礦業(yè)遺跡調查、分類與評價方法初探

梁 登，李明路，夏柏如，李海學，高永坡

(1.中國地質大學(北京)土地科學技術學院，北京 100083;2.國土資源部地質環(huán)境司，北京 100812;3.中國地質大學(北京)工程技術學院，北京 100083)

礦業(yè)遺跡是指礦業(yè)開發(fā)過程中遺留下來的蹤跡和與采礦活動相關的實物，具體包括:礦產(chǎn)地質遺跡、礦業(yè)生產(chǎn)遺跡、礦業(yè)制品遺存、礦山社會生活遺跡和礦業(yè)開發(fā)文獻史籍五大類［1］。研究礦業(yè)遺跡是中國礦山地質環(huán)境保護的現(xiàn)實需要［2］。為響應國家合理開發(fā)礦產(chǎn)資源、改善投資環(huán)境和促進礦業(yè)企業(yè)合理轉型的號召，國土資源部于2005年8月評審并批準河北開灤等28家國家礦山公園的建設資格，這標志著我國礦業(yè)遺跡的保護和礦山地質環(huán)境的治理向前邁出重要一步［3］。截止至2012年年底，國土資源部已先后分三批審批通過國家礦山公園共72家，分布于全國27個省市自治區(qū)［4～6］。

礦業(yè)遺跡調查是礦業(yè)遺跡評價、保護和開發(fā)的前提，也是建立礦山公園的基礎。目前我國的礦業(yè)遺跡管理中尚未建立分類體系、缺乏系統(tǒng)調查［7］。本文通過對河北開灤國家礦山公園、山西大同晉華宮國家礦山公園兩家典型煤礦類國家礦山公園與安徽銅陵銅官山國家礦山公園、江西德興國家礦山公園兩家典型銅礦類國家礦山公園礦業(yè)遺跡實地調研，初步設計礦業(yè)遺跡調查技術流程、建立礦業(yè)遺跡分類體系與評價方法。

1 礦業(yè)遺跡調查技術流程設計

礦業(yè)遺跡的調查工作流程可分為收集資料、實地調研、內業(yè)研究、綜合評價、撰寫調查成果報告五個步驟，具體見圖1。

2 礦業(yè)遺跡分類體系設計

2.1 礦業(yè)遺跡分類原則

參照由許濤提出的地質遺跡分類體系［7］，提出礦業(yè)遺跡的分類原則:

完整性與科學性原則:能夠基本涵蓋國內礦業(yè)遺跡的各種類型，在總體上應具有一定的概括性，每個礦業(yè)遺跡點都有確定的分類位置。

層次性原則:盡量避免不同類型礦業(yè)遺跡的重復分類。首先將礦業(yè)遺跡根據(jù)大類進行劃分，然后再根據(jù)研究的方向進行劃分。

實用性原則:分類體系既要便于政府對礦業(yè)遺跡的統(tǒng)一、規(guī)范化登錄、評價與管理;也要便于用戶在查詢、檢索數(shù)據(jù)時快捷方便。

兼容性原則:分類時考慮與地質遺跡、工業(yè)遺產(chǎn)分類的兼容性，并借鑒中國地質環(huán)境監(jiān)測院有關全國地質遺跡調查評價項目的成果。同時引用有關的國家標準或行業(yè)標準，或與它們協(xié)調一致，在分類時參照旅游管理規(guī)范［8］、全國地質遺跡管理規(guī)范［9］、浙江省地質遺跡調查規(guī)范［10］、貴州省地質遺跡調查規(guī)范［11］。

圖1 礦業(yè)遺跡調查技術流程圖Fig．1 Flowchart of the mining heritage survey technology

2.2 礦業(yè)遺跡編碼原則

為建立礦業(yè)遺跡統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，參照土地利用現(xiàn)狀分類規(guī)程［12］，為每個礦業(yè)遺跡點確定編碼，其規(guī)則為:一級類編碼只用一個數(shù)字表示，例如:1，2，…，n;二級類編碼用兩個數(shù)字表示，第一個數(shù)字表示一級類類型，第二個數(shù)字代表二級類的分類，例如:一級類礦產(chǎn)地質遺跡中包含的二級類典型礦床及其地質剖面的編碼為:11。依此類推(表1)。

2.3 礦業(yè)遺跡分類體系

礦業(yè)遺跡調查內容分為五個一級類，表示方法為:遺跡名稱(編碼)的形式，即:礦產(chǎn)地質遺跡(1)、礦業(yè)生產(chǎn)遺跡(2)、礦業(yè)制品遺存(3)、礦山社會生活遺跡(4)、礦業(yè)開發(fā)文獻史籍(5)。具體見表1。

表1 礦業(yè)遺跡分類體系表Table 1 Mining heritage classification system

3 礦業(yè)遺跡評價

3.1 礦業(yè)遺跡評價內容

礦業(yè)遺跡評價是對項目區(qū)內各種礦業(yè)遺跡的自然屬性、價值屬性、發(fā)展?jié)摿?、傳承能力與附加價值等方面的評價，掌握各種礦業(yè)遺跡的開發(fā)潛力，為保護與合理開發(fā)礦業(yè)遺跡提供科學依據(jù)。

3.2 礦業(yè)遺跡評價方法

礦業(yè)遺跡價值受到眾多因素的影響，所以應綜合考慮，才能實現(xiàn)對礦業(yè)遺跡科學的、客觀的、準確的評價。這需要準確把握和分析各評價指標之間的內在聯(lián)系，再運用定量評價。結合礦業(yè)遺跡評價本身的特點，選擇層次分析法 (AHP)［13］(圖2)，運用AHP法計算并確定礦業(yè)遺跡各項評價指標的權重。

(1)分析系統(tǒng)中各因素之間的關系，將礦業(yè)遺跡評價指標體系劃分為3個層次，即目標層(A)、準則層(B)、指標層(C)建立系統(tǒng)的遞階層次結構(圖2)。

(2)對同一層次各元素對上層次各準則的相對重要性進行兩兩比較，構造兩兩比較判斷矩陣。首先假設影響的因子共有n個，構成集合C={c1，c2，…，cn}，然后根據(jù)建立的層次結構模型，分別構造兩兩比較判斷矩陣。判斷矩陣構造原則:首先，不把所有因素放在一起比較，而是兩兩相互比較;其次，對此時采用相對尺度，以盡可能減少性質不同的諸因素相互比較的困難，以提高準確度;再次，判斷矩陣是表示本層所有因素針對上一層某一個因素的相對重要性的比較。判斷矩陣具有如下性質:aij＞0;aij=1/aji;aii=1。判斷矩陣的元素aij用Satty的1—9標度方法給出(表2)。

表2 判斷矩陣中各因子的標度含義Table 2 Connotations of various factor scales in the discrimination matrix

(3)層次單排序及一致性檢驗。先求最大特征值λmax，再利用AW=λmaxW，求出所對應的特征向量W，經(jīng)標準化后，即為同一層次中相應因子對于上一層次的因子相對重要性權值。然后利用如下公式進行一致性檢驗:CR=CI/RI，(CR為隨即一致性比例，CI為一致性指標，RI為平均隨機一致性指標)，CI=(λmax-n)/(n-1)，RI的取值見表3。當 CR＜0.1時，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需對矩陣進行重新調整。

表3 RI取值Table 3 Summary of RI values

(4)層次總排序及其一致性檢驗。利用同一層次單排序的結果，計算針對上一層而言本層次所有元素的重要性權值，此即為層次總排序。計算需從上到下逐層順序進行，對于最高層下的第二層，其層次單排序即為總排序(表4～表10)。

表4 礦業(yè)遺跡評價判斷矩陣ATable 4 Mining heritages evaluation judgment matrix A

表5 自然屬性判斷矩陣B1Table 5 Natural attribute judgment matrix B1

表6 價值屬性判斷矩陣B2Table 6 Value attribute judgment matrix B2

表7 發(fā)展?jié)摿ε袛嗑仃嘊3Table 7 Development potential judgment matrix B3

表8 傳承能力判斷矩陣B4Table 8 Transmission ability judgment matrix B4

表9 附加價值判斷矩陣B5Table 9 Additional value judgment matrix B5

表10 計算得到的一致性相關數(shù)據(jù)Table 10 Calculation consistency of the data

(5)計算總排序。計算出一組指標對其相鄰上一層的相對權重后，可以根據(jù)各評價指標的從屬關系，得出評價指標相對于總評價目標的綜合權重。其基本計算過程可用如下公式:νij= ωi·ωij，其中:νij為下層評價指標的綜合權重;ωi為其上層指標的相對權重;ωij為下層指標的相對權重，從而得到關于礦業(yè)遺跡的綜合權重(表11)。

由上表可知，以上所有矩陣CR＜0.1，不一致性程度在容許范圍內，此時可用求得的特征向量作為權向量。調用礦業(yè)遺跡評價判斷矩陣A中的權重ωi以及一致性相關數(shù)據(jù)，得:CR=0.026＜0.1，矩陣一致性可接受。

3.3 專家打分法

確定各項評價指標的權重后，按給定的評價標準對每一個評價因子進行專家賦值，為把層次分析法主觀性降到最低，選取礦業(yè)遺跡專家、工業(yè)遺產(chǎn)專家、礦山企業(yè)技術人員和旅游專家，每個領域至少5名專家，按照礦業(yè)遺跡綜合評定標準(表12)對每個評價因子打分，取其平均值作為專家打分結果。表12分級依據(jù)是《中國國家礦山公園建設工作指南》以及圖2中的評價因子層(C層)。

表11 礦業(yè)遺跡評價指標及其權重Table 11 Mining heritage evaluation index and weight

表12 礦業(yè)遺跡綜合評定標準Table12 Mining heritage comprehensive evaluation criteria

綜合各項評價因子的權重和專家的打分結果，按式(1)計算每個礦業(yè)遺跡的綜合得分值，最后根據(jù)礦業(yè)遺跡綜合評定標準判斷遺跡點的價值等級(表12)。

式中:A——礦業(yè)遺跡綜合得分;

Sai、Sbi、Sci、Sdi——礦業(yè)遺跡專家、工業(yè)遺產(chǎn)專家、礦山企業(yè)技術人員、旅游專家打分分值;

β——各專家對應的權重;

Wi—第i項因子的權重。

專家權重通過學術水平、研究專長與評價經(jīng)驗三方面確定:學術水平是從學科研究水平角度考察，主要從己發(fā)表相關論文與研究成果反映;研究專長是從專家熟悉和擅長的領域以及對該學科的理解程度來反映;評價經(jīng)驗是從量的角度對專家的評價能力來反映，對評價問題的熟悉度在一定程度上也會影響專家判斷的正確性，確定專家打分權重(表13)。

表13 相關專家打分權重Table 13 Weight of relevant experts’score

4 結論

對礦業(yè)遺跡資源系統(tǒng)地調查、科學地分類、準確地評價是礦山公園建設、礦業(yè)遺跡資源可持續(xù)利用的前提和重要環(huán)節(jié)。本文確定礦業(yè)遺跡調查技術流程、分類方法與評價方法。實踐證明:礦業(yè)遺跡調查技術流程設計科學合理，引入代碼的分類體系實用性較強，為建立礦業(yè)遺跡數(shù)據(jù)庫奠定良好的基礎;評價方法切實可行，通過引入不同領域專家打分，提高層次分析法評價的準確性。但是，礦業(yè)遺跡評價指標體系仍存在一些缺點，隨著逐步深入調查研究典型礦業(yè)遺跡，對評價指標體系進一步修改與完善，為國土資源部制定適用于全國范圍的礦業(yè)遺跡評價提供理論支撐。

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