廣東省礦山越界開采遙感調查與監測研究

王耿明，朱俊鳳，王忠忠，朱 鑫，吳海陸

(廣東省地質調查院，廣州 510080)

0 引言

礦產資源是國民經濟和社會發展的重要物質基礎，長期以來，由于多種原因，我國礦產資源開發利用與管理比較粗放，在造成礦產資源嚴重浪費的同時還引發系列環境問題，因此加強礦產資源開發監管是礦山生態文明建設的一項內容。近年來遙感技術的不斷發展，尤其是高分辨率遙感影像的大規模應用，為礦山開發調查與監測提供了快速、有效的技術手段[1]。

當前，國內遙感科技工作者主要是利用遙感技術，開展礦產資源開發利用狀況和礦山環境的遙感調查與監測，發揮了遙感技術優勢，取得了良好效果。然而作者發現，在礦產資源開發利用狀況遙感調查中，前人多關注于無證開采礦山，對越界開采礦山遙感調查尚未給予足夠重視。

本次研究在廣東省范圍內開展越界開采遙感調查，總結礦山越界開采遙感技術方法，獲取較為真實的最新廣東省越界開采礦山調查數據，通過近三年的遙感動態監測發現越界開采規律，并提出整頓礦山越界開采對策，為礦政管理提供遙感技術支撐。

1 研究區與數據源

1.1 研究區礦山開發現狀

廣東省是有色金屬、貴重金屬、稀有稀土稀散金屬和放射性金屬等礦產的重要聚集區。廣東省礦產資源礦種比較齊全，優勢礦產集中度高，儲量較大，有色金屬有較大優勢；但大宗支柱性礦產資源短缺，部分礦產貧礦多、共生伴生礦多[2]。

截止2012年底，廣東省共有 1 599 個采礦權，其中部省發證采礦權283個，市縣發證采礦權 1 316 個。數據表明：廣東省大中型有色金屬礦數量較多，主要開采鐵礦、鉛鋅礦和稀土礦等；中小型非金屬礦為數眾多，主要為飾面建筑用、高嶺土、水泥原料等非金屬礦，主要開采陶瓷土、建筑用花崗巖、飾面用花崗巖和磚瓦用粘土等。按分布規律，這些礦山主要分布在粵北韶關、清遠和粵東梅州、河源，以及粵西肇慶等地區。

1.2 數據源

研究采用2010 年-2012 年度三年的廣東省土地變更調查與遙感監測數據，均經過幾何精糾正，覆蓋廣東省全域，數據源以高中分辨率衛星影像為主，精度能夠滿足礦山越界調查工作要求。分析表明數據源種類較多，空間分辨率為 0.5 m～5 m，高分辨率影像以Worldview、Quickbird、Pleiades為主，主要分布在珠三角、潮汕和粵西北地區；中分辨率影像以Rapideye、Spot 5、YG2為主，主要分布在粵西、粵東兩翼山區。近年來國產YG2、YG8、TH1和ZY3衛星數據大量用于礦山遙感調查與監測，應用實踐表明,國產數據源同樣能達到礦山越界調查精度要求。

2 技術方法

2.1 越界開采

采礦權人超越批準的礦區范圍進行的采礦活動，判定為越界開采(越界開采不包括超層越界和地下越界)。越界開采按開采方式分為三類：①露天開采礦山主要是開采面超越采礦權范圍；②硐采礦山為開采硐口、井口位于采礦權范圍外；③聯合開采只要開采面或開采點其中一項越界，就判定為越界開采。在野外實地調查中，露天開采礦山主要為活動開采面越界，廢棄采場、中轉場地、固體廢棄物和礦山建筑不屬于越界開采；硐采礦山主要為正在開采的硐口、井口越界，廢棄的也不屬于越界開采[3]。

2.2 技術方法

首先，收集全國土地變更調查與遙感監測數據和基礎地質礦產資料，尤其是最新的國土資源部下發采礦權、探礦權數據庫，以ArcGIS 9.3軟件為主要平臺，采用目視解譯和人機交互解譯方法，通過野外踏勘建立越界開采解譯標志，在已經過正射校正的2012年度廣東省土地變更遙感影像上套合2012年度廣東省采礦權范圍，同時套合上一年度土地變更正射校正遙感影像。通過兩期影像對比分析，在廣東省1 599個開采礦山提取正在開采礦山開采面和開采點的疑似越界開采圖斑，主要為活動開采面和開采硐口、井口，并編制遙感解譯記錄表；其次，對初步解譯越界開采圖斑開展野外調查驗證，用數碼相機拍攝實地照片并做好詳細的文字記錄，根據野外調查結果，對室內解譯圖斑進行修改、補充，完善越界開采解譯成果，調查每一個越界開采礦山的位置、坐標和企業名稱，判斷其開采礦種類型；最后，開展越界開采圖斑統計匯總，開展綜合分析與研究，編制分布圖件和成果報告(圖1)[4-5]。

圖1 礦山越界開采遙感調查技術路線圖Fig．1 The remote sensing survey technique route chart of mine surpass confines of exploitation

圖3 2012年度廣東省礦山越界開采按礦種統計Fig．3 The mine surpass confines of exploitation statistical histogram of Guangdong province of 2012 according to mine sort

3 遙感調查結果

3.1 遙感調查結果

根據礦山越界開采遙感調查技術方法和路線，套合2012年度采礦權數據開展2012年度礦山越界開采遙感解譯，解譯圖斑都經過野外實地調查驗證，排除圖斑中的關閉礦山，確認超越采礦權的采場為主要活動開采面，只保留越界開采比較嚴重的圖斑(通常為活動開采面一半以上越出礦權外)，并且嚴格按照技術要求界定越界開采和無證開采的區別，絕大部分疑似違法礦山都歸并為無證開采，在這個原則下在廣東省調查出21個越界開采礦山，每一個越界開采圖斑均佐以2012年度影像、礦權套合圖和野外實地相片(圖2)，獲取相對客觀可靠的廣東省礦山越界開采最新狀況(圖3)。

圖2 礦山越界開采遙感解譯圖及野外相片Fig．2 The remote sensing explain chart of mine surpass confines of exploitation and field picture

3.2 分析評價

遙感調查結果表明：①廣東省21個地級市中有8個市、14個縣區存在越界開采礦山，主要分布在粵北、粵東和潮汕地區，越界開采比較嚴重的主要為清遠市，其次為河源市；②越界開采礦種涉及金屬礦和非金屬礦，金屬礦主要為鐵礦，非金屬礦主要為飾面建筑用、高嶺土、水泥原料等，其中建筑用花崗巖越界開采最為嚴重，其次為陶瓷土、高嶺土，以及大理巖、建筑用砂巖和建筑石料用灰巖；③礦山企業主要為市縣級發證的中小型礦山企業，主要為采石場，其次為瓷土場，部省級發證的大中型礦山企業較少，其中有兩處礦山為持續越界開采，即上一年度也為越界開采，分別為鐵礦和高嶺土礦山。

研究表明，廣東省礦業越界開采秩序相對較好，存在越界開采問題的礦山相對不多，而且主要以小型非金屬礦山為主。越界開采礦種主要為建筑用和陶瓷用，這跟當地的經濟、人口狀況密切相關，一般經濟相對比較落后、人口密度較大地區開采建筑用石材的強度會比較大，另外珠三角陶瓷產業轉移到這些地區，當地企業對陶瓷土的需求量也會比較大，這些都會造成部分企業鋌而走險，盲目擴大采礦生產范圍，造成越界開采的礦業違法現象[6-7]。

4 遙感動態監測

通過2010 年-2012年度礦山越界開采遙感調查，分析近三年調查結果，總結廣東省礦山越界開采特征、規律和趨勢(圖4)。研究表明：①總體上看，廣東省越界開采礦山逐年增加，呈越來越嚴重趨勢；②從越界開采地區上看，近三年越界開采礦山分布地區相差較大，三年都存在越界開采問題的為韶關市，這跟韶關是廣東最主要的礦業大市有關；③從越界開采礦種上看，2010年主要為鐵礦和高嶺土越界開采最嚴重，2011年主要為鐵礦和陶瓷土越界開采較嚴重，2012年主要為建筑用花崗巖和陶瓷土越界開采較嚴重。遙感動態監測結果表明，礦山持續違法越界開采的現象不多，這也從側面反映了遙感調查結果被礦政管理部門作為執法依據，在礦業整頓過程中發揮著巨大作用，遙感為國家礦產資源合法有序開發提供了一雙銳利的“天眼”[8]。

圖4 2010-2012年廣東省礦山越界開采數量統計Fig．4 The mine surpass confines of exploitation statistical histogram of Guangdong province of 2010-2012

5 存在問題與建議

5.1 主要存在問題

由于遙感調查的數據類型分布不均，全省衛星數據類型多達十幾種，而且有些數據分辨率相差甚遠，通常在珠三角、潮汕地區和粵西北等地區為1 m以內的高分數據，在粵西、粵東山區為2.5 m～5 m的中分數據，數據精度的不均造成調查成果有一定的偏差。在工作開展中我們將加大野外調查力度，來擬補部分地區數據源不均對工作的影響。

廣東省有采礦權的礦山有1 599處，潛在的越界開采礦山遠不止21處，遙感解譯結果表明，大部分采石場和采土場或多或少都有越界開采的嫌疑，包括部分大中型國有金屬礦山，普遍存在少部分開采面超越采礦權范圍的情況，通過野外調查這越界部分是否為活動開采面，排除其為中轉場地、固體廢棄物等類型。實踐表明，確實有不少礦山屬于輕度越界開采，而且很多越界開采區域已經停采，由于技術要求沒有統一的規定，對越界開采的判別造成了一定的困難。

另外，由于目視解譯人員的技術水平和松緊尺度不一，會造成不同地區遙感調查精度的不統一，有些地方工作細致一點就會抓到較多的越界開采礦山，限于時間和精力的關系也不可能對所有越界開采礦山一網打盡。在遙感動態監測過程中，不同人員解譯的成果有一定的偏差，會造成兩年或者三年越界開采的礦山完全不一致，事實上持續越界開采的礦山還是比較嚴重的。

5.2 幾點建議

1)建議要在前幾年成果基礎上開展下一年度越界開采遙感調查，逐年增加形成一個越界開采的礦山“黑名單”，并且重點關注那些持續越界開采礦山。建議進一步規范技術要求，力求在工作尺度上保持相對一致，使得遙感調查成果更為真實可靠。

2)礦山越界開采危害較大，不僅會造成國有礦產資源的大量流失，同時也會占用大量耕地和林地，造成地質災害及其隱患，部分越界礦山還會危害到水源、道路和村莊。當前廣東省為數眾多的礦山，尤其是采石場、采土場普遍存在越界開采現象，只是越界開采的范圍較小，只有少數礦山越界開采較嚴重，這種現象應引起礦政管理部門的足夠重視。建議設置采礦權范圍應更為合理，同時對越界開采比較嚴重的礦山要加大執法力度，勒令企業停頓整改，對越界礦區開展恢復治理。遙感作為有效服務于礦政管理的一門高新技術，理應在礦山調查與監測中作為支撐技術發揮更大的作用。

6 結論

1)本次研究根據越界開采的準確定義，歸納總結礦山越界開采的技術方法，并且建立礦山越界開采技術路線，為今后開展此類遙感調查工作提供方法借鑒。

2)利用2012年度的廣東省采礦權和土地變更遙感數據，開展礦山越界開采遙感調查，經野外驗證調查出21個越界開采礦山，通過分析評價，總結2012年度廣東省礦山越界開采的特征、狀況和形成原因，獲取相對客觀可靠的廣東省礦山越界開采最新狀況。

3)通過2010 年-2012年度廣東省礦山越界開采遙感動態監測，獲取近三年礦山越界開采情況、規律和發展趨勢，得出廣東省越界開采呈越來越嚴重的趨勢，下一步需要有關部門加大監管和執法力度。

4)礦山越界開采遙感與監測方法并不是很成熟，在工作開展過程中存在一些問題，需要我們遙感人努力克服種種困難，提高遙感技術在礦山調查與監測領域的生命力，作為支撐技術在礦政監管中發揮更大的正能量。

參考文獻：

[1] 楊金中，秦緒文，聶洪峰，等.礦山遙感監測工作指南[M].北京：中國大地出版社，2009.

[2] 王耿明，黃鐵蘭，朱俊鳳，等.離子吸附型稀土礦資源潛力的遙感定量預測--基于SPOT 5數據的地貌研究[J].國土資源遙感，2012，92(1)：127-131.

[3] 聶洪峰，秦緒文，林健，等.礦山遙感調查與監測項目技術要求[Z].2012.

[4] 楊金中，秦緒文，張志，等.礦山遙感監測理論方法與實踐[M].北京：測繪出版社，2011.

[5] 秦緒文，楊金中，康高峰，等.礦山遙感監測技術方法研究[M].北京：測繪出版社，2011.

[6] 王耿明，朱俊鳳，黃鐵蘭，等.廣東省礦山開發遙感調查與監測工作項目設計書[R].廣州：廣東省地質調查院，2012：56-125.

[7] 王耿明，黃鐵蘭，朱俊鳳，等.廣東省礦山環境監測2014年度設計[R].廣州：廣東省地質調查院，2014：65-119.

[8] 鄒蒲，劉立，夏樂，等.廣東韶關有色金屬礦集區遙感地質綜合調查成果報告[R].長沙：湖南省地質環境監測總站，2011：44-97.