基于现代信息技术的矿产资源监管体系建设

伍小玲

【摘 要】对矿产资源开发利用管理，事关国民经济可持续发展大计。本文探讨了利用现代航空航天遥感、虚拟现实、井下定位、地理信息系统等现代测绘地理信息技术进行矿产资源科学管理，建立矿产资源开发利用“天上看、地上查、地下控、网上管”的监管体系，以有效解决无证开采、滥采乱挖、超层越界、以采代探等管理难题，为全国各地科技管矿提供了可借鉴的技术方法。

【关键词】科技管矿；遥感监测；三维模型；信息系统

0 前言

矿产资源是指存在于地下或地表的，由地质作用形成的，呈固态、液态或气态的，具有现实或潜在经济价值的天然富集物。矿产资源的开发利用，为国家经济的快速发展奠定了重要的物质基础。但是随着我省工业化、城市化进程的不断加快，矿产资源供需形势和矿产资源开发管理面临前所未有的挑战，受利益驱动，无证开采、滥采乱挖、超层越界、以采代探等现象在全国各地时有发生，迫切需要采取措施加以解决。为全面提升矿产开发利用监管水平，我国许多地区的国土部门开展了科技管矿工作，并把该项任务列为国土资源管理的重点工作。本文探讨利用现代航空航天遥感、虚拟现实、井下定位、地理信息系统和网络等技术，建立矿产资源开发利用“天上看、地上查、地下控、网上管”的监管体系，创新矿产资源开发利用的监管机制，提升各级矿管部门的监管效能。

1 矿产资源管理业务分析

矿产资源管理是国家政府机关以矿产资源所有者和国家行政管理者身份对矿产资源的积累、储备、使用、配置的全过程进行规划决策、调节控制、监督协调，以保障矿产资源开发利用取得最佳经济效益、社会效益和环境效益，实现矿产资源可持续利用的行为。我国现行的矿产资源管理体系，各地大部分是由省国土资源厅、地市和县两级国土资源局组成的纵向管理体系，对无证开采、滥采乱挖、超层越界、以采代探等现象的管理基本还处于人工管理阶段，缺乏技术性、专业性和系统性手段。

2 科技管矿体系设计

2.1 设计思路

充分利用现代通讯技术、测绘地理信息技术和互联网技术，建立基于网络化监管信息系统的省厅、地市局和县局一体化监管体系，创新监管机制，提升监管效能。

1）采用网格技术、GIS技术构建省、市、县三级互联互通的矿产资源开发网络化监管系统；

2）通过对航空航天遥感影像的内业解译与外业核查，发现违法勘查开采图斑并予以查处，实现对地面开采行为的监管；

3）以井下三维模型为载体，集成人员定位、生命异常监测、视频监控、产量监控与通信联络等系统，建立井下采掘三维自动监控系统，提高矿山的控制能力与应急处置能力。

2.2 矿产资源开发网络化监管信息系统

鉴于地理信息和矿产资源信息的涉密性，矿产资源开发网络化监管信息系统应设计内、外网隔离机制，并分别建立数据库和监管信息系统。

2.2.1 内网数据库建设

内网数据库整合全省采矿权和探矿权数据（包括属性信息和空间信息）、基础地理信息数据（可使用省级地理信息公共服务平台提供的在线地理信息资源，并集成不同年份遥感影像数据）、全省遥感监测数据（包括遥感影像数据和圈定的疑似违法图斑、外业核查与合法性审查数据、整改查处数据以及统计报表）、地下三维数据（全省各矿山的地下三维数据，用于三维数据更新与分发）、其它数据（包括整合省、市、县的矿产资源规划数据；全省1：500000地质图；全省成矿（区）带数据；各市县根据自身需要增加数据内容）等内容。

2.2.2 外网数据库建设

外网数据库中，矿业权数据只保留采矿权、探矿权的部分属性数据，基础地理信息数据使用省级地理信息公共服务平台（公众版）提供的在线地理信息资源，外业核查数据使用基岩地区遥感动态监测数据，地下三维监控数据利用全省矿山地下三维数据、人员定位、视频监控、产量监控等信息。

2.2.3 内网系统功能设计

网系统功能包括：

1）地理信息服务：基于省级地理信息公共服务平台，功能包括地图操作、空间测量、图层管理、三维浏览、对比浏览、坐标定位、地图标注等功能。

2）辅助管理：包括矿业权查询检索与统计、重叠分析、规划分析、到期预警、矿权价款管理等功能。

3）遥感监测：实现疑似违法图斑的发布、外业核查、整改查处、数据汇总、档案建立整个流程的功能一体化。

4）系统管理：系统提供用户管理、权限管理、信息发布和数据更新维护等功能。

5）其它功能：各市县可根据自身需要设计其它功能。

2.2.4 外网系统功能设计

外网系统功能包括：

1）地理信息服务：基于省级地理信息公共服务平台（公众版），功能包括地图操作、图层管理等功能。

2）辅助管理：包括矿业权查询检索、到期预警等功能。

3）井下采掘三维自动监控：依托互联网，建立分级监管的全省矿山地下三维自动监控系统，功能包括超层越界监控、产量监控和应急监控。

4）遥感监测外业核查：为了提高外业核查质量，现已成功开发了“外业执法核查系统”，可实现图斑位置、现场照片等实地核查信息的数字化采集、存储及实时传输等功能，同时可对外业核查人员进行有效监管。

5）系统管理：系统提供用户管理、权限管理、信息发布和数据更新维护等功能。

2.2.5 内外网数据交换

出于数据安全的考虑，国土资源内网和互联网须物理隔离，内外网的数据交换可采用人工拷贝方式进行交换。

2.3 基岩地区遥感动态监测

利用遥感解译方法，可对基岩地区矿产开采状况进行遥感动态监测，查清老坑、停采坑点、矿渣、尾矿库等矿山环境图斑的情况；通过新旧对比，及时发现疑似违法图斑，为管理部门提供准确信息。

2.3.1 监测程序

由监测单位收集矿业权登记数据、矿产资源规划数据，收集最新的卫星影像数据并进行相关的影像处理，进行内业判读，圈定疑似违法图斑。由各县局进行外业核查与合法性审查，根据责权划分由矿政部门（县局、市局或省厅）进行整改查处，逐级统计汇总上报执法检查数据。监测单位根据实地抽查数据与各市上报数据进行比对，统计各市外业核查准确率并汇报省厅，由省厅进行阶段性工作总结。

2.3.2 遥感监测

遥感监测应收集最新的矿业权登记数据、矿产资源规划数据、卫星（或航空）影像数据、1：50000地形图数据、以及上一轮监测使用的数字正射影像图等做为遥感监测的数据源。对航空航天影像数据需进行色彩校正、辐射校正、几何校正和投影差改正，生成1：10000数字正射影像图。利用两期影像进行对比分析发现勘查开采迹象，圈定范围（红色线划），通过审查圈定的范围是否符合规划要求、是否有勘查证和采矿证、是否为无证勘查或无证开采，若有证，是否超出法定范围（黄色线划）、是否为越界勘查或越界开采。在正射影像图上圈定的图斑即为疑似违法图斑，圈定疑似违法图斑后，需制作疑似违（下转第290页）（上接第272页）法图斑的图形文件，内容包括疑似违法图斑、图斑编号、法定范围及证号等，以县为单位在1：50000地形图（6°分带）上标注疑似违法图斑（概略位置）与图斑编号。

2.3.3 执法检查

县局外业核查人员根据标注有疑似违法图斑与图斑编号的1：10000正射影像图与1：50000地形图进行外业核查，判断图斑的真伪（是否为勘查开采行为所致），拍摄实地照片，调查勘查开采的基本情况，进行合法性审查。

根据权限划分由县局、市局或省厅对于违法勘查开采矿产资源的行为进行上报或者依法组织查处。市、县级国土资源行政主管部门对执法检查工作进行汇总，并按时上报。

2.3.4 总结通报

监测单位需根据外业抽查数据与各市所报数据进行比对，计算各市外业核查的准确率；省厅根据汇总上报数据和抽查情况进行总结，通报全省矿产卫片执法检查情况。

2.4 井下采掘三维自动监控

三维建模软件应能够快速三维显示空间数据和分布、提取和计算，快速成图和分析，同时，可实现实测数据快速导入成图；用户可以很轻松地从文本文件、Excel和AutoCAD文件中复制数据到三维图形环境中。同时，三维建模软件快速创建地质模型，如矿体模型、夹石模型、区域地层模型、构造断层和破碎带模型、煤层模型、以及其他任意实体模型，而且支持实体模型之间、实体模型与表面模型之间的交、并、差布尔运算；灵活方便地应用地质统计学储量计算方法建立块体品位模型，可以按标高、矿种、品级等任何模型内属性进行分类储量汇总。

以三维激光扫描技术结合虚拟现实技术建立矿山地下三维模型，安装或改造矿山的人员定位（有条件的可安装生命异常监测系统）、视频监控、产量监控和通信联络系统，通过对接联调，实现矿山的自动监控。

3 结语

过去，少数不良矿企常与国土资源监察部门玩“猫鼠游戏”，矿区井下超层越界开采、瞒报少报产量、停产整顿期间内违规生产等，仅依靠工作人员巡查、举报监督等常规手段难以有效监管，成为矿产资源管理工作的一大瓶颈。基于基于现代信息技术的矿产资源监管体系，综合运用遥感监测、井下定位、视频监控、无线传输和信息网络等技术，构建“天上看、地上巡、地下控”的“三位一体”矿产资源管理新机制，实现了科技管矿全覆盖，全面提升了矿产资源开发监管科技水平。

【参考文献】

[1]李德仁，宾洪超，邵振峰.国土资源网格化管理与服务系统的设计与实现.武汉大学学报·信息科学版，2008，33（1）.

[2]李德仁，彭明军，邵振峰.基于空间数据库的城市网格化管理与服务系统的设计与实现[J].武汉大学学报·信息科学版，2006，31（6）：471-475.

[3]曲少春，李桂华.对完善矿产资源管理体系和建设的设想[J].中国地质，1998，10.

[责任编辑：汤静]