儲修林

(安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230022)

0 引言

地質測繪行業(yè)發(fā)展起步于20世紀50年代，全國各省、直轄市地礦系統(tǒng)均成立了專業(yè)地質測繪隊伍，服務于地質調查、礦產勘查及國家重點工程等對測繪的需求。隨著國家改革開放、科技跨越式發(fā)展，通過GPS、RS、GIS以及計算機、網絡技術融合，地質測繪技術得到了飛速發(fā)展，廣泛服務于交通、城市建設、自然資源調查等國民經濟發(fā)展和建設各個方面。利用現代地質測繪技術，統(tǒng)籌礦產資源開發(fā)利用全過程監(jiān)管是合理開展礦產資源開發(fā)利用、高效及時監(jiān)測管理的必然要求。

本文從地礦行業(yè)提供測繪技術服務的角度，分析了礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測現狀與需求，闡述了利用地質測繪技術服務于礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測的方法，為地質測繪隊伍綜合應用各種信息化技術來支撐礦產資源綠色開發(fā)、高效利用及全面監(jiān)測監(jiān)管提供參考。

1 礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測現狀分析

1.1 礦產資源開發(fā)利用現狀

當前我國經濟高質量可持續(xù)發(fā)展要求礦產資源利用方式，從以規(guī)模速度為主的粗放增長轉向以質量效益為主的集約增長，實現高效利用和清潔利用。礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測將把綠色、高效、節(jié)約、環(huán)保等放在突出位置，礦產資源開發(fā)利用的粗放方式將徹底摒棄，政府將綜合運用法律、行政、財政等政策來鼓勵新技術的推廣、應用，舉國家之力來促進礦產資源開發(fā)的節(jié)能減排與綠色開發(fā)。

安徽作為礦業(yè)大省，截至2017年底，全省發(fā)現各類礦產128種，計算到亞礦種則為160種，查明資源儲量的礦種123種(含亞礦種)，其中能源礦種6種，金屬礦種21種，非金屬礦種94種，水氣礦種2種。依據公布的《安徽省礦產資源總體規(guī)劃(2016-2020)》數據，截至2015年底，全省開發(fā)利用固體礦產76種(含亞種)，礦山總數由5 906家減到1 638家，其中生產礦山835家、籌建礦山140家、停產礦山554家、閉坑礦山79家、其他礦山30家，礦山總數大幅減少，礦產資源開發(fā)規(guī)模結構明顯優(yōu)化，大中型礦山數量占比由基期的3%增加到41.7%，礦山企業(yè)的“三率”水平顯著提高，綠色礦山建設步伐加快，全省33家礦山入選“國家級綠色礦山試點單位”，其中14家被授予國家級綠色礦山。

1.2 礦產資源開發(fā)管理現狀

2018年11月，安徽省自然資源廳貫徹執(zhí)行黨中央關于自然資源工作的方針政策和決策部署，針對管理對象和監(jiān)管方式重新作出了系統(tǒng)劃分。礦產資源開發(fā)利用過程的監(jiān)管分為礦產資源規(guī)劃、礦產資源勘查、礦業(yè)權設置、礦產資源開發(fā)和閉坑治理5個環(huán)節(jié)，涉及到國土空間規(guī)劃處，地質勘查管理與災害防治處，礦業(yè)權管理處，執(zhí)法處，礦產資源保護監(jiān)督處，國土空間生態(tài)修復處等6個處室，相應職能部門在礦產資源開發(fā)利用的政策制定、行業(yè)標準、監(jiān)督執(zhí)法等方面采取綜合手段促進礦山企業(yè)在開發(fā)利用技術、資源與環(huán)境保護、安全生產方面加強投入、依法科學開發(fā)，具體業(yè)務涉及礦產資源規(guī)劃、礦山開采規(guī)模、礦產開發(fā)利用技術、礦產資源綜合利用水平(“三率”)、礦山地質環(huán)境保護與綜合治理(“綠色礦山”)、礦山企業(yè)安全生產等方面設置門檻和執(zhí)法監(jiān)督。

2 礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測的需求

2.1 可持續(xù)高質量發(fā)展的需求

安徽近15年(2005-2019年)經濟發(fā)展水平得到了迅速提高，生態(tài)環(huán)境、自然資源和經濟社會發(fā)展既相互促進又互相制約，反映在礦產資源開發(fā)利用監(jiān)測政策上主要分為3個階段：以鼓勵開發(fā)為主，在開發(fā)中進行保護(2005-2010年)、以嚴審批促進高質量開發(fā)，兼顧環(huán)境治理與恢復(2011-2015年)和以保護為主，適度開發(fā)(2011-2019年)。

政府通過政策調整來引導產業(yè)改革以促進經濟、社會和自然的可持續(xù)高質量發(fā)展。當前，政策調整方向為“綠水青山就是金山銀山”，將生態(tài)環(huán)境保護放在更加突出的位置，僅僅圍繞這一中心進行資源開發(fā)利用。要實現“綠水青山”這一目標，政府需要在礦產資源開發(fā)過程中創(chuàng)新監(jiān)測手段、完善技術標準、依托專業(yè)技術隊伍來促進礦山開采方式科學化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產工藝環(huán)保化、礦山環(huán)境生態(tài)化這一宏偉目標。

2.2 礦政管理與動態(tài)監(jiān)測需求

國家行政機構深化改革的方向是由“重審批、輕監(jiān)管”向“審批簡化、監(jiān)管加強”轉變，因此在礦產資源開發(fā)利用監(jiān)管領域僅僅依靠當前管理技術及手段已經無法滿足政府加強監(jiān)管執(zhí)法的需求。

傳統(tǒng)的監(jiān)管方式對衛(wèi)星遙感與普通航空攝影依賴較大，但高空遙感及航空攝影在機動性、靈活性和安全性上與低空攝影測量相比存在一定劣勢，通過低空作業(yè)，獲取高分辨率影像精度高、測圖精度可達1∶500，具有成本相對較低、操作簡單、周期短、效率高的綜合優(yōu)勢。日常管理業(yè)務中，真彩色、大比例尺、高精度、現勢性強的低空航測遙感數據已是各處室對監(jiān)管類業(yè)務的剛性需求。

結合礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測業(yè)務需求，建設符合“三深一土”國土資源戰(zhàn)略科技新格局需要的數據采集、集成、統(tǒng)計、分析與應用的技術服務體系，將實現對礦產資源開發(fā)利用全空間信息和環(huán)境信息的快速、機動、準確、可靠的收集、處理、更新及展示，采用大數據技術解決監(jiān)管質量的盲點、痛點、難點已成為政府職能部門監(jiān)管的重要需求，也是礦政管理的當務之急。

3 礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測方法技術應用

3.1 技術發(fā)展方向

礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測的技術發(fā)展方向是建立統(tǒng)一的礦產開發(fā)利用與監(jiān)測過程中的時空框架，整合礦產資源生命周期各階段的數據資源，建立數字化、信息化、智能化的礦產資源生命周期內的空間數據庫和集成化的礦產資源真三維空間模型，輔以先進科學的物化檢測分析，關聯礦產資源生命周期內各類軟件系統(tǒng)與數據流程，為礦產資源開發(fā)利用過程中的設計、勘查、生產、安全管理、環(huán)境治理等提供基礎平臺和決策支持。礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測的技術發(fā)展方向是促進礦產資源開發(fā)利用與現代測繪地理信息技術融合革新，支撐礦產資源開發(fā)利用智能化，保障礦產資源開發(fā)利用安全、高效、綠色及可持續(xù)性。

當前測繪地理信息技術的飛速發(fā)展已經滲透并改造了大量傳統(tǒng)行業(yè)，礦產資源開與監(jiān)測發(fā)展趨勢將是融合計算機、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導航定位、激光雷達、航空測量、GIS系統(tǒng)、物聯網、大數據集成與利用、云計算分析等，綜合應用各種信息化技術來促進礦產資源綠色開發(fā)、高效利用及全面監(jiān)測。

礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測技術發(fā)展方向，如圖1所示。

圖1 礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測技術發(fā)展方向Fig.1 Technology development direction of exploitation，utilization and monitoring of mineral resources

3.2 地質測繪技術的應用

礦產資源開發(fā)、利用與監(jiān)測已融入礦政管理與生態(tài)環(huán)境保護全過程，2016年12月，原國土資源部、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、財政部、國家能源局聯合印發(fā)了《礦產資源開發(fā)利用水平調查評估制度工作方案》(以下簡稱“工作方案”)，要求以礦產資源全面節(jié)約和高效利用為目標，以礦業(yè)權人勘查開采信息公開公示為基礎，動態(tài)調查礦產資源開發(fā)利用現狀，科學評價礦產資源開發(fā)利用水平，健全完善評估指標體系，構建激勵約束機制，推動礦產資源利用方式根本轉變。依據工作部署，礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測方法主要體現在信息數據采集，動態(tài)調查，評估評價系統(tǒng)研究。

宏觀上，礦產預查、普查、詳查、勘探、開采、環(huán)境治理及礦政管理等找礦、采礦、治礦、生態(tài)恢復的不同階段，都離不開信息化工作的支持。過去，地形圖、地質圖、剖面圖等二維圖件是傳統(tǒng)礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測最原始的成果形式；現在，空間信息技術與互聯網技術已經和礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測實現了融合發(fā)展，衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導航定位、激光雷達、航空測量、GIS系統(tǒng)、物聯網、大數據集成、云計算分析等信息化技術已經成為地質礦產工作的基礎性、保障性技術手段，同時也是礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測技術發(fā)展的唯一路徑。

地質測繪技術在礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測的應用，如圖2所示。

圖2 地質測繪技術在礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測中的應用示意圖Fig.2 Application of geological surveyind and mapping technology in exploitation,utilization and monitoring of mineral resources

微觀上，根據“工作方案”要在現有27個礦種“三率”最低指標基礎上，研究制定領跑者指標，到“十三五”末，完成46個礦種“三率”最低指標和領跑者指標，逐步建立較為完善的評估指標、評估方法、評估流程的評估體系。2018年，由原安徽省國土廳整治處組織，調查了露天開采非金屬礦山、露天開采金屬礦山、井采煤礦山、其他類型礦山4種類型礦山，形成調查表687份、綠色礦山標準建設、綠色礦山規(guī)劃、綠色礦山管理辦法等文件。綠色礦山建設和管理的技術標準要求，為礦產資源開發(fā)利用評估系統(tǒng)的豐富完善提供了重要參考指標。

如何集成不同部門、不同技術標準的信息平臺成為礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測信息化進一步發(fā)展的重點。而面向服務的軟件體系架構(SOA)方法的提出和GIS技術的發(fā)展，加上云計算技術，針對不同的礦區(qū)實際情況和開采過程出現的各種資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境、經濟發(fā)展等問題，應用SOA技術及GIS技術相結合，建立礦區(qū)開發(fā)利用管理信息系統(tǒng)，可以綜合礦區(qū)資源、環(huán)境、生態(tài)，以及生產和管理所需要的各種信息，對礦區(qū)各種組成要素的空間性狀、相互關系、變化過程、相互作用規(guī)律、反饋機制、調控原理等進行動態(tài)過程分析、開發(fā)預測，進而為礦區(qū)資源開發(fā)、管理和利用提供決策平臺，為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)治理提供空間信息服務。

針對礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測信息管理要求，設計架構包括客戶層、應用服務層和數據服務層3個層次的礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測信息服務系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 礦產資源開發(fā)利用與監(jiān)測信息服務系統(tǒng)框架Fig.3 Framework of information service system for exploitation，utilization and monitoring of mineral resources

應用服務層主要任務是建立礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展空間信息服務的應用系統(tǒng)，通過方法實現、系統(tǒng)開發(fā)等，建設空間信息技術應用子系統(tǒng)，主要包括礦業(yè)安全生產與防災減災系統(tǒng)、礦區(qū)環(huán)境保護與生態(tài)整治系統(tǒng)、礦產資源高效集約利用管理系統(tǒng)、礦區(qū)發(fā)展決策支持系統(tǒng)等，為應用提供支持。數據服務層主要描述動態(tài)環(huán)境監(jiān)測與生態(tài)環(huán)境數據庫、安全生產數據庫、解釋礦區(qū)資源、環(huán)境與災害問題的空間信息機理、空間數據組織、空間分析、空間模擬與預測、空間模型、方法與遙感、地理信息。

數據層是系統(tǒng)架構的核心，其主體分為3個層次(數據采集和處理、數據庫群、數據訪問層)和數據維護管理，其中，數據采集和處理就是采集原始數據，并在此基礎上經過統(tǒng)一分類編碼、質量控制和統(tǒng)計加工形成的標準規(guī)范的數據集。

4 結束語

在事業(yè)單位體制改革、機構優(yōu)化整合和注重生態(tài)文明和諧發(fā)展的大時代的背景下，地質測繪事業(yè)單位應緊密結合當前自然資源、生態(tài)環(huán)境保護等國家政務管理內容，積極對接政府對礦產資源開發(fā)過程的環(huán)境保護、強化礦產資源開發(fā)利用的動態(tài)監(jiān)督管理需求，抓住礦產資源開發(fā)與利用監(jiān)管方式調整、綠色礦山建設等重要機會，優(yōu)化人才裝備資源配置，推進地質測繪技術在礦產資源規(guī)劃、礦山地質環(huán)境保護和安全監(jiān)測等業(yè)務支撐方面發(fā)揮主力軍作用。