hierarchy Process Rough Set Multilevel Fuzzy Synthesis uation Fuzzy Matter Elem 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 成都理工大学 或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 成都理工大学 有关保留、 使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和 借阅。本人授权 成都理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名 学位论文作者导师签名 年 月 日 第1章 引言 1 第第第第 1 1 1 1 章章章章 引言引言引言引言 1.1 1.1 1.1 1.1 研究背景研究背景研究背景研究背景 本文的选题来源于四川省科技厅国际合作与交流项目 基于SAPE公司意义的 四川丹巴地区Cu-Ni-Pt族矿产资源经济评价及相关政策体系研究 。 矿产资源的开发利用，促进了国民经济的发展。但随着矿产资源开发规模的 不断扩大，特别是长期无序不合理开发，诱发了相当严重的矿山环境问题，改变 甚至破坏了人类的生存环境， 而且不断恶化的矿山地质环境成为制约矿业可持续 发展的主要因素之一。因此如何科学合理的对矿山环境问题做出评价，是矿山环 境研究的一个重大课题 [1]。 矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区，矿 业活动所影响到的岩石、土壤、地下水、地质作用和现象及其与大气圈、水圈、 生物圈之间相互作用所组成的相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依 托，矿产资源开发为主导，不断改变着的地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质 环境。 矿山地质环境问题是指矿业活动与矿区的地质体之间相互作用和影响而产 生的地质环境变化与破坏。如水、土、岩石环境污染和滑坡、崩塌、泥石流、地 面塌陷等。 矿山地质环境评价是在矿山地质环境调查研究的基础上，按照一定原则，制 定相应的指标标准，选用合适的数学方法，对矿山地质环境质量优劣做出定性或 定量评判，对其评价结果进行等级划分，找出存在的最主要的环境地质问题。通 过调查与评价，不仅可以了解不同矿区的地质环境质量状况和主要地质环境问 题，也为合理利用矿产资源、地质环境保护及恢复治理的规划提供科学依据 [2]。 矿山地质环境综合评价原则应以采矿对矿山地质环境造成的影响为主， 兼顾矿区 地质环境背景，突出矿山环境地质问题。 目前，国内外对矿山地质环境问题的研究已从过去的定性分析转入半定量- 定量分析，随着科学技术、计算机技术的不断发展，定量评价矿山地质环境质量 的研究方法越来越多，国家对地质环境的保护与治理的重视程度也越来越高，趋 于完善的矿山地质环境综合评价指标体系的构建显得越来越重要。 由于矿山地质 环境综合评价的重要性以及建立评价模型的复杂性使之成为当前矿山环境地质 研究中的热点和难点问题。 如何将矿山地质环境条件、矿山环境地质问题和地质灾害、矿业开发活动中 “三废”排放、环境治理等主要影响矿山地质环境质量的因素有机结合，以半定 量-定量的评价方法对地质环境质量进行综合评价是本课题的主要工作之一。对 矿山地质环境质量进行综合评价研究， 可尝试将该种评价方法及思路应用于划分 成都理工大学硕士学位论文 2 不同地域、不同矿山种类的地质环境质量，并在实践中不断的检验完善 [3]。 1.1.1.1.2 2 2 2 国内外国内外国内外国内外矿山地质环境评价矿山地质环境评价矿山地质环境评价矿山地质环境评价研究现状研究现状研究现状研究现状 从 20 世纪 90 年代开始，人们越来越重视地质环境对社会、经济造成的不良 影响。 由矿业开发活动引发造成矿山地质环境的破坏也随之引起了人们的高度重 视。其间，主要的研究内容倾向于矿业开发对环境的影响，侧重于“三废”排放、 矿山地质灾害所造成的环境质量下降、土地资源的破坏等，相应的论文及研究工 作相对较少。而对于矿山地质环境质量的量化评价则是在近几年刚刚兴起，仍处 于探索及初步研究阶段。 国内从2000年开始，中国地质调查局启动了以辽宁省、吉林省等12个省的全 国矿山地质环境调查与评价工作，2005年底完成了其他19个省、自治区、直辖市 的矿山地质环境调查与评价工作，为全国矿山地质环境规划制定及“十一五”规 划提供了较完整的矿山地质环境基本资料。各省、区、市采用多种方法对矿山地 质环境质量进行了综合评价，如模糊综合评价法、加权比重法、图层叠加法、层 次分析法、有限差分法等。由此而在国内掀起了矿山地质环境质量综合评价研究 的热潮，2002-2006年短短的四年时间里，相应的论文及研究工作全面展开，从 区域及单体的矿山地质环境质量的综合评价研究到综合的理论研究、 从定性分析 到半定量-定量评价研究，都取得了长足的进步和飞速的发展，黑龙江、辽宁、 四川等省在不同的报刊发表了关于矿山地质环境质量评价及调查的论文 [4]-[11]， 反 映了矿山地质环境综合评价的现状水平。 但是在指标制定、 多层次评价方法方面存在着众多亟待研究解决与深化的问 题。主要有1选择的评价指标不够全面，评价结果不够准确 [4]。评价指标种 类能否较全面反映地质环境质量是衡量评价结果是否准确的关键问题之一。 由于 部门职能范围和研究者研究目的不同，在评价矿山地质环境质量时，研究者往往 将矿山环境的某一方面作为研究评价的对象。如环保部门就矿山建设项目对水、 大气、土壤环境等环境质量进行影响预测评价；国土资源部门研究者则主要对崩 塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等地质灾害作回顾性评价和潜 在灾害的危险性评价。而矿业开发中普遍存在的矿产资源浪费与破坏、土地资源 压占与破坏、 水资源破坏、 地质遗迹破坏等， 前人基本未涉及， 故评价指标不全， 其评价结果仅反映了矿山开发对地质环境影响的一个方面。 2定性指标多，定量指标少，评价结果的科学性不够严谨 [8]。目前，大多 数研究者因掌握的第一手资料欠缺，调查研究经费较少，加上制定量化指标复杂 且难度大等原因，故评价指标多为定性描述。而不同的评价者对于定性描述指标 理解不同、采用的指标不一致、方法不统一，因而确定指标的等级存在偏差，导 致评价结果客观性较差，可信度较低。 第1章 引言 3 3综合评价方法不甚合理，评价结果缺乏可比性 [9]。通过对比分析，我们 发现运用不同的评价方法对同一样本资料的评价结果总存在一定的差异， 有时甚 至相差悬殊。同时每一种评价方法都有其优缺点，我们很难判断说明哪一种方法 好或不好，评价结果难以让人信服。评价过程中指标权重的确立主要依赖人为的 赋值和评分，主观性较强。 综上所述， 矿山地质环境定量化评价在矿山环境地质研究中具有十分重要的 地位，是当前矿山环境地质学前缘研究亟待突破的重大课题，亦为当前的热点和 难点问题，主要表现在两个方面一是制定科学性、实用性、客观性的量化评价 指标体系；二是建立多指标、多层次的综合评价模型。 1.1.1.1.3 3 3 3 研究目标研究目标研究目标研究目标及思路及思路及思路及思路 图图图图1 1 1 1- - - -1 1 1 1 研究工作思路框图 本文的研究目标是针对四川丹巴地区Cu-Ni-Pt族矿产资源经济评价及相关 政策体系研究这一课题，利用粗糙集理论中的属性重要度和层次分析法确定指 标组合权重；结合模糊数学和模糊物元在综合评价上的优点，提出矿山地质环 收集相关研究的文献资料 阐述国内外相关研究发展现状、动态 及存在的问题 基于粗糙集、模糊理论和模糊物元的矿山地质环境评价模型研究 综合评价指标 体系建立及赋值 利用粗糙集理论 和层次分析法确 定指标组合权重 对丹巴地区矿山地质环境 质量进行评价 存在问题及发展 趋势分析 利用模糊评价方 法和模糊物元法 进行综合评价 成都理工大学硕士学位论文 4 境模糊综合评价模型和矿山地质环境模糊物元评价模型，并对丹巴地区矿山地 质环境进行评价，为投资决策提供依据及建议。 本论文研究内容大致包括 从国内外对矿山地质环境综合评价的现状研究分 析入手，结合项目背景确定研究对象及意义；根据数据获取情况，选择相应评价 指标，按照有关规定进行标准化，建立量化评价指标体系；对丹巴地区矿山开发 利用现状、地质环境条件和矿山主要地质环境问题三方面进行数据的整理分析； 比较矿山地质环境评价方法的优劣， 探讨粗糙集理论中的属性重要度用于地质环 境评价中确定指标权重的优势， 结合属性重要度和层次分析法得到组合权重， 并 建立基于模糊数学和模糊物元的矿山地质环境评价模型；根据丹巴地区矿山实 际情况， 用该模型对矿山地质环境质量进行综合评价； 比较评价结果和实际情况， 研究发现存在的主要问题，并对地质环境的发展趋势进行分析，如图 1-1。 第2章 理论与方法简述 5 第第第第2 2 2 2章章章章 相关相关相关相关理论与方法简述理论与方法简述理论与方法简述理论与方法简述 2.2.2.2.1 1 1 1 粗糙集粗糙集粗糙集粗糙集理论理论理论理论 粗糙集理论 [13]-[14]是继概率论、模糊集理论、证据理论之后又一种处理含糊 和不确定性信息的数学方法。这一理论能有效分析和处理不精确、不完整和不一 致等各种不完备数据，并从中发现隐含知识，揭示潜在规律。粗糙集理论具有三 个显著的特点其一,它仅利用数据本身提供的信息，无须任何先验知识，与其它 不确定推理理论相比更具客观性。其二,它具备从大量数据中求取最小不变集合 称为核与求解最小规则集称为约简的能力,这一特性可用于简化冗余属性和 属性值,提取有用的特征信息。其三，它可以对非数值型数据进行编码赋值，对 连续型数据离散化，将两种数据结合分析，计算各种属性的重要度和特征信息之 间的依赖度，提取规则知识。 2.1.1 知识的含义与表达 知识表达是智能信息系统的关键部分。所谓知识获取，就是要从大量的原始 数据信息中分析发现有用的规律信息，即将知识从一种原来的表达形式原始数 据表达形式转换为一种新的目标表达形式人类或者计算机便于处理的形式， 如 逻辑形式等。 在粗糙集理论中，知识被看作是关于论域的划分，是一种对对象进行分类的 能力。基于粗糙集理论的知识发现，主要是借助于信息表这样一种有效的数据表 知识表达方式。信息表知识表达系统的基本成分是研究样本的集合，关于这些样 本的知识是通过指定样本的属性特征和它们的属性值特征值来描述的。 定义 2-1 设U是由对象组成的有限集合，且U为非空，称U为论域。任何 子集 XU⊆，称为U 中的一个概念或范畴。为规范化起见，空集也是一个特殊 的概念。U 中的任何概念簇称为关于U 的抽象知识，简称知识。 定义 2-2 一个划分l定义为 {} 12 1 ,,;,,,, ,1,2,, ; n niiiji i lXXXXU XXXij i jnXU ⊆≠ Φ Φ≠⋯∩⋯ ∪ 且。 U 上的一簇划分对U 的分类称为关于U 的一个知识库。 定义 2-3 一般地，一个信息表知识表达系统S 可以表示为 , , ,SU R V f， 这里，U是样本的集合，即{} 12 ,, n Ux xx⋯，也称为论域；RCD∪是属性集 成都理工大学硕士学位论文 6 合，子集C和D分别称为条件属性和决策属性； r r R VV ∈ ∪ 是属性值的集合， r V代 表示属性rR∈的属性值范围，f URV→是一个信息函数，表示对每一个 ,, , r rR xUf x rV∈∈∈有。 定义2-4 设R是U上的一个等价关系，{}[ ]RU RxxU∈表示R的所有等 价类构成的集合，其中[ ]Rx表示包含元素xU∈的R等价类，则U R构成对论域 的划分。对于任何一个属性集合PR⊆，且Pφ≠，则P∩也是一个等价关系，称 为P上的不可区分关系，记为 ind P，且有 [ ][ ] ind PR R P xx ∈ ∩。 2.1.2 上下近似集 粗糙集理论将知识理解为“区分事物的能力”。按照这种观点，将形式化的 知识理解为对论域的划分，因而通过论域上的等价关系表示。概念从外延角度理 解为论域的子集合， 带有不确定性的概念借助近似算子通过两个精确概念从外延 的角度近似表达，并以此作为相关理论研究的基础。 定义2-5 令XU⊆，B为U上的一个等价关系。当X能用属性子集B确切地描 述时X能表达成B的某些基本范畴的并时， 称X是B可定义的； 否则称X是B不可 定义的。B可定义集也称作B精确集， 而B不可定义集也称作B非精确集或B粗糙集 Rough Set。 粗糙集理论反映了人们用粗糙集方法处理不分明问题的常规性， 即以不完全 信息或知识去处理一些不分明现象的能力，或根据观察、度量到的某些不精确结 果进行分类的能力。 粗糙集理论与其它处理不精确或含糊问题的数学方法一样都 是求近似值，比如模糊集与证据理论等，但不同的是粗糙集是通过数学公式经过 计算而得到的近似值，而模糊理论等只能依赖统计方法来得到近似结果。 给定集合X，一个对象x是否属于集合X需根据现有的知识来判断，可分 为三种情况①对象x肯定属于集合X；②对象x肯定不属于集合X；③对象x 可能属于也可能不属于集合X。显然对象与集合之间的这种关系密切依赖于所 掌握的关于论域的知识，它是相对的而不是绝对的。因此可以利用粗糙集的上近 似集和下近似集来对此加以描述。 定义2-6 {}{}[ ] R R XxUxXYU R YX∈⊆∈⊆∪称为X的R下近似 集；{}{}[ ] R R XxUxXYU R YXφφ∈≠∈≠∩∪∩称为X的R上近似集； 第2章 理论与方法简述 7 R posXR X也称为X的R正域； R negXUR X−称为X的R负域； R bnXR XR X−称为X的R边界域。 R X和正域 R posX是根据知识R，U中所有一定能归入集合X的元素组 成的集合；R X是根据知识R，U中所有一定能和可能归入集合X的元素组成 的集合； R bnX是根据知识R，U中既既不能肯定归入集合X又不能肯定不归 入集合X的元素组成的集合； 负域 R negX是根据知识R，U中所有不能确定一 定归入集合X的元素组成的集合。 上近似集、下近似集、正域、边界域之间的关系为 / RRR RXposXbnXR XbnXU R X − ∪∪ 这几个集合的基数之间的关系为// R U bnXUR XR X−表示集 合中所包含元素的数目，称为集合的基数或势Cardinality。 定理2-1 X为R可定义集，当且仅当R XR X；X为R粗糙集，当且仅 当R XR X≠。 2.1.3 属性重要度 定义2-7 令 , KU R为一知识库，且,P QR⊆.当 P P posQ kQ U γ 时称 知识Q是01kk≤≤度依赖于知识P的， 其中U表示U的基数。 系数 P Qγ可以看 作Q和P间的依赖度。 在一个决策表中，每个条件属性的重要性不一定相同。一些属性的重要性较 大，而另一些属性的重要性则较小。如果能对信息系统的属性重要性做出评价， 就可以充分利用重要性大的属性取值来优化决策， 属性的重要性可在辅助知识基 础上事先假设，并用“权重”表示，这是一般经典的方法。但在粗糙集理论中， 没有使用假设的信息，而是利用决策表中的数据来衡量条件属性的重要性程度。 通常的做法是从决策表中删除一些属性， 然后来考虑信息系统的分类会产生怎样 的变化。如果去掉某些属性会相应地改变分类，则说明该属性的重要性较高；反 之，则说明该属性的重要性较小。以下将利用属性的依赖度给出属性重要性的相 关定义。 成都理工大学硕士学位论文 8 定义2-8 知识库 , KU R中，论域{} 12 ,, n Ux xx⋯，知识 {} 12 ,,, m RR RR⋯， i x关于 j R的属性重要性定义为 1 j j jiji Ri Ri R xR x Ubnx x UU σ − − − （2－1） 定义2-9 在知识库 , KU R中，U关于 j R的属性重要性定义为 11 1 j j nn Rijiji ii R UbnxRxRx U n Un U σ −− − ∑∑ （2－2） 2.2.2.2.2 2 2 2 矿山地质环境综合评价矿山地质环境综合评价矿山地质环境综合评价矿山地质环境综合评价步骤步骤步骤步骤 矿山地质环境综合评价主要解决矿山地质环境质量优劣等级的划分问题， 以 及评价对象的排序问题。所谓多指标综合评价，就是指通过一定的数学模型将多 个评价指标值“合成”为一个整体的综合评价值。如何将不同类型矿产、不同开 发方式和不同地域的矿山环境地质问题构建在一个理想模型中， 在制定地质环境 量化指标体系的基础上，选择合适的数学模型将单指标、多指标、多层次、多阶 段的评价值，有机地综合成一个评价值，使评价结果具有科学性、客观性、全面 性和可比性，是一项复杂而具有创新意义的研究工作。矿山地质环境综合评价的 一般过程如图 2-1 所示。 图图图图 2 2 2 2- - - -1 1 1 1 矿山地质环境综合评价流程图 在进行矿山地质环境综合评价时，首先需要对矿山进行现场调查、收集分析 整理已有资料及对地质环境存在的问题进行分类研究； 再依据矿山环境调查成果 和基础数据，针对存在的矿山地质环境问题，选取合理的评价指标建立指标体系 评 价 对 象 确 定 评价 对象 综合 排序 评 价 结 果 分 析 指标体系建立 及分级标准 权重确定 评价模型研究 矿 山 地 质 环 境 调 查 第2章 理论与方法简述 9 并制定各类指标等级划分的标准，这是综合评价的重要基础，也是有效地评价系 统的保证；然后确定评价指标权重，这是综合评价的主要研究内容之一，权重值 反映不同评价指标间的相对重要程度； 最后建立矿山地质环境综合评价数学模型 得出评价结果，并根据结果分析提出合理解决矿山环境问题、保护与修复矿山环 境的各种治理方案。 2.2.2.2.3 3 3 3 指标体系指标体系指标体系指标体系的建立及的建立及的建立及的建立及等级确定等级确定等级确定等级确定的标准的标准的标准的标准 制定科学实用的定量化评价指标体系是建立综合性评价的基础工作和关键 性问题。综合评价需要评价指标才能进行评价，所谓指标是指根据研究的对象 和目的，能够确定地反映研究对象某一方面情况的特征依据。每个评价指标都是 从不同侧面刻画对象所具有的某种特征。 所谓指标体系是指由一系列相互联系的 指标所构成的整体。它能够根据研究的对象和目的，综合反映对象各个方面的情 况。指标体系不仅受评价客体与评价目标的极度制约，而且也受评价主体价值观 念的影响。 因此在进行综合评价之前需要构建综合评价的评价指标，并且评价指标必 须在对矿山地质环境状况进行充分分析的基础上，依据以下原则进行选取 [26]。 （1）针对性矿山地质环境是一个广义的概念，必须针对评价的目的和要 求选取指标，使评价具有实际意义。 （2）简明性为了便于数据的收集和整理，应对指标进行筛选，选择的指 标尽可能简单明了，使之能够恰当地反映矿山地质环境系统的变化特征。 （3）普适性指标不但能反映当地的矿山地质环境现状，而且可以用于描 述大多数地区的矿山地质环境特征。 （4）数据易取得所选指标的数据用现有的测试手段能够得到，或者利用 公式由一般性指标推导出来。 （5）指标可量化为了克服主观评价所带来的不确定性和盲目性，评价要 尽量做到以量化研究为主，所选取的指标能够用数据进行量化，并可进行分级。 矿山地质环境综合评价指标体系， 是以单个矿山或多个矿山构成的矿区为基 本评价单元，将矿业开发诱发和加剧的环境地质问题的严重程度、灾害损失及直 接经济损失作为矿山环境地质问题评价分级依据。在比较陈学军 [27]、徐友宁[28]、 沈勇 [29]关于选取评价指标研究成果的基础上，从矿区地质环境现状条件出发，结 合考虑研究区自然条件、人类活动影响、资料收集情况等因素，构建了矿山地质 环境综合评价指标体系，其中包括一级指标层，即矿山地质背景、地质灾害、资 源毁坏、环境污染等4个一级指标以及二级指标层，即每个一级指标可用一个或 若干个二级指标表征。 表2-1所示为4个一级指标16个二级指标的矿山地质环境综 成都理工大学硕士学位论文 10 合评价指标体系。 表表表表 2 2 2 2- - - -1 1 1 1 矿山地质环境综合评价指标结构表 目标层 一级指标层 二级指标层 矿山 地质 环境 综合 评价 指标 体系 （A） 矿山地质背景（B1） 工程地质条件（C11） 地形地貌（C12） 水文气象（C13） 人类活动强度（C14） 地质灾害（B2） 人员伤亡（C21） 经济损失（C22） 灾害类型（C23） 灾害规模（C24） 发生频率（C25） 资源毁坏（B3） 矿产资源破坏与浪费（C31） 土地压占与破坏（C32） 水资源破坏（C33） 环境污染（B4） 粉尘污染（C41） 噪音污染（C42） 水污染（C43） 土壤污染（C44） 本文在研究过程中规定 将矿山地质环境的评价指标及矿山地质环境质量等 级划分为“优”I级，“良”II级，“中”III级，“差”IV级和“极差” V级等5个等级，各等级赋值标准分值分别为I级1分，II级2分，III级3分， IV级4分，V级5分。指标等级赋值标准及指标加权综合评价时，由加权评定分值 确定相应等级的标准，如表2-2。 表表表表2 2 2 2- - - -2 2 2 2 矿山地质环境指标等级赋值标准及加权评定分值对应等级 指标等级 优 良 中 差 极 差 指标评定分值 1 2 3 4 5 加权评定分值FO 1.5 第2章 理论与方法简述 11 确定评价指标等级有以下几种技术方案 [31] I类指标已有国家规定标准值的指标。以国家规定标准值为基准值，作为 制定这类指标等级的基础。 Ⅱ类指标有行业规范值、规划值或全国或某地区平均值的指标，以上述各 类值为似基准值，作为制定这类指标等级的基础。 Ⅲ类指标 有国家法规条例规定的， 或有相关部门推荐分级标准值的指标， 结合矿山实际情况，调整后移植到矿山地质环境评价中，作为制定这类指标等级 的基础。 表表表表2 2 2 2- - - -3 3 3 3 矿山地质背景B1指标等级标准 评价 级别 工程地质条件 地形地貌 水文地质条件 人类活 动强度 优 坚硬的岩浆岩基底， 地质灾害不发育 单一地貌单元，地形坡度 10 水文地质条件复杂，地 下水对矿山有重大影响 剧烈 表表表表2 2 2 2- - - -4 4 4 4 地质灾害B2指标等级标准 评价级 别 人员伤亡/ 人 经济损失/万 元 灾害类型 灾害规 模 发生频率 优 无 50 四种及以上灾 害发生 特大型 极频繁灾害发生（30次 以上） 成都理工大学硕士学位论文 12 表表表表2 2 2 2- - - -5 5 5 5 资源毁坏B3指标等级标准 评价 级别 矿产资源破坏 与浪费三率 土地压占与破坏 水资源破坏 压占破坏面 积/ 2 km 压占类型 直接经济损失 /万元 优 超过同期全国平均 水平 0.1 大部分井、泉水干 枯，居民饮水困难 或导致生态环境恶 化 注见参考文献[31]。 表表表表2 2 2 2- - - -6 6 6 6 环境污染B4指标等级标准 评 价 级 别 粉尘污染（粉尘 排放浓度（mg/m 3） 噪音污染/分 贝（昼间/夜 间） 水 污 染 （F值） 土 壤 污 染 （P值） 优 50（Ⅴ级） 注参见四川省大气污染物排放标