非煤礦山綜合治理技術支撐平臺設計關鍵技術

楊冬

（遼寧省自然資源事務服務中心，遼寧沈陽 110032）

遼寧省礦產資源相當豐富，尤其是大宗礦產煤、鐵、錳、鉬、金、銀等礦產，建筑材料礦產、冶金輔助原料礦產等基本齊全，且較配套，是國內外少有的礦產資源富集地區之一。

2018年10月，遼寧省政府印發了《關于深入貫徹落實新發展理念全面實施非煤礦山綜合治理的意見》，強化水泥用石灰巖礦管理，嚴控普通建筑用砂、石、粘土等礦山數量，全面實施以“礦權減量、礦業轉型、礦企安全、礦山生態、礦區修復”為主要內容的非煤礦山綜合治理，基本形成源頭控制、過程嚴管、后果嚴懲的嚴格管理體系，初步建立一個布局合理、節約高效、環境優美、安全穩定的非煤礦山開發建設新格局。通過“關閉、整合、整改、提升”等手段，依法關閉無證開采，不具備安全生產條件和破壞生態、污染環境等礦山，促進遼寧省礦產資源開發利用走科學規范、有序開采，循環利用、綠色生態道路。

為科學化與規范化地實現目標，促進經濟與環保的和諧發展，研究基于大數據、地理信息、人工智能等高科技手段對土地利用、環保、生態、地質、礦業等空間數據和業務數據進行科學管理。通過對砂石黏土礦產、非金屬礦、有色金屬礦的綜合治理業務需求進行分析，利用多源、多格式、多尺度地理數據，采用Client/Server （C/S）架構，建立非煤礦山綜合治理技術支撐平臺，實現對礦政管理的科學分析與輔助管理。

一、非煤礦山技術支撐平臺搭建方法

整合非煤礦山多源專題數據，建立統一空間參考、統一數據標準的非煤礦山綜合數據庫，利用ArcGIS二次開發技術，建立基于多源、多格式、多尺度地理數據的非煤礦山綜合治理技術支撐平臺。

1.建立綜合數據庫

對礦業權、生態保護紅線、自然保護地、永久基本農田、礦產資源規劃、第三次土地利用調查等多源矢量數據預處理，統一數據格式和空間參考，引入遼寧省天地圖公共服務數據作為平臺底圖數據。

（1）統一空間參考

將所有空間矢量數據轉換轉換到CGCS 2000大地坐標系，再將所有矢量數據統一投影到CGCS 2000投影坐標系下，投影方式為高斯3°帶投影，投影帶中央經線選123°（圖1）。

（2）統一數據格式

將存儲格式為MapGIS的地質相關數據轉換成shp數據，再將數據統一空間參考后，導入到gdb數據庫中，建立相應的數據層。

2.平臺架構設計

遵循簡單性、可擴展性、高效性和完備性的應用設計原則，非煤礦山綜合治理技術支撐平臺架構設計包括四部分，分別為應用層、服務層、數據層和基礎層（圖2）。

圖1 空間數據投影轉換

圖2 非煤礦山綜合治理技術支撐平臺架構設計

非煤礦山綜合治理技術支撐平臺系統采用C/S架構，基于ArcGIS Engine 構建平臺，提供查詢、統計、制圖、分析、報表輸出等非煤礦山綜合管理功能。

（1）基礎層

基于內部局域網絡環境（局域網、局域網wifi網絡）及操作系統軟件、GIS軟件、數據庫管理軟件、防病毒軟件、服務器、安全設備、交換機等軟硬件設備的部署。

（2）數據層

非煤礦山綜合治理技術支撐平臺數據庫分為現勢數據庫、歷史數據庫、歸檔數據庫。其中，現勢數據庫用來存儲礦山基礎地理信息數據和礦業權數據，礦業權數據是重點管理數據，同時也是“非煤礦山綜合治理技術支撐平臺”的核心數據資源；歷史數據庫用于存儲某一時期的歷史數據；歸檔數據庫中存儲現勢庫中的編輯更新歷史記錄。

（3）服務層

基于ARCSDE 訪問天地圖服務及現勢數據庫數、歸檔數據庫。服務層采用ArcGIS server技術，數據訪問以服務的方式進行通訊，通過連接空間和業務數據庫進行數據的組織。

（4）應用層

在服務層基礎上圍繞非煤礦山數據數據管理、數據分析、統計報表等需求，實現非煤礦山數據統一管理。

二、重要分析功能

1.礦山修復緊迫程度排序

修復緊迫程度指標是根據重點治理區塊、地質災害易發區、各級各類保護區、基本農田、城市規劃區建制城鎮、交通干線6個分級指標的加權計算值（權重和值為1），計算結果使用專題圖功能進行地圖顯示。

（1）設置計算參數。

設置6個等級指標的等級值，修改修復緊迫程度指標計算的權重，將權重和值設為1。在窗口修改對應參數（圖3），結果可保存到數據庫中供其他用戶使用，也可以保存到本地文件中。同樣，參數可以從數據庫中提取或者在本地文件中提取。

（2）結果展示

用分級色彩專題圖顯示采礦權礦山修復緊迫程度，也可通過礦權圖層屬性表查看計算結果（圖4）。

圖3 修復緊迫程度排序參數設置與計算窗口

2.礦權設置適宜性分析

礦權設置適宜性分析即靶向區塊生成。結合成礦帶（正比）、基本農田（反比）、土地利用現狀（反比），生態保護紅線（反比）、各級各類保護區（礦產資源限制開發區_規劃、礦產資源禁止開采區_規劃、其它類型禁止開發區）（反比）、城市規劃區建制城鎮距離分等級（遠好）。通過求交空間運算分析適宜設置礦權的地理空間位置。用邏輯公式表達為：礦權設置適宜性分析=成礦帶∩！基本農田∩！各級各類保護區（自然保護區、風景名勝區、文物保護區、自然保護地）∩！生態保護紅線∩！礦產資源限制開發區_規劃∩！礦產資源禁止開采區_規劃∩！城市開發邊界50千米緩沖區。其中城市開發邊界緩沖半徑值可設置，∩表示交運算，∩！表示非運算。

礦權設置適宜性分析結果是計算生成一個面狀圖層，表示適合布置新礦山的空間區域（圖5），綠色圖層表示該區域可設置礦業權。

圖4 修復緊迫程度排序專題圖顯示

圖5 礦權設置適宜性分析結果

三、結語

研究基于多源、多格式、多尺度地理數據，采用C/S架構，設計建立了非煤礦山綜合治理技術支撐平臺，實現了對土地利用、環保、生態、地質、礦業等空間數據和業務數據的科學管理，以及對閉坑礦山修復緊迫程度、礦業權設置區域適宜性及區域礦產資源開發強度進行了科學分析。