礦產資源規劃遙感監測研究

趙鴻燕，魏也納，戴立乾

(河南省國土資源科學研究院，河南鄭州450053)

礦產資源規劃遙感監測研究

趙鴻燕，魏也納，戴立乾

(河南省國土資源科學研究院，河南鄭州450053)

從規劃監測研究的現狀進行分析，提出礦產資源規劃監測的技術流程，并對鄭州市礦產資源規劃監測進行研究。結果表明所采用的技術方法行之有效，具有推廣價值。最后從多目標、多技術集成的角度對礦產資源規劃全面監測進行展望。

礦產資源規劃;鄭州;監測

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

一、規劃監測研究的現狀

就目前研究而言，遙感技術和GIS技術在礦產資源規劃中的研究與應用主要有：利用GIS技術進行礦產資源規劃環境影響評價［1］、礦產資源勘查開發［2］、礦產資源規劃信息系統和礦產資源規劃審查系統建設［3-6］以及利用遙感影像監測礦山開采所造成的環境變化并分析礦山開發對環境的影響［7］。規劃監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資源開發利用狀況、規劃、礦山環境以及環境破壞情況進行監測;周世燁等［9］在研究中提及3S技術對國土資源的規劃和動態監測主要作用是確定考察評價地點以及國土資源規劃編制和修編;康高峰等［10］在研究中選擇不同分辨率的遙感數據進行礦山開采狀況遙感解譯，分析煤炭資源開發狀況以及煤礦開采合法性監測。

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

二、礦產資源規劃監測

1.規劃監測技術方法

研究中采用的礦產資源規劃監測技術流程如圖1所示。首先對遙感影像進行預處理，然后建立解譯標志，結合采礦權、地質礦產以及礦山開采等相關資料進行礦山環境解譯，最后在GIS平臺上對解譯的結果進行分析從而實現對礦產資源規劃監測。

圖1 礦產資源規劃監測技術流程

2.規劃概況及解譯標志

鄭州市是河南省重要的鋁土礦、煤礦、灰巖產區，根據2003年完成的《鄭州市礦產資源總體規劃》，劃出鼓勵開采區33處，限制開采區4處，全部風景名勝區列為禁止開采區。鄭州市總面積為7 446.2 km2，研究選取礦產資源比較集中的區域，面積4 620 km2，采用資源二號、SPOT 5、QuickBird三種類型的影像。

根據各類地物的色調、紋理、陰影等影像特征，參考礦產開發相關知識建立遙感解譯標志，研究中建立的解譯標志有鋁土礦采場、灰巖采場、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;采場色調為不均勻淺灰色調，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，邊界清晰;采場影像紋理為不規則排列的灰色斑塊，如圖2所示。

圖2 SPOT 5影像鋁土礦解譯標志及實地照片

對于部分灰巖與鋁土礦采礦場、關停煤礦與正在開采煤礦不易區分的問題，借助其地層、巖性、礦產分布圖、采礦權數據、生產運輸方式等相關資料，結合實地調查來提高判讀的準確性，比如同一景影像中關停煤礦和其附近正在開采煤礦在色調深淺、周圍公路上撒落煤灰的情況等方面有細微差別，通過這些細節可以解譯出煤礦開采狀況。

3.礦產資源保護規劃監測

2003年(基準年)礦山監測通過資源二號、QuickBird等遙感影像解譯獲取，2006(現狀年)礦山監測通過SPOT 5、QuickBird等遙感影像解譯獲取。使用GIS軟件對兩期解譯結果與礦產資源開發規劃區進行空間分析，得出礦產資源開發規劃執行情況(見表1)。

表1 開發規劃執行監測情況統計表

從表1監測結果來看，煤礦鼓勵開發區內2006年的煤礦采礦點較2003年減少50個，限制開采區內煤礦開采點較2003年增加1個，煤礦禁止開采區內較2003年減少2個，其余煤礦采礦點全部位于允許開采區內。按照《鄭州市礦產資源規劃》，到2005年煤礦山開采規模不低于9萬噸/年，監測結果顯示，監測到的新增煤礦采礦點，經與區內有效采礦權數據中礦山設計開采規模核對，新增礦井中除4個設計開采規模為6萬噸/年外，其余均在9萬噸/年以上，與規劃基本符合。

2006年監測結果與2003年相比，禁采區正在開采的灰巖和鋁土礦數量和面積明顯減少，禁采區、鼓勵開采區沒有發現正在開采的鋁土礦，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;區內沒有設置鋁土礦、無灰巖限制開采區，其余鋁土礦、灰巖采場全部位于灰巖鼓勵開采區和允許開采區內。

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，礦產資源管理的科學性不斷提高，礦產資源開發規劃基本得到了落實。

三、結論與展望

1.技術方法可行有效

從監測結果來看，新增礦井90%以上滿足開采規模不低于9萬噸/年的規劃要求，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，礦產資源規劃基本得到落實。

研究中根據解譯標志，借助地學相關理論、礦產資源開發特征及社會經濟資料用于礦產資源規劃監測的技術方法是行之有效的，可推廣應用到礦權監測、礦山環境治理監測、土地利用總體規劃監測等方面。

2.存在的問題及展望

從影像上看，部分窯場已開始土地復墾，但磚窯尚未拆除，今后可能存在死灰復燃的隱患，可將監測結果報至有關部門重點檢查或條件允許時進行實時監控。

研究中通過礦山環境動態監測從而掌握了礦產資源規劃的執行情況，但為了監測更全面，尚需結合礦體建模、三維可視化以及雷達差分干涉測量等技術進行集成對礦權、礦產儲量、地面沉降等進行多目標的監測，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在礦產資源規劃環評中的應用［J］.高校地質學報，2009，15(2)：218-225.

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

［3］ 王寶，談樹成，蔣順德，等.基于GIS的礦產資源規劃管理信息系統研發［J］.礦產保護與利用，2007(4)：1-5.

［4］ 方曉波，胡友彪.MAPGIS在淮南市礦產資源規劃中的應用［J］.礦山測量，2005(1)：19-21.

［5］ 葉玉豐.基于GIS技術的礦產資源規劃管理信息系統［J］.地質與資源，2004，13(1)：52-56.

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

［7］ 汪金花，李玉鳳.遙感技術在礦山資源管理中的研究與思考［J］.中國國土資源經濟，2007，20(9)：25-26.41.

［8］ 彭瑛，張志，彭丹，等.鄂西聚磷區礦產開發多目標遙感監測目視解譯技術［J］.工礦自動化，2009(4)：6-9.

［9］ 周世燁，賀茂林.3S技術在國土資源規劃和動態監測中的應用［J］.國土資源，2002(2)：30-31.

［10］ 康高峰，盧中正，李社，等.遙感技術在煤炭資源開發狀況監督管理中的應用研究［J］.中國煤炭地質，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技術應用與研究。