徐州市礦地一體化管理信息系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐

喻存國,李 鋼,尹鵬程

(1.武漢弘圖數(shù)碼科技有限公司,湖北武漢430073;2.中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院,江蘇徐州221008;3.徐州市國土資源局,江蘇徐州221006)

礦區(qū)國土資源管理在空間上涉及兩個(gè)層面,一是地表及地表以下礦產(chǎn)資源的管理;二是地表的土地管理。從礦區(qū)國土資源管理的實(shí)踐來看,還沒有實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源管理及礦區(qū)土地管理兩者間的有機(jī)關(guān)聯(lián),存在以下兩個(gè)方面的問題:首先,礦產(chǎn)資源開采存在著無序開采、掠奪式開采、采富棄貧等違規(guī)開采現(xiàn)象,而開采現(xiàn)狀、資源回收狀況,以及儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)也無法及時(shí)準(zhǔn)確掌握,直接造成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)失真、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)征收依據(jù)不足、規(guī)劃開采無法落實(shí),使得礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重、礦山安全受到威脅;其次,礦區(qū)地表的土地塌陷及環(huán)境破壞現(xiàn)狀不清、開采沉陷無法準(zhǔn)確預(yù)計(jì)和地面塌陷責(zé)任不明導(dǎo)致了征遷計(jì)劃、土地開發(fā)利用計(jì)劃和生態(tài)環(huán)境重建規(guī)劃的制定缺乏科學(xué)依據(jù),加劇了礦區(qū)與社會(huì)的矛盾,已經(jīng)成為影響礦區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活最突出、最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。因此,為了將礦區(qū)地表的土地資源管理和相應(yīng)空間的礦產(chǎn)資源管理有機(jī)的結(jié)合起來,打破土地、礦產(chǎn)資源信息孤島造成的“先破壞、后治理、再破壞、再治理”的惡性循環(huán),實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源與土地資源的一體化綜合管理,徐州市在礦地一體化管理系統(tǒng)建設(shè)方面進(jìn)行了初步探索,為礦區(qū)國土資源管理所需要的數(shù)據(jù)要素及輔助決策提供有力的技術(shù)支撐。

1 礦地一體化管理信息系統(tǒng)建設(shè)的思路

礦地一體化管理的實(shí)質(zhì)是通過對(duì)礦產(chǎn)資源管理要素與土地管理要素的分析,以礦山為數(shù)據(jù)管理單元,構(gòu)建礦地一體化空間數(shù)據(jù)模式,實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源管理要素與土地管理要素在立體空間上的有效銜接,采用 GIS技術(shù)保證同一地理空間地上地下數(shù)據(jù)要素的完整性和延續(xù)性,實(shí)現(xiàn)礦區(qū)礦產(chǎn)資源要素與土地要素的一體化管理。其實(shí)施思路如下:利用 GIS技術(shù),實(shí)現(xiàn)在土地利用管理、土地權(quán)屬管理、礦業(yè)權(quán)管理、儲(chǔ)量管理及礦山生產(chǎn)等方面的應(yīng)用,并以此為紐帶,將國土資源行政管理部門與礦山企業(yè)密切結(jié)合,利用礦區(qū)土地與礦產(chǎn)資源一體化管理信息系統(tǒng)作為礦區(qū)國土資源管理的基本技術(shù)支持,實(shí)現(xiàn)地面與地下管理一體化,實(shí)現(xiàn)礦山地面與井下多種圖件的內(nèi)容綜合、分層表達(dá)、要素提取以及統(tǒng)一處理,同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山企業(yè)資源開發(fā)狀況的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測、越層越界開采和資源破壞的超前預(yù)警、土地塌陷破壞的準(zhǔn)確預(yù)計(jì)預(yù)警以及礦產(chǎn)資源開發(fā)與土地資源保護(hù)的綜合決策與最優(yōu)化,達(dá)到保障采礦權(quán)人的合法權(quán)益,提前阻止浪費(fèi)甚至破壞礦產(chǎn)資源的開發(fā)行為,保證礦產(chǎn)資源的優(yōu)化配置和合理開發(fā)利用,防止礦山違法開采引發(fā)安全事故的發(fā)生,協(xié)調(diào)礦山與地方矛盾。

2 徐州市礦地一體化管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)建設(shè)概述

徐州市在完成地下開采礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查及第二次土地調(diào)查的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了地下礦產(chǎn)資源要素和地表土地管理要素一體化管理的數(shù)據(jù)庫模型,采用 GPS、GIS、終端射頻等技術(shù)手段,建成了礦地一體化管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)資源開發(fā)狀況的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測、越層越界開采和沉陷預(yù)計(jì)等資源破壞的超前預(yù)測預(yù)報(bào)和儲(chǔ)量管理等功能,將礦產(chǎn)資源規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、開采規(guī)劃等計(jì)劃數(shù)據(jù)納入系統(tǒng),可以為項(xiàng)目用地壓覆礦產(chǎn)資源預(yù)審、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)征收和村莊搬遷預(yù)警提供參考依據(jù),可以對(duì)資源浪費(fèi)和破壞性開采行為進(jìn)行預(yù)警,提高礦產(chǎn)資源優(yōu)化配置和合理開發(fā)調(diào)控的水平,減少礦山安全事故,為礦產(chǎn)資源管理提供輔助決策。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式,即應(yīng)用層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。服務(wù)層采用COM組件技術(shù),在A rcEngine圖形平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊的搭建,通過A rcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)全市地表和地下海量空間數(shù)據(jù)的檢索,通過O racle大型數(shù)據(jù)庫載體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理和維護(hù)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊通過射頻、GPRS、GPS、Web等技術(shù),實(shí)現(xiàn)礦山遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測。系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全市礦區(qū)數(shù)據(jù)、地表現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的“一張圖”管理,提供按礦山、行政區(qū)域等方式對(duì)空間數(shù)據(jù)的檢索,提供圖形的瀏覽、選擇、放大、縮小、平移、漫游、屬性查詢、圖層管理等基本GIS功能和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能。系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、圖形處理模塊、礦山基本信息管理模塊、預(yù)警預(yù)測模塊和動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊等模塊。其中,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊可以將各個(gè)礦山提交的不同格式數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式后導(dǎo)入到系統(tǒng),并提供多種格式的導(dǎo)出功能;圖形處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理、入庫,負(fù)責(zé)日常數(shù)據(jù)的變更和維護(hù);礦山基本信息管理模塊包括針對(duì)礦山分布、采礦權(quán)、設(shè)計(jì)方案變更、回采率、采掘現(xiàn)狀等信息的管理,還包括儲(chǔ)量計(jì)算、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)管理及日常圖件輸出和報(bào)表統(tǒng)計(jì)輸出;預(yù)警預(yù)測模塊包括沉陷分析、越層越界預(yù)警預(yù)報(bào)、村莊搬遷分析、三下壓覆礦產(chǎn)分析及地表現(xiàn)狀地類分析等功能;動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊包括越層越界監(jiān)測、巷道內(nèi)設(shè)備監(jiān)測和掘進(jìn)頭監(jiān)測等功能。礦地一體化管理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 礦地一體化管理信息系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 礦地一體化管理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

礦地一體化管理信息系統(tǒng)以礦山作為數(shù)據(jù)管理單元,兼容 1∶500、1∶1000、1∶2000和1∶5000比例尺,土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采用第二次土地調(diào)查成果以行政村為管理單位,比例尺為1∶5000?？臻g數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)采取一體化存儲(chǔ)方式,進(jìn)行圖文一體化操作。其中,空間數(shù)據(jù)庫包括行政區(qū)要素、基礎(chǔ)地理要素、土地現(xiàn)狀要素[1]、礦產(chǎn)資源要素[2]等,屬性數(shù)據(jù)庫包括礦產(chǎn)資源屬性、公共字典、權(quán)限組織等。礦地一體化管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫框架設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及部署

礦地一體化管理信息系統(tǒng)系統(tǒng)采用集中分布式模式部署。其中,在礦山部署監(jiān)測設(shè)備,通過GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,礦山企業(yè)也可通過Internet定期提交數(shù)據(jù),系統(tǒng)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理加工后更新數(shù)據(jù)庫。市、縣國土資源行政管理部門可以通過系統(tǒng)完成日常礦產(chǎn)資源業(yè)務(wù)管理工作。系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 礦地一體化管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫框架

圖4 礦地一體化管理信息系統(tǒng)系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)論與展望

徐州市在采礦權(quán)核查的基礎(chǔ)上結(jié)合第二次土地調(diào)查成果建設(shè)了礦地一體化數(shù)據(jù)庫,將礦區(qū)地下資源的賦存、儲(chǔ)量、開發(fā)利用等信息與礦區(qū)地面土地的權(quán)屬、破壞范圍、破壞程度、塌陷土地的開發(fā)利用現(xiàn)狀等信息進(jìn)行一體化管理,解決了以往國土資源管理過程中地表土地管理要素與地下礦產(chǎn)資源管理要素各自獨(dú)立、無法相互利用的問題,提升了徐州市礦政、地政信息化管理水平。我們希望通過系統(tǒng)的不斷完善,能夠逐步提高礦區(qū)國土資源的科學(xué)管理水平,實(shí)現(xiàn)礦區(qū)國土資源的合理利用,加快礦區(qū)國土資源管理的規(guī)范化、科學(xué)化和現(xiàn)代化建設(shè)。

[1] 國土資源部.土地利用數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn) [S].中華人民共和國土地管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),2007,TD/T1016.

[2] 國土資源部.礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn) [S].中華人民共和國土地管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),2007,TD/T1016.