◎ 本刊記者 王敏 通訊員 賈寶

遙感影像、無人機(jī)、北斗齊上陣，河南省測繪地理信息技術(shù)中心發(fā)揮測繪技術(shù)優(yōu)勢，助推礦山精準(zhǔn)化、智能化監(jiān)管——

長期以來，礦山開發(fā)利用監(jiān)管存在越層越界發(fā)現(xiàn)難、超量開采發(fā)現(xiàn)滯后、基層監(jiān)管人員不足等諸多難題。2020 年8 月，河南省副省長劉玉江來河南省測繪地理信息技術(shù)中心調(diào)研時(shí)，部署了非法礦山和違法采礦監(jiān)測這一艱巨任務(wù)，要求推進(jìn)測繪地理信息技術(shù)支撐全省礦山開采遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

河南省自然資源廳亦明確要求，要利用無人機(jī)、遙感監(jiān)測、視頻監(jiān)控、定期查驗(yàn)等技術(shù)手段，對重點(diǎn)礦區(qū)、重點(diǎn)礦種、重點(diǎn)礦企開發(fā)利用情況實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、從嚴(yán)查處無證開采、越界開采等違法行為。

一年來，河南省測繪地理信息技術(shù)中心積極貫徹落實(shí)劉玉江副省長調(diào)研時(shí)的重要部署，按照河南省自然資源廳要求，發(fā)揮測繪技術(shù)和資源優(yōu)勢，以“發(fā)現(xiàn)難、查證難、定位難”為切入點(diǎn)，利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)傾斜攝影、北斗高精度定位等高科技手段，積極探索“天上看、空中探、地上查、網(wǎng)上管”的礦山監(jiān)管模式，確保違法違規(guī)采礦行為“早發(fā)現(xiàn)、早制止、早處理”，為推進(jìn)礦山精準(zhǔn)化、精細(xì)化、智能化監(jiān)管提供了有力支撐。

“天上看”——利用衛(wèi)星遙感影像，動(dòng)態(tài)監(jiān)測全省礦山開采變化

以往，各級自然資源部門主要依靠日常巡查、群眾舉報(bào)等方式開展礦山監(jiān)管，存在違法采礦行為“發(fā)現(xiàn)難”、監(jiān)管工作周期長、效率低等難題，執(zhí)法屢屢陷入“貓捉老鼠”的怪圈。得益于衛(wèi)星遙感這一“天眼”的技術(shù)支持，違法采礦行為隱匿再深也無所遁形。

按照河南省測繪地理信息技術(shù)中心部署，河南省測繪工程院按季度開展全省礦山開采變化動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測，對礦山“基期-現(xiàn)期”遙感影像進(jìn)行對比，分析掌握礦山資源開發(fā)狀況、礦山生態(tài)修復(fù)、礦山資源開采執(zhí)法檢查等情況，助力政府部門對礦山開采及生態(tài)環(huán)境修復(fù)的綜合治理。

項(xiàng)目以0.8米和2.0米分辨率國產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像、重點(diǎn)區(qū)域無人機(jī)正射影像和敏感區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)控影像為本底源，整合疊加省部級礦業(yè)權(quán)、生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界、數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)，每季度對照上一季度影像，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)識別和人機(jī)交互目視解譯方法，提取全省礦山開采變化圖斑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦山越界開采、礦山環(huán)境破壞與恢復(fù)、擅自變更開采方式等問題。

最終，項(xiàng)目形成了現(xiàn)勢性強(qiáng)、精度高、全覆蓋的全省礦山開采變化監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建了全省統(tǒng)一的礦山開采變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)疊加了省部級礦業(yè)權(quán)、生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界等數(shù)據(jù)，具備變化圖斑面積量算、統(tǒng)計(jì)匯總等功能，能夠快速統(tǒng)計(jì)出相關(guān)區(qū)域的礦山開采利用情況，便于相關(guān)部門全面掌握礦山開采變化的具體位置、變化趨勢等情況，為礦山的精準(zhǔn)化管理提供數(shù)據(jù)支撐。

“黃線內(nèi)是合法采礦范圍，紅線、藍(lán)線、綠線范圍都不是采礦用地，分別是去年第一、第二、第三季度的開采超占用地范圍，第四季度范圍沒有擴(kuò)大。我們再疊加2021 年3 月無人機(jī)正射影像，可以發(fā)現(xiàn)，該礦區(qū)超占用地范圍又?jǐn)U大了，就是粉線部分，明顯有被挖掘的痕跡?！贝蜷_全省礦山開采變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，河南省測繪工程院空間大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心主任呂寶奇向記者演示了河南某礦區(qū)近期的圖斑變化。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020 年，共提取河南省礦山開采變化圖斑7766 個(gè)，2021 年1 月至6 月，共提取全省開采變化圖斑4715 個(gè)。從2020 年第四季度開始，全省礦山開采面積增長速度明顯放緩，其中，安陽市季度增長面積下降率超過91%，真正做到了違法違規(guī)采礦行為“早發(fā)現(xiàn)、早制止”的精準(zhǔn)化管理效果。

“目前，我們制作的河南省礦山遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測報(bào)告已提交給有關(guān)部門核實(shí)，用以整頓和規(guī)范礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序，遏制違法采礦行為，有效保護(hù)和合理利用礦產(chǎn)資源。”河南省測繪工程院副院長張留民說。

此外，除了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦山越層越界、超量開采等違法違規(guī)行為，項(xiàng)目還能對礦山生態(tài)環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)測。

“這是濮公山地質(zhì)公園多期遙感影像，2012 年，這里還是一片礦區(qū)，滿目瘡痍，濮公山生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目啟動(dòng)以后，2015 年，礦區(qū)局部發(fā)生了改善，到2017 年，濮公山公園已初見雛形，2020 年7 月，礦區(qū)趨于穩(wěn)定。通過近8 年的生態(tài)修復(fù)之后，昔日的‘廢棄礦山’已經(jīng)變?yōu)椤G水青山’?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人張小紅介紹說。

精致廊橋橫臥天池之間，一湖墨綠，相得益彰；登山棧道蜿蜒回轉(zhuǎn)，綠樹掩映，若隱若現(xiàn)……夏日，走進(jìn)信陽市息縣濮公山地質(zhì)公園，宛如走進(jìn)一幅風(fēng)光旖旎的生態(tài)畫卷。很難想象，幾年前這里還是一片礦坑遍布、溝壑縱橫的采石場。

河南省測繪工程院利用不同時(shí)相的高分辨率衛(wèi)星遙感影像，對該礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)變化進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測，見證了這片“礦坑廢墟”的蝶變。

“空中探”——無人機(jī)傾斜攝影，讓重點(diǎn)礦區(qū)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理

3 月17 日上午約9 點(diǎn)半，霧氣慢慢消散，林州市某石料廠一處平坦空地上，技術(shù)人員肖凱對儀器參數(shù)、電池電量、航飛路線等檢查完畢后，一架搭載五鏡頭的傾斜攝影無人機(jī)緩緩升起，飛向約320 米的高空，開始按照既定航線飛行，全方位、多角度獲取石料廠的高分辨率影像數(shù)據(jù)。

● 礦山開采變化圖斑

這些數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理、空三加密、影像匹配、自動(dòng)紋理映射等內(nèi)業(yè)處理后，將形成該石料廠的實(shí)景三維模型。

打擊礦山違法開采行為，最棘手的問題是“查證難”“定量難”。以往，多采用粗略估算，或請第三方公司來測量計(jì)算違法開采量 ；而在二維平面地圖上，礦區(qū)開采超占的深度和開采量亦難以精準(zhǔn)計(jì)算，不利于嚴(yán)厲打擊違法開采行為、維護(hù)礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序。

因此，河南省測繪工程院充分發(fā)揮無人機(jī)多鏡頭、多角度、多分辨率、精度高的優(yōu)勢，獲取重點(diǎn)礦區(qū)傾斜攝影數(shù)據(jù)，建立了實(shí)景三維模型，逐漸形成河南省重點(diǎn)礦區(qū)三維模型數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)二三維礦區(qū)信息的一體化顯示與分析。目前，已在信陽市、新密市、安陽市、禹州市等地20 個(gè)重點(diǎn)礦區(qū)構(gòu)建了實(shí)景三維模型。

“與二維平面地圖相比，實(shí)景三維模型更加立體直觀，信息含量更為豐富，可真實(shí)反映礦山地形地貌、開采變化及生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀，工作人員無需去現(xiàn)場即可查看礦區(qū)的實(shí)際情況?！睆埩裘窠榻B，利用相關(guān)軟件，還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)景三維模型的多視角瀏覽，在模型上對礦區(qū)開采面積、開采量等信息直接量測，真實(shí)反映礦區(qū)實(shí)際開采狀況，不僅能為違法開采行為處罰提供精準(zhǔn)依據(jù)，還能有效推動(dòng)礦山的精細(xì)化、立體化管理。

“這是我們采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，獲取的信陽某石料廠的實(shí)景三維模型。綠線內(nèi)是合法開采區(qū)域，旁邊這部分是越界開采范圍。我們以正射、俯視的角度，在模型上對該越界范圍進(jìn)行面積、挖方量計(jì)算，可以得出，該范圍開采面積約為4391 平方米，越界挖方量約為18 萬立方米。”張小紅演示說。

● 外業(yè)核查變化圖斑

● 開展無人機(jī)航飛

“地上查”——研發(fā)監(jiān)管系統(tǒng)，破解違法行為“定位難”

6 月18 日一大早，安陽市自然資源和規(guī)劃局執(zhí)法人員陶黎明便奔赴各礦區(qū)，開始對礦山開采變化圖斑進(jìn)行核實(shí)舉證。到達(dá)一處建筑石料用灰?guī)r礦區(qū)時(shí)，陶黎明拿出手機(jī)，打開安陽市自然資源在線監(jiān)管系統(tǒng)App，跟著App 上的導(dǎo)航箭頭走走停停，查詢圖斑屬性、精確定位、拍照取證、確定面積、上傳……不到半小時(shí)，這處疑似違法采礦行為便取證完畢。

“過去，我們巡查時(shí)要滿山找違法開采點(diǎn)，還得帶著圖紙現(xiàn)場比對，找專業(yè)測繪隊(duì)員測量開采面積，周期長，效率低。如今，有了這個(gè)App，我們告別了‘外業(yè)滿山跑’的傳統(tǒng)巡查模式，執(zhí)法效率和準(zhǔn)確度都大幅度提升了?！碧绽杳髡f。

自然資源在線監(jiān)管系統(tǒng)集現(xiàn)場核查、監(jiān)管、導(dǎo)航為一體，是礦山開采變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目的重要一環(huán)。該系統(tǒng)以“天地圖”為底圖，疊加高清遙感影像、礦山開發(fā)邊界、礦山季度變化圖斑、行政區(qū)劃等信息，具備移動(dòng)“一張圖”功能，可實(shí)現(xiàn)礦山開采變化圖斑的現(xiàn)場核查、高精度定位、錄入編輯、實(shí)時(shí)上報(bào)等操作，有效解決礦山開采變化監(jiān)測滯后、開采量模糊、現(xiàn)場巡查定位難等問題。

值得一提的是，系統(tǒng)提供的電子圍欄巡查監(jiān)管預(yù)警功能，可表示出監(jiān)管范圍，若越界則會(huì)發(fā)出信號預(yù)警，便于及時(shí)采取措施制止違法開采行為?！氨热?，現(xiàn)場核查人員若進(jìn)入生態(tài)保護(hù)區(qū)，移動(dòng)端會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提示該位置已跨越生態(tài)紅線。”呂寶奇說。

目前，自然資源在線監(jiān)管系統(tǒng)已在安陽市殷都區(qū)、龍安區(qū)、林州市等市（區(qū)）自然資源和規(guī)劃局推廣應(yīng)用。70 多名工作人員正在使用該系統(tǒng)，對安陽市2020年度礦山開采變化圖斑進(jìn)行現(xiàn)場核查，結(jié)合現(xiàn)場踏勘結(jié)果和檔案資料，可清楚了解每一個(gè)變化圖斑的開發(fā)狀況，為安陽市摸清礦山開采現(xiàn)狀，掌握礦山開采趨勢，嚴(yán)厲打擊違法開采行為，制定礦山環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

據(jù)了解，在安陽市自然資源和規(guī)劃局的及時(shí)監(jiān)管下，安陽市礦山開采量大幅降低，開采點(diǎn)數(shù)量逐漸減少，尤其2021 年第一季度與2020 年第四季度相比越界開采面積擴(kuò)大的趨勢大幅降低，由2020 年第四季度687.98 畝降為2021 年一季度的112.78 畝，礦山監(jiān)測監(jiān)管工作取得了良好效果。

“網(wǎng)上管”——基于北斗＋視頻監(jiān)控，打開科技監(jiān)管新局面

為強(qiáng)化礦山開采監(jiān)管的全面性、實(shí)效性，遏制違法違規(guī)采礦行為，河南省測繪工程院以信陽市新縣為試點(diǎn)，基于“天地圖·河南”，根據(jù)礦山開采、礦車運(yùn)輸?shù)缺O(jiān)管工作的實(shí)際需求，依托北斗高精度定位、三維GIS、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)，以實(shí)景三維模型為展示基礎(chǔ)，構(gòu)建了新縣礦山安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)，讓工作人員足不出戶即可對礦山進(jìn)行巡查監(jiān)管。

項(xiàng)目通過在礦山制高點(diǎn)安裝高清全景攝像頭，在礦山進(jìn)出口部署車輛抓拍設(shè)備，在生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)設(shè)置高清紅外球機(jī)等，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)內(nèi)全天候無死角實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時(shí)，運(yùn)用視頻行為分析、自動(dòng)跟蹤、人臉抓拍識別等多種智能分析技術(shù)，對實(shí)時(shí)視頻和錄像回放視頻進(jìn)行逐幀分析，自動(dòng)過濾無用的視頻圖像，讓安保人員專注于有“價(jià)值”的視頻。

“這相當(dāng)于給礦區(qū)配置了一個(gè)‘永不疲勞’的保安，日夜巡查監(jiān)管礦山開采利用情況，為礦山監(jiān)管提供了有力保障。同時(shí)，變被動(dòng)監(jiān)控為主動(dòng)監(jiān)控，達(dá)到礦區(qū)安全生產(chǎn)‘事前防范、事中處理、事后分析’的目的?！焙幽鲜y繪工程院地理信息中心主任李存文說。

項(xiàng)目還為進(jìn)出礦區(qū)的所有車輛安裝了北斗定位器，實(shí)現(xiàn)礦車的全天候?qū)崟r(shí)定位監(jiān)控?！巴ㄟ^礦山安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)，可以查看所有礦車的實(shí)時(shí)位置、行駛狀態(tài)、報(bào)警信息、車輛軌跡等，并對車輛總數(shù)、在線車輛、離線車輛等車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，每一輛車的進(jìn)場和離場都會(huì)有語音提醒，便于對車輛進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度?！崩畲嫖慕榻B。

為防止車輛駕駛員私下拆除定位器，項(xiàng)目還給設(shè)備裝載了高靈敏度光線感應(yīng)器，一旦設(shè)備拆除，就會(huì)向電腦或手機(jī)端發(fā)出報(bào)警信息。

“礦山安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)，集成了三維模型數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)監(jiān)管、車輛位置服務(wù)、三維場景空間一體化分析與綜合管理。工作人員無需頻繁前往各礦區(qū)實(shí)地巡查，通過監(jiān)控中心大屏幕即可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控礦山開采進(jìn)度、開采范圍，以及礦車載礦出廠后的實(shí)時(shí)位置和行駛路線等，對違規(guī)采礦行為形成有力震懾，營造出不敢、不能、不想違規(guī)的監(jiān)管氛圍，有效提高了礦山監(jiān)管的信息化水平。”李存文說。

礦產(chǎn)資源，是寶貴的戰(zhàn)略物資，事關(guān)國計(jì)民生，要做到心中有數(shù)，合理保護(hù)?！跋乱徊?，我們將持續(xù)提高數(shù)據(jù)精度，逐步建立礦山監(jiān)測區(qū)域0.2 米分辨率航空影像和1 米格網(wǎng)數(shù)字高程模型本底數(shù)據(jù)庫，進(jìn)一步完善礦山開采變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測機(jī)制，加大監(jiān)測密度和頻次，真正做到對違法采礦行為‘發(fā)現(xiàn)在初始，制止在萌芽’，努力維護(hù)全省礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序的健康與穩(wěn)定，守護(hù)河南的綠水青山。”河南省測繪工程院院長肖鋒如是說。