伍小玲

【摘 要】對礦產(chǎn)資源開發(fā)利用管理，事關國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展大計。本文探討了利用現(xiàn)代航空航天遙感、虛擬現(xiàn)實、井下定位、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪地理信息技術進行礦產(chǎn)資源科學管理，建立礦產(chǎn)資源開發(fā)利用“天上看、地上查、地下控、網(wǎng)上管”的監(jiān)管體系，以有效解決無證開采、濫采亂挖、超層越界、以采代探等管理難題，為全國各地科技管礦提供了可借鑒的技術方法。

【關鍵詞】科技管礦；遙感監(jiān)測；三維模型；信息系統(tǒng)

0 前言

礦產(chǎn)資源是指存在于地下或地表的，由地質(zhì)作用形成的，呈固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的，具有現(xiàn)實或潛在經(jīng)濟價值的天然富集物。礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，為國家經(jīng)濟的快速發(fā)展奠定了重要的物質(zhì)基礎。但是隨著我省工業(yè)化、城市化進程的不斷加快，礦產(chǎn)資源供需形勢和礦產(chǎn)資源開發(fā)管理面臨前所未有的挑戰(zhàn)，受利益驅動，無證開采、濫采亂挖、超層越界、以采代探等現(xiàn)象在全國各地時有發(fā)生，迫切需要采取措施加以解決。為全面提升礦產(chǎn)開發(fā)利用監(jiān)管水平，我國許多地區(qū)的國土部門開展了科技管礦工作，并把該項任務列為國土資源管理的重點工作。本文探討利用現(xiàn)代航空航天遙感、虛擬現(xiàn)實、井下定位、地理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡等技術，建立礦產(chǎn)資源開發(fā)利用“天上看、地上查、地下控、網(wǎng)上管”的監(jiān)管體系，創(chuàng)新礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的監(jiān)管機制，提升各級礦管部門的監(jiān)管效能。

1 礦產(chǎn)資源管理業(yè)務分析

礦產(chǎn)資源管理是國家政府機關以礦產(chǎn)資源所有者和國家行政管理者身份對礦產(chǎn)資源的積累、儲備、使用、配置的全過程進行規(guī)劃決策、調(diào)節(jié)控制、監(jiān)督協(xié)調(diào)，以保障礦產(chǎn)資源開發(fā)利用取得最佳經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)利用的行為。我國現(xiàn)行的礦產(chǎn)資源管理體系，各地大部分是由省國土資源廳、地市和縣兩級國土資源局組成的縱向管理體系，對無證開采、濫采亂挖、超層越界、以采代探等現(xiàn)象的管理基本還處于人工管理階段，缺乏技術性、專業(yè)性和系統(tǒng)性手段。

2 科技管礦體系設計

2.1 設計思路

充分利用現(xiàn)代通訊技術、測繪地理信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術，建立基于網(wǎng)絡化監(jiān)管信息系統(tǒng)的省廳、地市局和縣局一體化監(jiān)管體系，創(chuàng)新監(jiān)管機制，提升監(jiān)管效能。

1）采用網(wǎng)格技術、GIS技術構建省、市、縣三級互聯(lián)互通的礦產(chǎn)資源開發(fā)網(wǎng)絡化監(jiān)管系統(tǒng)；

2）通過對航空航天遙感影像的內(nèi)業(yè)解譯與外業(yè)核查，發(fā)現(xiàn)違法勘查開采圖斑并予以查處，實現(xiàn)對地面開采行為的監(jiān)管；

3）以井下三維模型為載體，集成人員定位、生命異常監(jiān)測、視頻監(jiān)控、產(chǎn)量監(jiān)控與通信聯(lián)絡等系統(tǒng)，建立井下采掘三維自動監(jiān)控系統(tǒng)，提高礦山的控制能力與應急處置能力。

2.2 礦產(chǎn)資源開發(fā)網(wǎng)絡化監(jiān)管信息系統(tǒng)

鑒于地理信息和礦產(chǎn)資源信息的涉密性，礦產(chǎn)資源開發(fā)網(wǎng)絡化監(jiān)管信息系統(tǒng)應設計內(nèi)、外網(wǎng)隔離機制，并分別建立數(shù)據(jù)庫和監(jiān)管信息系統(tǒng)。

2.2.1 內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫建設

內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫整合全省采礦權和探礦權數(shù)據(jù)（包括屬性信息和空間信息）、基礎地理信息數(shù)據(jù)（可使用省級地理信息公共服務平臺提供的在線地理信息資源，并集成不同年份遙感影像數(shù)據(jù)）、全省遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)（包括遙感影像數(shù)據(jù)和圈定的疑似違法圖斑、外業(yè)核查與合法性審查數(shù)據(jù)、整改查處數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計報表）、地下三維數(shù)據(jù)（全省各礦山的地下三維數(shù)據(jù)，用于三維數(shù)據(jù)更新與分發(fā)）、其它數(shù)據(jù)（包括整合省、市、縣的礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)；全省1：500000地質(zhì)圖；全省成礦（區(qū)）帶數(shù)據(jù)；各市縣根據(jù)自身需要增加數(shù)據(jù)內(nèi)容）等內(nèi)容。

2.2.2 外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫建設

外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，礦業(yè)權數(shù)據(jù)只保留采礦權、探礦權的部分屬性數(shù)據(jù)，基礎地理信息數(shù)據(jù)使用省級地理信息公共服務平臺（公眾版）提供的在線地理信息資源，外業(yè)核查數(shù)據(jù)使用基巖地區(qū)遙感動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，地下三維監(jiān)控數(shù)據(jù)利用全省礦山地下三維數(shù)據(jù)、人員定位、視頻監(jiān)控、產(chǎn)量監(jiān)控等信息。

2.2.3 內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)功能設計

網(wǎng)系統(tǒng)功能包括：

1）地理信息服務：基于省級地理信息公共服務平臺，功能包括地圖操作、空間測量、圖層管理、三維瀏覽、對比瀏覽、坐標定位、地圖標注等功能。

2）輔助管理：包括礦業(yè)權查詢檢索與統(tǒng)計、重疊分析、規(guī)劃分析、到期預警、礦權價款管理等功能。

3）遙感監(jiān)測：實現(xiàn)疑似違法圖斑的發(fā)布、外業(yè)核查、整改查處、數(shù)據(jù)匯總、檔案建立整個流程的功能一體化。

4）系統(tǒng)管理：系統(tǒng)提供用戶管理、權限管理、信息發(fā)布和數(shù)據(jù)更新維護等功能。

5）其它功能：各市縣可根據(jù)自身需要設計其它功能。

2.2.4 外網(wǎng)系統(tǒng)功能設計

外網(wǎng)系統(tǒng)功能包括：

1）地理信息服務：基于省級地理信息公共服務平臺（公眾版），功能包括地圖操作、圖層管理等功能。

2）輔助管理：包括礦業(yè)權查詢檢索、到期預警等功能。

3）井下采掘三維自動監(jiān)控：依托互聯(lián)網(wǎng)，建立分級監(jiān)管的全省礦山地下三維自動監(jiān)控系統(tǒng)，功能包括超層越界監(jiān)控、產(chǎn)量監(jiān)控和應急監(jiān)控。

4）遙感監(jiān)測外業(yè)核查：為了提高外業(yè)核查質(zhì)量，現(xiàn)已成功開發(fā)了“外業(yè)執(zhí)法核查系統(tǒng)”，可實現(xiàn)圖斑位置、現(xiàn)場照片等實地核查信息的數(shù)字化采集、存儲及實時傳輸?shù)裙δ埽瑫r可對外業(yè)核查人員進行有效監(jiān)管。

5）系統(tǒng)管理：系統(tǒng)提供用戶管理、權限管理、信息發(fā)布和數(shù)據(jù)更新維護等功能。

2.2.5 內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換

出于數(shù)據(jù)安全的考慮，國土資源內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)須物理隔離，內(nèi)外網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換可采用人工拷貝方式進行交換。

2.3 基巖地區(qū)遙感動態(tài)監(jiān)測

利用遙感解譯方法，可對基巖地區(qū)礦產(chǎn)開采狀況進行遙感動態(tài)監(jiān)測，查清老坑、停采坑點、礦渣、尾礦庫等礦山環(huán)境圖斑的情況；通過新舊對比，及時發(fā)現(xiàn)疑似違法圖斑，為管理部門提供準確信息。

2.3.1 監(jiān)測程序

由監(jiān)測單位收集礦業(yè)權登記數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)，收集最新的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)并進行相關的影像處理，進行內(nèi)業(yè)判讀，圈定疑似違法圖斑。由各縣局進行外業(yè)核查與合法性審查，根據(jù)責權劃分由礦政部門（縣局、市局或省廳）進行整改查處，逐級統(tǒng)計匯總上報執(zhí)法檢查數(shù)據(jù)。監(jiān)測單位根據(jù)實地抽查數(shù)據(jù)與各市上報數(shù)據(jù)進行比對，統(tǒng)計各市外業(yè)核查準確率并匯報省廳，由省廳進行階段性工作總結。

2.3.2 遙感監(jiān)測

遙感監(jiān)測應收集最新的礦業(yè)權登記數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)、衛(wèi)星（或航空）影像數(shù)據(jù)、1：50000地形圖數(shù)據(jù)、以及上一輪監(jiān)測使用的數(shù)字正射影像圖等做為遙感監(jiān)測的數(shù)據(jù)源。對航空航天影像數(shù)據(jù)需進行色彩校正、輻射校正、幾何校正和投影差改正，生成1：10000數(shù)字正射影像圖。利用兩期影像進行對比分析發(fā)現(xiàn)勘查開采跡象，圈定范圍（紅色線劃），通過審查圈定的范圍是否符合規(guī)劃要求、是否有勘查證和采礦證、是否為無證勘查或無證開采，若有證，是否超出法定范圍（黃色線劃）、是否為越界勘查或越界開采。在正射影像圖上圈定的圖斑即為疑似違法圖斑，圈定疑似違法圖斑后，需制作疑似違（下轉第290頁）（上接第272頁）法圖斑的圖形文件，內(nèi)容包括疑似違法圖斑、圖斑編號、法定范圍及證號等，以縣為單位在1：50000地形圖（6°分帶）上標注疑似違法圖斑（概略位置）與圖斑編號。

2.3.3 執(zhí)法檢查

縣局外業(yè)核查人員根據(jù)標注有疑似違法圖斑與圖斑編號的1：10000正射影像圖與1：50000地形圖進行外業(yè)核查，判斷圖斑的真?zhèn)危ㄊ欠駷榭辈殚_采行為所致），拍攝實地照片，調(diào)查勘查開采的基本情況，進行合法性審查。

根據(jù)權限劃分由縣局、市局或省廳對于違法勘查開采礦產(chǎn)資源的行為進行上報或者依法組織查處。市、縣級國土資源行政主管部門對執(zhí)法檢查工作進行匯總，并按時上報。

2.3.4 總結通報

監(jiān)測單位需根據(jù)外業(yè)抽查數(shù)據(jù)與各市所報數(shù)據(jù)進行比對，計算各市外業(yè)核查的準確率；省廳根據(jù)匯總上報數(shù)據(jù)和抽查情況進行總結，通報全省礦產(chǎn)衛(wèi)片執(zhí)法檢查情況。

2.4 井下采掘三維自動監(jiān)控

三維建模軟件應能夠快速三維顯示空間數(shù)據(jù)和分布、提取和計算，快速成圖和分析，同時，可實現(xiàn)實測數(shù)據(jù)快速導入成圖；用戶可以很輕松地從文本文件、Excel和AutoCAD文件中復制數(shù)據(jù)到三維圖形環(huán)境中。同時，三維建模軟件快速創(chuàng)建地質(zhì)模型，如礦體模型、夾石模型、區(qū)域地層模型、構造斷層和破碎帶模型、煤層模型、以及其他任意實體模型，而且支持實體模型之間、實體模型與表面模型之間的交、并、差布爾運算；靈活方便地應用地質(zhì)統(tǒng)計學儲量計算方法建立塊體品位模型，可以按標高、礦種、品級等任何模型內(nèi)屬性進行分類儲量匯總。

以三維激光掃描技術結合虛擬現(xiàn)實技術建立礦山地下三維模型，安裝或改造礦山的人員定位（有條件的可安裝生命異常監(jiān)測系統(tǒng)）、視頻監(jiān)控、產(chǎn)量監(jiān)控和通信聯(lián)絡系統(tǒng)，通過對接聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)礦山的自動監(jiān)控。

3 結語

過去，少數(shù)不良礦企常與國土資源監(jiān)察部門玩“貓鼠游戲”，礦區(qū)井下超層越界開采、瞞報少報產(chǎn)量、停產(chǎn)整頓期間內(nèi)違規(guī)生產(chǎn)等，僅依靠工作人員巡查、舉報監(jiān)督等常規(guī)手段難以有效監(jiān)管，成為礦產(chǎn)資源管理工作的一大瓶頸?；诨诂F(xiàn)代信息技術的礦產(chǎn)資源監(jiān)管體系，綜合運用遙感監(jiān)測、井下定位、視頻監(jiān)控、無線傳輸和信息網(wǎng)絡等技術，構建“天上看、地上巡、地下控”的“三位一體”礦產(chǎn)資源管理新機制，實現(xiàn)了科技管礦全覆蓋，全面提升了礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)管科技水平。

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[責任編輯：湯靜]