基于現代信息技術的礦產資源監管體系建設

伍小玲

【摘 要】對礦產資源開發利用管理，事關國民經濟可持續發展大計。本文探討了利用現代航空航天遙感、虛擬現實、井下定位、地理信息系統等現代測繪地理信息技術進行礦產資源科學管理，建立礦產資源開發利用“天上看、地上查、地下控、網上管”的監管體系，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；遙感監測；三維模型；信息系統

0 前言

礦產資源是指存在于地下或地表的，由地質作用形成的，呈固態、液態或氣態的，具有現實或潛在經濟價值的天然富集物。礦產資源的開發利用，為國家經濟的快速發展奠定了重要的物質基礎。但是隨著我省工業化、城市化進程的不斷加快，礦產資源供需形勢和礦產資源開發管理面臨前所未有的挑戰，受利益驅動，無證開采、濫采亂挖、超層越界、以采代探等現象在全國各地時有發生，迫切需要采取措施加以解決。為全面提升礦產開發利用監管水平，我國許多地區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。本文探討利用現代航空航天遙感、虛擬現實、井下定位、地理信息系統和網絡等技術，建立礦產資源開發利用“天上看、地上查、地下控、網上管”的監管體系，創新礦產資源開發利用的監管機制，提升各級礦管部門的監管效能。

1 礦產資源管理業務分析

礦產資源管理是國家政府機關以礦產資源所有者和國家行政管理者身份對礦產資源的積累、儲備、使用、配置的全過程進行規劃決策、調節控制、監督協調，以保障礦產資源開發利用取得最佳經濟效益、社會效益和環境效益，實現礦產資源可持續利用的行為。我國現行的礦產資源管理體系，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、以采代探等現象的管理基本還處于人工管理階段，缺乏技術性、專業性和系統性手段。

2 科技管礦體系設計

2.1 設計思路

充分利用現代通訊技術、測繪地理信息技術和互聯網技術，建立基于網絡化監管信息系統的省廳、地市局和縣局一體化監管體系，創新監管機制，提升監管效能。

1）采用網格技術、GIS技術構建省、市、縣三級互聯互通的礦產資源開發網絡化監管系統；

2）通過對航空航天遙感影像的內業解譯與外業核查，發現違法勘查開采圖斑并予以查處，實現對地面開采行為的監管；

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

2.2 礦產資源開發網絡化監管信息系統

鑒于地理信息和礦產資源信息的涉密性，礦產資源開發網絡化監管信息系統應設計內、外網隔離機制，并分別建立數據庫和監管信息系統。

2.2.1 內網數據庫建設

內網數據庫整合全省采礦權和探礦權數據（包括屬性信息和空間信息）、基礎地理信息數據（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據）、全省遙感監測數據（包括遙感影像數據和圈定的疑似違法圖斑、外業核查與合法性審查數據、整改查處數據以及統計報表）、地下三維數據（全省各礦山的地下三維數據，用于三維數據更新與分發）、其它數據（包括整合省、市、縣的礦產資源規劃數據；全省1：500000地質圖；全省成礦（區）帶數據；各市縣根據自身需要增加數據內容）等內容。

2.2.2 外網數據庫建設

外網數據庫中，礦業權數據只保留采礦權、探礦權的部分屬性數據，基礎地理信息數據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，外業核查數據使用基巖地區遙感動態監測數據，地下三維監控數據利用全省礦山地下三維數據、人員定位、視頻監控、產量監控等信息。

2.2.3 內網系統功能設計

網系統功能包括：

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：包括礦業權查詢檢索與統計、重疊分析、規劃分析、到期預警、礦權價款管理等功能。

3）遙感監測：實現疑似違法圖斑的發布、外業核查、整改查處、數據匯總、檔案建立整個流程的功能一體化。

4）系統管理：系統提供用戶管理、權限管理、信息發布和數據更新維護等功能。

5）其它功能：各市縣可根據自身需要設計其它功能。

2.2.4 外網系統功能設計

外網系統功能包括：

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：包括礦業權查詢檢索、到期預警等功能。

3）井下采掘三維自動監控：依托互聯網，建立分級監管的全省礦山地下三維自動監控系統，功能包括超層越界監控、產量監控和應急監控。

4）遙感監測外業核查：為了提高外業核查質量，現已成功開發了“外業執法核查系統”，可實現圖斑位置、現場照片等實地核查信息的數字化采集、存儲及實時傳輸等功能，同時可對外業核查人員進行有效監管。

5）系統管理：系統提供用戶管理、權限管理、信息發布和數據更新維護等功能。

2.2.5 內外網數據交換

出于數據安全的考慮，國土資源內網和互聯網須物理隔離，內外網的數據交換可采用人工拷貝方式進行交換。

2.3 基巖地區遙感動態監測

利用遙感解譯方法，可對基巖地區礦產開采狀況進行遙感動態監測，查清老坑、停采坑點、礦渣、尾礦庫等礦山環境圖斑的情況；通過新舊對比，及時發現疑似違法圖斑，為管理部門提供準確信息。

2.3.1 監測程序

由監測單位收集礦業權登記數據、礦產資源規劃數據，收集最新的衛星影像數據并進行相關的影像處理，進行內業判讀，圈定疑似違法圖斑。由各縣局進行外業核查與合法性審查，根據責權劃分由礦政部門（縣局、市局或省廳）進行整改查處，逐級統計匯總上報執法檢查數據。監測單位根據實地抽查數據與各市上報數據進行比對，統計各市外業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 遙感監測

遙感監測應收集最新的礦業權登記數據、礦產資源規劃數據、衛星（或航空）影像數據、1：50000地形圖數據、以及上一輪監測使用的數字正射影像圖等做為遙感監測的數據源。對航空航天影像數據需進行色彩校正、輻射校正、幾何校正和投影差改正，生成1：10000數字正射影像圖。利用兩期影像進行對比分析發現勘查開采跡象，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 執法檢查

縣局外業核查人員根據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地形圖進行外業核查，判斷圖斑的真偽（是否為勘查開采行為所致），拍攝實地照片，調查勘查開采的基本情況，進行合法性審查。

根據權限劃分由縣局、市局或省廳對于違法勘查開采礦產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法檢查工作進行匯總，并按時上報。

2.3.4 總結通報

監測單位需根據外業抽查數據與各市所報數據進行比對，計算各市外業核查的準確率；省廳根據匯總上報數據和抽查情況進行總結，通報全省礦產衛片執法檢查情況。

2.4 井下采掘三維自動監控

三維建模軟件應能夠快速三維顯示空間數據和分布、提取和計算，快速成圖和分析，同時，可實現實測數據快速導入成圖；用戶可以很輕松地從文本文件、Excel和AutoCAD文件中復制數據到三維圖形環境中。同時，三維建模軟件快速創建地質模型，如礦體模型、夾石模型、區域地層模型、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統計學儲量計算方法建立塊體品位模型，可以按標高、礦種、品級等任何模型內屬性進行分類儲量匯總。

以三維激光掃描技術結合虛擬現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測系統）、視頻監控、產量監控和通信聯絡系統，通過對接聯調，實現礦山的自動監控。

3 結語

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

【參考文獻】

[1]李德仁，賓洪超，邵振峰.國土資源網格化管理與服務系統的設計與實現.武漢大學學報·信息科學版，2008，33（1）.

[2]李德仁，彭明軍，邵振峰.基于空間數據庫的城市網格化管理與服務系統的設計與實現[J].武漢大學學報·信息科學版，2006，31（6）：471-475.

[3]曲少春，李桂華.對完善礦產資源管理體系和建設的設想[J].中國地質，1998，10.

[責任編輯：湯靜]