GIS技術在礦山土地資源管理中的應用研究

劉典紅

（江西省煤田地質局測繪大隊，江西 南昌 330001）

近年來，在社會經濟穩步發展的背景下，我國礦山土地資源管理工作持續推進，此項工作的內容復雜，且作為一項系統性的工作，涉及：礦區地籍管理、土地破壞程度預測、礦區復墾等工作內容，為了確保這些工作內容作業效率及質量的協同提升，則需落實有效的技術管理策略。對于GIS技術來說，即為地理信息系統技術，在空間信息分析處理方面，效率高，且數據成果精準度高，真實可靠[1]。由此可見，從礦山土地資源管理工作效率及質量提升角度考慮，本文圍繞“GIS技術在礦山土地資源管理中的應用”進行分析研究價值意義顯著。

1 GIS技術及礦山土地資源管理相關內容分析

1.1 GIS技術的概念功能

GIS技術，為多學科交叉的產物，此項技術將地理空間作為基礎，通過地理模型分析方法的應用，可將多種空間與動態的地理信息實時提供出來，為進行地理研究、地理決策服務的計算機系統技術。從此項技術的基本功能層面分析，可將表格型數據轉化成地理圖形，并顯示出來，進一步可瀏覽、操作、分析顯示結果。并且，在顯示范圍方面，可從洲際地圖至非常詳細的街區地圖，顯示對象較多，包括：其一，人口；其二，銷售情況；其三，運輸線路等[2，3]。

1.2 礦山土地資源管理工作開展的意義

礦山土地資源管理，通常指的是綜合利用行政、法律經濟等方法，促進土地資源利用效率的提升，進一步促進礦山土地資源經濟效益與社會效益的協同提升。這幾年來，我國礦山工程事業呈現了較為快速的發展態勢，而從礦山工程事業未來穩步、可持續發展角度考慮，則需從管理角度出發，充分做好礦山土地資源管理方面的工作。首先，積極做好礦山土地資源管理工作，有助于礦山土地資源規劃、利用效率的提高，使礦山開采等作業順利、有序進行。其次，加強礦山土地資源管理工作，能夠避免礦山土地資源受到破壞、污染，在提升礦山土地資源利用率的基礎上，對周圍環境起到保護作用，使環境污染問題得到有效控制。由此可見，無論是從資源保護，還是環境保護等角度考慮，開展礦山土地資源管理工作均顯得非常有意義。

1.3 GIS技術在礦山土地資源管理中的作用

礦山土地資源管理，是土地資源管理的一個重要分支，且此項管理工作內容繁多，存在系統性、復雜程度高等鮮明特點。而將GIS技術合理科學地應用到礦山土地資源管理工作當中，則能夠起到多方面的作用。總結起來，具體作用如下：

（1）提升礦山土地管理工作的規范化程度。隨著礦山事業的持續發展，礦山土地資源管理工作的難度大大增加，在管理不當的情況下，易引發土地資源嚴重浪費的現象，進而使礦山土地資源的經濟效益及社會效益受損。而在礦山土地資源管理工作中合理科學地應用GIS技術，則有助于高效采集、分析處理、存儲管理、利用相關礦山土地資源信息數據，明確傳統管理工作存在的缺陷，及時改進，進一步促進礦山土地管理工作規范化程度的提升。

（2）促進礦山土地資源管理工作難度的降低。在礦山土地資源管理工作開展期間，通過GIS技術的合理科學應用，可以對各地區發生的各類自然災害精準地識別出來，比如洪水、蟲災、旱災以及地震等。同時，GIS技術的應用，還可以對各種類型的災害問題進行詳細檢測，使傳統礦山土地資源管理工作的不足得到有效彌補，進而使礦山土地資源管理水平得到有效提升。此外，GIS術的應用，還可以使采集數據的完整性、真實性得到有效保證，進而保證礦山土地資源信息的準確性，使人力、財力、物力資源得到有效節約，進一步促進礦山土地管理工作效率及質量的提升。

（3）為礦山土地資源管理工作提供有效的決策依據。礦山土地資源管理工作開展期間，決策的制定及實施均需要真實可靠的信息數據作為支撐。利用GIS技術，可以獲取礦區地基管理、土地破壞程度預測、礦區復墾管理等方面的信息數據，在剔除無用信息，合理應用有用信息的基礎上，則可以進一步為礦山土地資源管理工作提供有效的決策依據，保證管理決策的科學性及有效性。

2 GIS技術在礦山土地資源管理中的工作內容分析

如前所述，對GIS技術的概念功能、開展礦山土地資源管理工作的意義以及GIS技術在礦山土地資源管理中的作用均有了一定程度的了解。而在實際工作開展期間，即在礦山土地資源管理工作中應用GIS技術，還有必要明確相關工作內容。總結起來，具體工作內容如下。

2.1 礦區地籍管理

在構建礦區土地管理系統的基礎上，可對礦山工程的整體空間數據進行采集。與此同時，根據礦山開發的土地地籍管理、各類資源評價、復墾工作實況，并收集處理土地歸屬權、利用情況、土地等級、地表覆蓋率等數據，在采取GIS技術進行分析、統計的基礎上，可以適礦山土地資源管理工作項目的順利、高效開展提供充分有效的數據信息支持，進一步全面提高礦區地籍管理工作的效率及質量。

2.2 土地破壞程度預測

在GIS技術的支持下，可以通過衛星遙感圖像，以礦區地物或者實體航空影像上表現出來的幾何特征為依據，進一步構建直接或者間接的判讀依據，對和礦區相關構成要素的空間分布及數量構成實況加以明確[4，5]。以土地破壞程度為例，通過GIS技術的應用，可分析判斷的內容包括：其一，礦區地表覆蓋情況；其二，土地利用現狀；其三，工民用建筑實體分布情況；其四，破壞土地分布情況；其五，礦區破壞土地流失情況等。在獲取土地破壞程度預測結果信息數據的基礎上，為進一步及時作出有效的應對處理對策提供有效支持。由此可見，需合理利用GIS技術，使土地破壞程度預測工作能夠順利、有序開展。

2.3 礦區復墾管理

在GIS技術（如圖1）的支持下，結合硬件系統、地理數據、軟件系統，可完成數據的輸入、存儲，信息輸入，并在系統操作及支持、地理分析的基礎上，在地理數據庫中高效處理分析相關數據，比如：將“以動制動”為基本原則，實時動態管理礦區采煤破壞土地的破壞時空變化規律，然后將礦區相關信息真實獲取出來，包括原有權屬、土地破壞面積、土地破壞性質等，進一步使征地及搬遷等工作能夠有據可依。與此同時，在動態監測地表沉陷情況的基礎上，將基礎數據及時提供出來，然后及時進行空間分析，對地表移動規律進行準確預測[6，7]。此外，以土地復墾理論為依據，分析評價超前復墾的可行性及科學性，然后針對沉陷盆地做好穩沉性論證等，以此為礦區復墾整體管理工作提供有效的理論及實踐依據。

圖1 GIS系統技術應用示意圖

3 GIS技術在礦山土地資源管理中應用關鍵設計要點分析

如前所述，GIS技術在礦山土地資源管理中應用涉及的工作內容繁多。為了提高GIS技術在礦山土地資源管理中的應用作用，則需做好GIS系統技術設計工作。總結起來，關鍵設計要點如下。

3.1 概念模型的構建要點

對于礦山土地資源管理工作來說，相關管理內容諸多，包括：采礦管理、地質管理、地理管理、土地環境管理、生態管理、農林管理、土壤管理等。因信息量大，使得信息屬性和拓補關系存在復雜程度高的局面。從礦山土地管理信息系統構建角度考慮，則需利用現代化工具手段，對概念模型進行構建，以此為邏輯模型、物理模型的構建提供有效基礎保障。其中，對于實體E-R關系數據模型來說，簡稱為“E-R數據模型”，或者“E-R模型”。構成的抽象概念包括：實體類、關系類、屬性。值得注意的是，在E-R數據模型當中，對實體之間的關聯性充分強調，其次則需明確實體的屬性。無論是地理信息系統，還是數據庫概念模型，在構建過程中均需以E-R數據模型作為參考依據[8，9]。此外，還可以結合礦山土地資源管理項目地理數據的具體特點，合理改進E-R數據模型，從而使該概念模型的實用價值得到有效提高。總之，在概念模型構建過程中，需對框土地管理數據的實體類型加以明確；然后將礦山土地管理數據的實體關系表達出來。

3.2 空間數據庫設計要點

對于礦區土地管理數據信息來說，通常涉及兩方面的信息，即：其一，空間信息；其二，屬性信息。其中，對于空間信息來說，主要針對礦區土地資源當中的相關信息進行詳細描述，包括：其一，點狀與線狀描述；其二，面狀地物集合信息及其位置關系描述等。對于相關礦區土地地塊來說，以時間區為依據，均具備固定的形狀、大小、所處位置，不同的地塊與地塊之間還存在相鄰關系，或者囊括的關聯性[10]。并且，對于礦區土地空間數據，涉及的圖件資料數量繁多，比如礦區土地利用現狀圖、開采規劃設計圖以及下沉預計圖等。從礦區土地屬性信息層面分析，主要涉及：權屬、土地破壞狀況、征用賠償等相關信息，針對相關空間信息，需以要素、位置層的差異，采取有針對性的分層存儲方式。此外，可以結合礦區土地環境的具體特征情況，針對相關空間信息實施分層管理模式，涉及的特殊層包括：其一，在土地層方面，涉及林地層、耕地層、園地層、塌陷地層、挖損地層、壓占地層等；其二，在礦產層方面，涉及采取涉及層、采掘工程平面圖層、儲量分布圖層等。需注意，針對空間數據以及屬性數據，需實行一體化存儲模式，以此使數據存儲、后續處理的有效性得到保障。

3.3 基于GIS系統技術的功能設計要點

在礦山土地管理工作開展過程中，要想使GIS技術的作用得到最大化的發揮，則需優化設計GIS系統功能，具體包括：

（1）土地信息預處理功能模塊設計。首先利用GIS技術，完成土地信息的采集，然后傳輸到GIS系統當中，通過輸入信息的邏輯檢查，比如進行數據圖形預覽、數據格式檢查等，從而使土地信息預處理作業得到有效完成。

（2）查詢建設功能模塊設計。在此模塊設計過程中，需確保每一塊塌陷地面積可查詢，并能夠查詢塌陷地最高的下沉值等數據信息[11，12]。

（3）圖層管理模塊設計。對于圖形來說，需采取分層管理模式，針對不同的圖層，采取各異的顏色，或者不同的圖形填充方法，對實物對象進行合理描述，以此確保數據管理維護層次的清晰性，直觀、形象。

（4）信息更新及修改模塊設計。對于礦區土地信息來說，主要呈現動態變化特點，在該系統模塊設計過程中，需確保能夠對圖形、屬性兩方面的信息進行合理地修改。

（5）輸出功能模塊設計。輸出土地信息資源管理成果之后，可用于土地破壞程度分析、土地復墾工作預測等，例如：結合礦山土地信息輸出成果，結合相關真實、準確，且具有時效性的土地屬性，對復墾工作開展的適宜情況進行客觀、科學地評估，以此確保礦區復墾管理工作質量效益的提高。

4 結語

綜上所述，GIS技術在礦山土地資源管理工作中的應用價值作用顯著，有助于礦山土地資源管理工作規范程度的提升，降低管理工作難度，并為作出合理科學的決策提供有效依據。與此同時，在GIS技術的應用下，礦山工程土地管理工作中各項細節工作均能夠獲得有效的技術支持，包括：礦區地籍管理、土地破壞程度預測以及礦區復墾作業等。當然，從GIS技術的應用價值提升角度考慮，還需針對具體的礦山工程土地管理項目，優化設計基于GIS技術的土地管理信息系統空間數據庫，發揮GIS系統技術的功能作業，進一步全面提升礦山土地資源管理工作的效率及質量。