礦產(chǎn)資源規(guī)劃遙感監(jiān)測研究

趙鴻燕，魏也納，戴立乾

(河南省國土資源科學(xué)研究院，河南鄭州450053)

礦產(chǎn)資源規(guī)劃遙感監(jiān)測研究

趙鴻燕，魏也納，戴立乾

(河南省國土資源科學(xué)研究院，河南鄭州450053)

從規(guī)劃監(jiān)測研究的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測的技術(shù)流程，并對鄭州市礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測進(jìn)行研究。結(jié)果表明所采用的技術(shù)方法行之有效，具有推廣價值。最后從多目標(biāo)、多技術(shù)集成的角度對礦產(chǎn)資源規(guī)劃全面監(jiān)測進(jìn)行展望。

礦產(chǎn)資源規(guī)劃;鄭州;監(jiān)測

礦產(chǎn)資源規(guī)劃是依法審批和監(jiān)督礦產(chǎn)資源調(diào)查評價、勘查、開發(fā)利用的重要依據(jù)。我國首輪省級礦產(chǎn)資源規(guī)劃于2001年啟動，2002年底全面完成，2006年開展第二輪礦產(chǎn)資源規(guī)劃編制工作。礦產(chǎn)資源規(guī)劃在加強(qiáng)礦產(chǎn)勘查、促進(jìn)礦山合理布局、控制部分礦產(chǎn)開采規(guī)模過快增長、提高資源利用效率和保護(hù)礦山環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。但目前礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測比較薄弱，對礦產(chǎn)資源規(guī)劃的執(zhí)行情況缺乏全面的了解和掌控，不能充分發(fā)揮規(guī)劃的整體控制作用，因此礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測的研究顯得尤其重要。

一、規(guī)劃監(jiān)測研究的現(xiàn)狀

就目前研究而言，遙感技術(shù)和GIS技術(shù)在礦產(chǎn)資源規(guī)劃中的研究與應(yīng)用主要有：利用GIS技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)資源規(guī)劃環(huán)境影響評價［1］、礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)［2］、礦產(chǎn)資源規(guī)劃信息系統(tǒng)和礦產(chǎn)資源規(guī)劃審查系統(tǒng)建設(shè)［3-6］以及利用遙感影像監(jiān)測礦山開采所造成的環(huán)境變化并分析礦山開發(fā)對環(huán)境的影響［7］。規(guī)劃監(jiān)測方面的研究主要有：彭瑛等［8］利用多源遙感影像對鄂西礦產(chǎn)資源開發(fā)利用狀況、規(guī)劃、礦山環(huán)境以及環(huán)境破壞情況進(jìn)行監(jiān)測;周世燁等［9］在研究中提及3S技術(shù)對國土資源的規(guī)劃和動態(tài)監(jiān)測主要作用是確定考察評價地點以及國土資源規(guī)劃編制和修編;康高峰等［10］在研究中選擇不同分辨率的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行礦山開采狀況遙感解譯，分析煤炭資源開發(fā)狀況以及煤礦開采合法性監(jiān)測。

礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測能使相關(guān)部門對其有全面掌控，對于新一輪規(guī)劃修編、礦山環(huán)境治理項目安排與實施具有重要的參考價值。目前遙感技術(shù)及GIS技術(shù)在礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測研究中已有涉及但并不深入。

二、礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測

1.規(guī)劃監(jiān)測技術(shù)方法

研究中采用的礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測技術(shù)流程如圖1所示。首先對遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，然后建立解譯標(biāo)志，結(jié)合采礦權(quán)、地質(zhì)礦產(chǎn)以及礦山開采等相關(guān)資料進(jìn)行礦山環(huán)境解譯，最后在GIS平臺上對解譯的結(jié)果進(jìn)行分析從而實現(xiàn)對礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測。

圖1 礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測技術(shù)流程

2.規(guī)劃概況及解譯標(biāo)志

鄭州市是河南省重要的鋁土礦、煤礦、灰?guī)r產(chǎn)區(qū)，根據(jù)2003年完成的《鄭州市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃》，劃出鼓勵開采區(qū)33處，限制開采區(qū)4處，全部風(fēng)景名勝區(qū)列為禁止開采區(qū)。鄭州市總面積為7 446.2 km2，研究選取礦產(chǎn)資源比較集中的區(qū)域，面積4 620 km2，采用資源二號、SPOT 5、QuickBird三種類型的影像。

根據(jù)各類地物的色調(diào)、紋理、陰影等影像特征，參考礦產(chǎn)開發(fā)相關(guān)知識建立遙感解譯標(biāo)志，研究中建立的解譯標(biāo)志有鋁土礦采場、灰?guī)r采場、磚瓦窯、煤礦開采點、矸石山等。

鄭州市鋁土礦大多為露天開采，從SPOT 5影像上看，采坑多成窩地分布，周圍均有道路相連;采坑形狀呈圓形、橢圓形，采場形狀不規(guī)則，邊界明顯;影像上圓形、橢圓形采坑的東南部多為深灰至黑色，西北部為淺灰至亮白色，陰影的大小隨采場的深度及影像獲取時的太陽高度角而變化;采場色調(diào)為不均勻淺灰色調(diào)，隨開采時間增加而逐漸變暗;與采坑或采場相連的道路為亮白或淺灰色調(diào)，邊界清晰;采場影像紋理為不規(guī)則排列的灰色斑塊，如圖2所示。

圖2 SPOT 5影像鋁土礦解譯標(biāo)志及實地照片

對于部分灰?guī)r與鋁土礦采礦場、關(guān)停煤礦與正在開采煤礦不易區(qū)分的問題，借助其地層、巖性、礦產(chǎn)分布圖、采礦權(quán)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)運輸方式等相關(guān)資料，結(jié)合實地調(diào)查來提高判讀的準(zhǔn)確性，比如同一景影像中關(guān)停煤礦和其附近正在開采煤礦在色調(diào)深淺、周圍公路上撒落煤灰的情況等方面有細(xì)微差別，通過這些細(xì)節(jié)可以解譯出煤礦開采狀況。

3.礦產(chǎn)資源保護(hù)規(guī)劃監(jiān)測

2003年(基準(zhǔn)年)礦山監(jiān)測通過資源二號、QuickBird等遙感影像解譯獲取，2006(現(xiàn)狀年)礦山監(jiān)測通過SPOT 5、QuickBird等遙感影像解譯獲取。使用GIS軟件對兩期解譯結(jié)果與礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)劃區(qū)進(jìn)行空間分析，得出礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)劃執(zhí)行情況(見表1)。

表1 開發(fā)規(guī)劃執(zhí)行監(jiān)測情況統(tǒng)計表

從表1監(jiān)測結(jié)果來看，煤礦鼓勵開發(fā)區(qū)內(nèi)2006年的煤礦采礦點較2003年減少50個，限制開采區(qū)內(nèi)煤礦開采點較2003年增加1個，煤礦禁止開采區(qū)內(nèi)較2003年減少2個，其余煤礦采礦點全部位于允許開采區(qū)內(nèi)。按照《鄭州市礦產(chǎn)資源規(guī)劃》，到2005年煤礦山開采規(guī)模不低于9萬噸/年，監(jiān)測結(jié)果顯示，監(jiān)測到的新增煤礦采礦點，經(jīng)與區(qū)內(nèi)有效采礦權(quán)數(shù)據(jù)中礦山設(shè)計開采規(guī)模核對，新增礦井中除4個設(shè)計開采規(guī)模為6萬噸/年外，其余均在9萬噸/年以上，與規(guī)劃基本符合。

2006年監(jiān)測結(jié)果與2003年相比，禁采區(qū)正在開采的灰?guī)r和鋁土礦數(shù)量和面積明顯減少，禁采區(qū)、鼓勵開采區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)正在開采的鋁土礦，2003年正在開采的1處鋁土礦2006年也停采，期間新增的鋁土礦采場2006年也停采;區(qū)內(nèi)沒有設(shè)置鋁土礦、無灰?guī)r限制開采區(qū)，其余鋁土礦、灰?guī)r采場全部位于灰?guī)r鼓勵開采區(qū)和允許開采區(qū)內(nèi)。

通過以上分析可以看出，2003年以來鄭州市礦山開采秩序較好，礦產(chǎn)資源管理的科學(xué)性不斷提高，礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)劃基本得到了落實。

三、結(jié)論與展望

1.技術(shù)方法可行有效

從監(jiān)測結(jié)果來看，新增礦井90%以上滿足開采規(guī)模不低于9萬噸/年的規(guī)劃要求，2003年—2006年間鋁土礦近于掠奪式的開采，通過集中整治2006年大部分已停采，2006年開展黏土磚瓦窯場整治活動取得了一定的效果，礦產(chǎn)資源規(guī)劃基本得到落實。

研究中根據(jù)解譯標(biāo)志，借助地學(xué)相關(guān)理論、礦產(chǎn)資源開發(fā)特征及社會經(jīng)濟(jì)資料用于礦產(chǎn)資源規(guī)劃監(jiān)測的技術(shù)方法是行之有效的，可推廣應(yīng)用到礦權(quán)監(jiān)測、礦山環(huán)境治理監(jiān)測、土地利用總體規(guī)劃監(jiān)測等方面。

2.存在的問題及展望

從影像上看，部分窯場已開始土地復(fù)墾，但磚窯尚未拆除，今后可能存在死灰復(fù)燃的隱患，可將監(jiān)測結(jié)果報至有關(guān)部門重點檢查或條件允許時進(jìn)行實時監(jiān)控。

研究中通過礦山環(huán)境動態(tài)監(jiān)測從而掌握了礦產(chǎn)資源規(guī)劃的執(zhí)行情況，但為了監(jiān)測更全面，尚需結(jié)合礦體建模、三維可視化以及雷達(dá)差分干涉測量等技術(shù)進(jìn)行集成對礦權(quán)、礦產(chǎn)儲量、地面沉降等進(jìn)行多目標(biāo)的監(jiān)測，這也是今后研究的一個重要方向。

［1］ 宋震，華建偉，王寶軍，等.GIS在礦產(chǎn)資源規(guī)劃環(huán)評中的應(yīng)用［J］.高校地質(zhì)學(xué)報，2009，15(2)：218-225.

［2］ 王莉，武法東.GIS在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景展望［J］.中國礦業(yè)，2008，17(7)：90-92.

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［6］ 游江南，索萬和.基于GIS的礦產(chǎn)資源規(guī)劃審查信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)［J］.華北國土資源，2007(4)：52-54.

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［9］ 周世燁，賀茂林.3S技術(shù)在國土資源規(guī)劃和動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用［J］.國土資源，2002(2)：30-31.

［10］ 康高峰，盧中正，李社，等.遙感技術(shù)在煤炭資源開發(fā)狀況監(jiān)督管理中的應(yīng)用研究［J］.中國煤炭地質(zhì)，2008，20(1)：13-16.

Remote Sensing Monitoring Research on Mineral Resources Planning

ZHAO Hongyan，WEI Yena，DAI Liqian

0494-0911(2010)11-0030-03

P237

B

2009-11-17

趙鴻燕(1972—)，女，山西絳縣人，碩士，工程師，主要研究方向為3S技術(shù)應(yīng)用與研究。