徐州市矿地一体化管理信息系统建设实践

喻存国,李 钢,尹鹏程

(1.武汉弘图数码科技有限公司,湖北武汉430073;2.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008;3.徐州市国土资源局,江苏徐州221006)

矿区国土资源管理在空间上涉及两个层面,一是地表及地表以下矿产资源的管理;二是地表的土地管理。从矿区国土资源管理的实践来看,还没有实现矿产资源管理及矿区土地管理两者间的有机关联,存在以下两个方面的问题:首先,矿产资源开采存在着无序开采、掠夺式开采、采富弃贫等违规开采现象,而开采现状、资源回收状况,以及储量动态变化数据也无法及时准确掌握,直接造成统计数据失真、矿产资源补偿费征收依据不足、规划开采无法落实,使得矿产资源浪费严重、矿山安全受到威胁;其次,矿区地表的土地塌陷及环境破坏现状不清、开采沉陷无法准确预计和地面塌陷责任不明导致了征迁计划、土地开发利用计划和生态环境重建规划的制定缺乏科学依据,加剧了矿区与社会的矛盾,已经成为影响矿区社会经济发展和人民生活最突出、最严重的生态环境问题。因此,为了将矿区地表的土地资源管理和相应空间的矿产资源管理有机的结合起来,打破土地、矿产资源信息孤岛造成的“先破坏、后治理、再破坏、再治理”的恶性循环,实现矿产资源与土地资源的一体化综合管理,徐州市在矿地一体化管理系统建设方面进行了初步探索,为矿区国土资源管理所需要的数据要素及辅助决策提供有力的技术支撑。

1 矿地一体化管理信息系统建设的思路

矿地一体化管理的实质是通过对矿产资源管理要素与土地管理要素的分析,以矿山为数据管理单元,构建矿地一体化空间数据模式,实现矿产资源管理要素与土地管理要素在立体空间上的有效衔接,采用 GIS技术保证同一地理空间地上地下数据要素的完整性和延续性,实现矿区矿产资源要素与土地要素的一体化管理。其实施思路如下:利用 GIS技术,实现在土地利用管理、土地权属管理、矿业权管理、储量管理及矿山生产等方面的应用,并以此为纽带,将国土资源行政管理部门与矿山企业密切结合,利用矿区土地与矿产资源一体化管理信息系统作为矿区国土资源管理的基本技术支持,实现地面与地下管理一体化,实现矿山地面与井下多种图件的内容综合、分层表达、要素提取以及统一处理,同时,实现对矿山企业资源开发状况的实时动态监测、越层越界开采和资源破坏的超前预警、土地塌陷破坏的准确预计预警以及矿产资源开发与土地资源保护的综合决策与最优化,达到保障采矿权人的合法权益,提前阻止浪费甚至破坏矿产资源的开发行为,保证矿产资源的优化配置和合理开发利用,防止矿山违法开采引发安全事故的发生,协调矿山与地方矛盾。

2 徐州市矿地一体化管理信息系统设计与实现

2.1 系统建设概述

徐州市在完成地下开采矿产资源开发利用现状调查及第二次土地调查的基础上,设计了地下矿产资源要素和地表土地管理要素一体化管理的数据库模型,采用 GPS、GIS、终端射频等技术手段,建成了矿地一体化管理信息系统。该系统实现了矿区资源开发状况的实时动态监测、越层越界开采和沉陷预计等资源破坏的超前预测预报和储量管理等功能,将矿产资源规划、土地利用规划、开采规划等计划数据纳入系统,可以为项目用地压覆矿产资源预审、矿产资源补偿费征收和村庄搬迁预警提供参考依据,可以对资源浪费和破坏性开采行为进行预警,提高矿产资源优化配置和合理开发调控的水平,减少矿山安全事故,为矿产资源管理提供辅助决策。

2.2 系统架构设计

系统采用传统的三层结构设计模式,即应用层、服务层和数据层。服务层采用COM组件技术,在A rcEngine图形平台基础上实现系统模块的搭建,通过A rcSDE数据引擎实现全市地表和地下海量空间数据的检索,通过O racle大型数据库载体实现数据库的管理和维护。动态监测模块通过射频、GPRS、GPS、Web等技术,实现矿山远程动态监测。系统框架设计如图1所示。

2.3 系统功能设计

系统实现了全市矿区数据、地表现状数据的“一张图”管理,提供按矿山、行政区域等方式对空间数据的检索,提供图形的浏览、选择、放大、缩小、平移、漫游、属性查询、图层管理等基本GIS功能和系统参数设置功能。系统分为数据转换模块、图形处理模块、矿山基本信息管理模块、预警预测模块和动态监测模块等模块。其中,数据转换模块可以将各个矿山提交的不同格式数据统一格式后导入到系统,并提供多种格式的导出功能;图形处理模块对数据进行加工、处理、入库,负责日常数据的变更和维护;矿山基本信息管理模块包括针对矿山分布、采矿权、设计方案变更、回采率、采掘现状等信息的管理,还包括储量计算、矿产资源补偿费管理及日常图件输出和报表统计输出;预警预测模块包括沉陷分析、越层越界预警预报、村庄搬迁分析、三下压覆矿产分析及地表现状地类分析等功能;动态监测模块包括越层越界监测、巷道内设备监测和掘进头监测等功能。矿地一体化管理信息系统功能结构如图2所示。

图1 矿地一体化管理信息系统架构

图2 矿地一体化管理信息系统功能结构图

2.4 系统数据库设计

矿地一体化管理信息系统以矿山作为数据管理单元,兼容 1∶500、1∶1000、1∶2000和1∶5000比例尺,土地利用现状数据采用第二次土地调查成果以行政村为管理单位,比例尺为1∶5000。空间数据与属性数据采取一体化存储方式,进行图文一体化操作。其中,空间数据库包括行政区要素、基础地理要素、土地现状要素[1]、矿产资源要素[2]等,属性数据库包括矿产资源属性、公共字典、权限组织等。矿地一体化管理信息系统数据库框架设计如图3所示。

2.5 系统实现及部署

矿地一体化管理信息系统系统采用集中分布式模式部署。其中,在矿山部署监测设备,通过GPRS进行数据传输,矿山企业也可通过Internet定期提交数据,系统对接收到的数据进行处理加工后更新数据库。市、县国土资源行政管理部门可以通过系统完成日常矿产资源业务管理工作。系统部署结构如图4所示。

图3 矿地一体化管理信息系统数据库框架

图4 矿地一体化管理信息系统系统部署结构图

3 结论与展望

徐州市在采矿权核查的基础上结合第二次土地调查成果建设了矿地一体化数据库,将矿区地下资源的赋存、储量、开发利用等信息与矿区地面土地的权属、破坏范围、破坏程度、塌陷土地的开发利用现状等信息进行一体化管理,解决了以往国土资源管理过程中地表土地管理要素与地下矿产资源管理要素各自独立、无法相互利用的问题,提升了徐州市矿政、地政信息化管理水平。我们希望通过系统的不断完善,能够逐步提高矿区国土资源的科学管理水平,实现矿区国土资源的合理利用,加快矿区国土资源管理的规范化、科学化和现代化建设。

[1] 国土资源部.土地利用数据库标准 [S].中华人民共和国土地管理行业标准,2007,TD/T1016.

[2] 国土资源部.矿产资源规划数据库标准 [S].中华人民共和国土地管理行业标准,2007,TD/T1016.