胡官兵，廖志堅(jiān)，裴 捷，羅光明，張 碩

(1.云南省地質(zhì)技術(shù)信息中心，云南 昆明 650051；2.云南省國(guó)土資源規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650051)

黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)“五位一體”總體布局，全面推進(jìn)，為持續(xù)深入推進(jìn)新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，加快轉(zhuǎn)變礦業(yè)發(fā)展方式，大力推進(jìn)綠色礦業(yè)發(fā)展和綠色礦山建設(shè)[1-2]，自然資源部在前期四批綠色礦山試點(diǎn)工作的基礎(chǔ)上，自2019年起，每年開展全國(guó)綠色礦山遴選工作[3]。根據(jù)2020年度綠色礦山遴選工作的通知，要求申報(bào)礦山企業(yè)需要滿足證照合法有效等5項(xiàng)先決條件，以及對(duì)礦區(qū)環(huán)境等6項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)、21項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)、100項(xiàng)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行考核評(píng)分，并擇優(yōu)選取納入全國(guó)綠色礦山名錄。目前綠色礦山評(píng)估方法以查詢資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查為主，存在部分評(píng)價(jià)指標(biāo)受人眼視域窄的影響而難以客觀評(píng)估，具有一定的局限性，且評(píng)估多以定性評(píng)價(jià)為主，定量分析較少。遙感技術(shù)具有不受時(shí)間、地域等條件限制的特點(diǎn)，若在遴選過(guò)程中，引入該手段，能客觀、宏觀、直觀、快速實(shí)時(shí)地反映綠色礦山部分評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際情況，尤其是對(duì)于礦山的宏觀空間布局(分布位置、空間關(guān)系、相對(duì)距離)和局部細(xì)節(jié)信息(礦山綠化、礦山道路、開采臺(tái)階情況)等相關(guān)方面的要素，評(píng)價(jià)效果更佳；同時(shí)，利用往年多期遙感影像對(duì)比分析，可以反映礦山開發(fā)動(dòng)態(tài)變化的情況，如開采面、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及開發(fā)占地在監(jiān)測(cè)期的變化情況。在綠色礦山遴選過(guò)程中，將遙感技術(shù)手段應(yīng)用于礦山企業(yè)自評(píng)估、第三方機(jī)構(gòu)評(píng)估、自然資源部門審查和監(jiān)管等，可以縮減評(píng)估時(shí)間，提高評(píng)估效率和質(zhì)量。隨著國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的快速發(fā)展，不同傳感器、不同時(shí)相、不同空間分辨率的影像數(shù)據(jù)更易獲取，遙感逐漸成為自然資源領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)手段，在自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與管理方面發(fā)揮著重要的作用，但在綠色礦山遴選方面的應(yīng)用研究較少。基于此，本文首先簡(jiǎn)單介紹了全國(guó)綠色礦山遴選的基本情況，并在選取部分申報(bào)礦山進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用和參考前人相關(guān)應(yīng)用成果的基礎(chǔ)上，從綠色礦山遴選先決條件和評(píng)分指標(biāo)等方面探討遙感輔助審核的具體應(yīng)用，期望起到拋磚引玉的作用，使更多的研究成果涌現(xiàn)，對(duì)綠色礦山遴選工作發(fā)揮積極的作用。

1 綠色礦山遴選基本情況

按照自然資源部辦公廳《關(guān)于做好2020年度綠色礦山遴選工作的通知》(自然資辦函〔2020〕839號(hào))文件要求，2020年度全國(guó)綠色礦山遴選程序按照時(shí)間先后，分別包括網(wǎng)上申請(qǐng)預(yù)審核、礦山自評(píng)估、第三方評(píng)估、材料審核、實(shí)地核查、公示等6個(gè)階段，最終通過(guò)自然資源部復(fù)核并納入全國(guó)綠色礦山名錄[4]。在自評(píng)估和第三方評(píng)估過(guò)程中，需根據(jù)《非金屬礦行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》等9項(xiàng)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)照綠色礦山建設(shè)先決條件和評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，其中先決條件共包括5個(gè)方面，分別為證照合法有效、三年內(nèi)未受行政處罰(或處罰已整改到位)、礦業(yè)權(quán)人未列入異常名錄、礦山正常運(yùn)營(yíng)且剩余儲(chǔ)量可采年限不少于三年、礦區(qū)范圍未涉及各類自然保護(hù)區(qū)等[5]，先決條件具有一票否決權(quán)，有一項(xiàng)達(dá)不到要求，則在綠色礦山遴選過(guò)程中會(huì)被淘汰出局；評(píng)價(jià)指標(biāo)包括礦區(qū)環(huán)境、資源開發(fā)方式、資源綜合利用、節(jié)能減排、科技創(chuàng)新與智能礦山和企業(yè)管理與企業(yè)形象等6個(gè)一級(jí)指標(biāo)，包含21項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)、100項(xiàng)三級(jí)指標(biāo)，共計(jì)1 000分，在評(píng)估過(guò)程中，根據(jù)各申報(bào)礦山三級(jí)指標(biāo)建設(shè)情況，進(jìn)行對(duì)照評(píng)分，通過(guò)評(píng)估的要求為：總分原則上不低于800分，且單項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)得分不低于該級(jí)指標(biāo)總分值的75%[6]。在遴選工作中，同時(shí)要求對(duì)往年已經(jīng)納入全國(guó)綠色礦山名錄的礦山開展實(shí)地抽查，不符合標(biāo)準(zhǔn)的礦山同樣會(huì)被除名。

2 綠色礦山建設(shè)先決條件輔助審核

在綠色礦山建設(shè)先決條件方面，遙感技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)礦山是否存在疑似違規(guī)開采、礦山開發(fā)占地范圍是否涉及自然保護(hù)區(qū)以及露天礦山儲(chǔ)量變化情況等，涉及先決條件中的三年內(nèi)未受行政處罰、礦業(yè)權(quán)人異常名錄、剩余儲(chǔ)量可采年限不少于三年、礦區(qū)范圍及位置等。

2.1 疑似違規(guī)開采情況

在對(duì)綠色礦山建設(shè)先決條件進(jìn)行審核時(shí)，自然資源與生態(tài)環(huán)境等部門審核申報(bào)礦山是否受到行政處罰或列入礦業(yè)權(quán)人異常名錄，并出具相應(yīng)的證明。若礦山出現(xiàn)違規(guī)開采情況，則會(huì)被處罰或列入礦業(yè)權(quán)人異常名錄，其中違規(guī)開采情況包括過(guò)期開采、越界開采、開采礦種與登記礦種不一致等。遙感技術(shù)在監(jiān)測(cè)礦山開發(fā)秩序方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，已有大量的相關(guān)應(yīng)用，且形成了比較成熟的技術(shù)方法體系，尤其是2006年起，由中國(guó)航空物探遙感中心組織的全國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，采用多期次遙感數(shù)據(jù)開展常態(tài)化的礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)大量的涉嫌違規(guī)開采情況，為礦政管理及時(shí)提供有效的技術(shù)支撐[7-9]。

礦山開發(fā)秩序遙感監(jiān)測(cè)主要技術(shù)流程為：首先建立區(qū)域內(nèi)不同礦種的開發(fā)要素(開采面、中轉(zhuǎn)場(chǎng)地、礦山建筑、固體廢棄物等)解譯標(biāo)志并進(jìn)行詳細(xì)解譯，利用解譯結(jié)果判定礦山開采面(點(diǎn))位置、開采方式(露天、地下、聯(lián)合)、開采狀態(tài)(正在開采、停產(chǎn)或關(guān)閉)、開采礦種等，最后根據(jù)采礦權(quán)登記的位置、礦種、有效期等信息判定該礦山是否存在相關(guān)疑似違規(guī)開采行為，從而圈定礦產(chǎn)資源疑似違規(guī)開采點(diǎn)(圖1)。在判定露天礦山開采面越界方面，除了從傳統(tǒng)的平面進(jìn)行解譯判讀外，也可在立體空間上對(duì)開采面的上標(biāo)高、下標(biāo)高是否存在疑似越界進(jìn)行判定，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量，構(gòu)建監(jiān)測(cè)礦區(qū)三維數(shù)字地表模型，并與采礦權(quán)進(jìn)行空間疊加分析，能反映礦區(qū)開采面的上標(biāo)高、下標(biāo)高是否在規(guī)定的高程范圍內(nèi)[10-11]。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，可利用不同時(shí)期遙感影像對(duì)存在疑似違規(guī)開采的同一礦山進(jìn)行多期次動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以監(jiān)測(cè)礦山是否存在持續(xù)違規(guī)開采，是否按要求及時(shí)整改到位，其分析結(jié)果可供綠色礦山遴選評(píng)估及審核參考使用。

(注：1-解譯開采面；2-解譯中轉(zhuǎn)場(chǎng)地；3-采礦權(quán)范圍。)圖1 某采石場(chǎng)開采面疑似越界遙感監(jiān)測(cè)圖Fig.1 Remote sensing monitoring picture of suspectedcross-border mining surface of a quarry

2.2 礦區(qū)范圍涉及自然保護(hù)區(qū)情況

綠色礦山建設(shè)先決條件第五項(xiàng)為礦區(qū)范圍及位置未涉及各類自然保護(hù)區(qū)，同時(shí)按照“就高不就低”的原則，各省份可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如云南省將生態(tài)保護(hù)紅線納入先決條件[12]。在審核過(guò)程中，利用遙感影像可以快速圈定申報(bào)礦山的開發(fā)占地范圍，并同采礦權(quán)界線、各類自然保護(hù)區(qū)線和生態(tài)保護(hù)紅線進(jìn)行疊加分析(圖2)，以確定礦山是否涉及各類保護(hù)線。根據(jù)三者之間的關(guān)系，可具體分為4種情況，即采礦權(quán)界線和礦山開發(fā)占地界線都涉及自然保護(hù)區(qū)、兩者都不涉及、采礦權(quán)范圍內(nèi)不涉及但實(shí)際礦山開發(fā)占地涉及和采礦權(quán)范圍內(nèi)涉及但遙感解譯地表無(wú)任何開采破壞形跡，在具體使用分析過(guò)程中，可區(qū)分對(duì)待，同時(shí)進(jìn)行定量分析，圈定出具體涉及保護(hù)界線的礦權(quán)范圍和礦山開發(fā)占地范圍，計(jì)算其面積大小，從而有的放矢，在下步工作中進(jìn)行重點(diǎn)整改。

(注：1-遙感解譯礦山開發(fā)占地范圍；2-采礦權(quán)范圍；3-生態(tài)保護(hù)紅線范圍。)圖2 某采石場(chǎng)各類界線疊加分析圖Fig.2 Overlay analysis diagram of various boundariesof a quarry

2.3 年開采變化及剩余儲(chǔ)量情況

綠色礦山遴選先決條件第四項(xiàng)要求礦山正常運(yùn)營(yíng)，且剩余儲(chǔ)量可采年限不少于三年。對(duì)于露天開采礦山，通過(guò)利用多期遙感影像對(duì)比分析，可以快速圈定開采面是否存在變化，尤其是部分采石場(chǎng)，可監(jiān)測(cè)儲(chǔ)量的變化情況，并推算出礦山剩余可開采儲(chǔ)量。其主要技術(shù)方法為：在平面上，利用兩期高分辨率正射影像圖，提取兩時(shí)期開采面范圍線，并進(jìn)行對(duì)比分析，判定礦山開采面在監(jiān)測(cè)期內(nèi)是否有變化，以確定礦山在監(jiān)測(cè)期內(nèi)是否正常開采。在三維模型上，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量，建立兩期影像的高精度數(shù)字高程模型，利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算出監(jiān)測(cè)期內(nèi)礦山開采面的體積變化，計(jì)算出動(dòng)用的儲(chǔ)量，根據(jù)最新儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案，結(jié)合已消耗的儲(chǔ)量，估算出剩余儲(chǔ)量，以判定礦山剩余儲(chǔ)量是否能夠滿足可開采年限不少于三年的先決條件。在利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量計(jì)算礦山監(jiān)測(cè)期間開采動(dòng)用儲(chǔ)量方面，應(yīng)用較多，且技術(shù)日益成熟，謝洪斌等[13]利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，獲取監(jiān)測(cè)礦區(qū)兩期數(shù)字地表模型，并在GIS軟件中計(jì)算出開采面體積變化量，根據(jù)礦石比重估算出開采運(yùn)用量，為驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過(guò)同傳統(tǒng)的RTK測(cè)量進(jìn)行對(duì)比分析，認(rèn)為無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有較高的可信度，能夠滿足露天礦山動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)的精度要求，且能大幅度降低外業(yè)勞動(dòng)，提高工作效率[13-15]。

3 綠色礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)輔助評(píng)分

在綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，遙感技術(shù)能宏觀、動(dòng)態(tài)地反映礦區(qū)的功能分區(qū)、礦區(qū)綠化、礦區(qū)恢復(fù)治理、資源開采情況等，涉及礦區(qū)環(huán)境、資源開發(fā)方式等一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3.1 礦區(qū)環(huán)境

礦區(qū)環(huán)境一級(jí)指標(biāo)中，遙感可應(yīng)用于礦容礦貌和礦區(qū)綠化兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)的輔助評(píng)分。礦容礦貌方面，要求各申報(bào)礦山企業(yè)按照生產(chǎn)、生活、管理等功能進(jìn)行分區(qū)，各個(gè)功能區(qū)分布要合理，尤其是對(duì)周邊居民生產(chǎn)生活具有影響的排土(矸)場(chǎng)、廢渣堆置場(chǎng)、尾礦庫(kù)、選礦場(chǎng)等要管理規(guī)范，并與生活區(qū)保持一定安全距離[5]。通過(guò)遙感影像可以快速展示礦山各功能區(qū)的分布情況以及同周邊環(huán)境包括居民區(qū)、道路、水源地等之間的空間位置關(guān)系，結(jié)合數(shù)字高程模型，制作出礦區(qū)遙感三維立體模型，可以反映各功能分區(qū)的地勢(shì)高低情況，能更清晰直觀地分析判定礦山開采活動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境造成的影響。如某申報(bào)礦山，開采礦種為金礦，開采方式為露天開采，利用高分辨率影像解譯出各功能分區(qū)具體信息(圖3)，包括開采區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、排土場(chǎng)等形態(tài)大小、分布情況和相對(duì)位置。其中，辦公區(qū)和住宿區(qū)位于礦區(qū)最東側(cè)，離村莊較近，交通方便；排土場(chǎng)包含兩處區(qū)域，占地規(guī)模較大，分別位于礦區(qū)東南側(cè)和西側(cè)，離居住區(qū)和村莊較遠(yuǎn)，且在地勢(shì)上位于村莊的下方，對(duì)居民影響較??；溶液池離村莊較近，最短距離約25 m，但在地勢(shì)上，相比村莊更低，對(duì)周邊居民影響較小，以上解譯成果能較好地輔助判定綠色礦山建設(shè)相關(guān)功能分區(qū)符合情況。礦區(qū)綠化方面，要求礦區(qū)在能夠綠化區(qū)域里實(shí)現(xiàn)綠化全覆蓋，無(wú)大面積表土裸露，同時(shí)對(duì)進(jìn)場(chǎng)道路和辦公區(qū)等區(qū)域的綠化情況作出明確要求。利用遙感技術(shù)可以快速圈定礦區(qū)范圍內(nèi)各地段綠化范圍、面積，計(jì)算其面積占比等，如礦區(qū)道路分布情況、道路類型及道路兩側(cè)綠化情況等，反映出礦區(qū)的綠化指標(biāo)情況。

(注：1-采礦區(qū)；2-中轉(zhuǎn)場(chǎng)地(堆浸場(chǎng))；3-排土場(chǎng)；4-倉(cāng)儲(chǔ)住宿區(qū)；5-生產(chǎn)區(qū)；6-辦公住宿區(qū)；7-維修區(qū)；8-中轉(zhuǎn)場(chǎng)地(溶液池)；9-村莊。)圖3 某金礦功能分區(qū)影像圖Fig.3 Remote sensing image map of a gold minefunctional zone

3.2 資源開發(fā)方式

資源開發(fā)方式一級(jí)指標(biāo)中，遙感對(duì)礦山環(huán)境恢復(fù)治理和資源開采兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)的輔助評(píng)分具有較好應(yīng)用效果。礦山環(huán)境恢復(fù)治理方面，要求申報(bào)礦山企業(yè)需按照礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾方案，對(duì)規(guī)定區(qū)域進(jìn)行治理與土地復(fù)墾，具體包括排土場(chǎng)、矸石場(chǎng)、露天采場(chǎng)、礦山工業(yè)場(chǎng)地等。遙感可監(jiān)測(cè)礦山開采過(guò)程中產(chǎn)生的相關(guān)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，包括礦山地質(zhì)災(zāi)害、地貌景觀破壞、土地資源占用與損毀等，也可監(jiān)測(cè)礦山履行礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和土地復(fù)墾義務(wù)情況，包括礦山恢復(fù)治理的范圍、面積、時(shí)間、效果及治理后的土地類型等。如圖4所示，某磷礦開采方式為露天開采，開采過(guò)程中在礦區(qū)東北處設(shè)置排土場(chǎng)，并嚴(yán)格按照方案進(jìn)行恢復(fù)治理，利用2015—2020年度遙感影像對(duì)該排土場(chǎng)連續(xù)監(jiān)測(cè)，2015年，該排土場(chǎng)正逐步利用，當(dāng)年占地面積11.24 hm2；2016年，該排土場(chǎng)范圍明顯擴(kuò)大，占地面積為18.97 hm2，且在下方修有攔土壩，也未開展恢復(fù)治理工作；2018年，排土場(chǎng)占地面積無(wú)增大，占地面積為17.51 hm2，并逐步開展恢復(fù)治理工作，影像上明顯可見修復(fù)臺(tái)階及部分綠色植被，到2020年，該排土場(chǎng)已完成修復(fù)，面積為18.12 hm2，恢復(fù)治理效果較好，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查見種植有大量的松樹、薰衣草等植被，治理后的排土場(chǎng)同周邊自然環(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)。在資源開采方面，評(píng)選規(guī)則對(duì)露天礦山的開采工作面質(zhì)量作出相關(guān)要求，通過(guò)高分辨率遙感影像，可對(duì)礦山開采的局部細(xì)節(jié)信息進(jìn)行詳細(xì)的展示，如露天礦山開采作業(yè)平臺(tái)的平整與通暢情況、有無(wú)雜物堆積、是否存在積水等。同時(shí)可以定量分析，包括臺(tái)階的分布、數(shù)量、寬度、高度、開采邊坡角度等，以判定臺(tái)階設(shè)計(jì)規(guī)范是否符合開發(fā)利用方案要求[13]。

圖4 礦山排土場(chǎng)占地至恢復(fù)治理遙感監(jiān)測(cè)全過(guò)程圖Fig.4 Diagram of the whole process of remote sensing monitoring from the land occupationof the mine dump to the restoration treatment

4 結(jié) 論

1) 通過(guò)將遙感技術(shù)引入綠色礦山遴選過(guò)程，可降低人為主觀影響，且部分指標(biāo)可以定量化評(píng)價(jià)，提高評(píng)估的客觀性，提升了評(píng)估和審核的效率與質(zhì)量。

2) 在綠色礦山建設(shè)先決條件方面，遙感可以反映礦山是否存在疑似違規(guī)開采、礦山剩余儲(chǔ)量情況以及礦山開發(fā)占地范圍是否涉及各類自然保護(hù)地，并輔于適當(dāng)?shù)耐鈽I(yè)核查，能查清申報(bào)礦山的先決條件符合情況等。

3) 在綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，遙感技術(shù)在礦區(qū)的功能分區(qū)、礦區(qū)綠化、礦區(qū)恢復(fù)治理、資源開采情況等礦區(qū)宏觀與局部細(xì)節(jié)方面具有較好的輔助評(píng)價(jià)作用。

4) 鑒于礦山開采活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化性和管理部門監(jiān)管需求，對(duì)于已經(jīng)入選綠色礦山名錄的礦山企業(yè)，同樣可以利用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，掌握每個(gè)礦山開采變化情況，以判定是否存在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，便于后期輔助自然資源管理部門對(duì)綠色礦山的動(dòng)態(tài)監(jiān)管。