非煤矿山综合治理技术支撑平台设计关键技术

杨冬

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁沈阳 110032）

辽宁省矿产资源相当丰富，尤其是大宗矿产煤、铁、锰、钼、金、银等矿产，建筑材料矿产、冶金辅助原料矿产等基本齐全，且较配套，是国内外少有的矿产资源富集地区之一。

2018年10月，辽宁省政府印发了《关于深入贯彻落实新发展理念全面实施非煤矿山综合治理的意见》，强化水泥用石灰岩矿管理，严控普通建筑用砂、石、粘土等矿山数量，全面实施以“矿权减量、矿业转型、矿企安全、矿山生态、矿区修复”为主要内容的非煤矿山综合治理，基本形成源头控制、过程严管、后果严惩的严格管理体系，初步建立一个布局合理、节约高效、环境优美、安全稳定的非煤矿山开发建设新格局。通过“关闭、整合、整改、提升”等手段，依法关闭无证开采，不具备安全生产条件和破坏生态、污染环境等矿山，促进辽宁省矿产资源开发利用走科学规范、有序开采，循环利用、绿色生态道路。

为科学化与规范化地实现目标，促进经济与环保的和谐发展，研究基于大数据、地理信息、人工智能等高科技手段对土地利用、环保、生态、地质、矿业等空间数据和业务数据进行科学管理。通过对砂石黏土矿产、非金属矿、有色金属矿的综合治理业务需求进行分析，利用多源、多格式、多尺度地理数据，采用Client/Server （C/S）架构，建立非煤矿山综合治理技术支撑平台，实现对矿政管理的科学分析与辅助管理。

一、非煤矿山技术支撑平台搭建方法

整合非煤矿山多源专题数据，建立统一空间参考、统一数据标准的非煤矿山综合数据库，利用ArcGIS二次开发技术，建立基于多源、多格式、多尺度地理数据的非煤矿山综合治理技术支撑平台。

1.建立综合数据库

对矿业权、生态保护红线、自然保护地、永久基本农田、矿产资源规划、第三次土地利用调查等多源矢量数据预处理，统一数据格式和空间参考，引入辽宁省天地图公共服务数据作为平台底图数据。

（1）统一空间参考

将所有空间矢量数据转换转换到CGCS 2000大地坐标系，再将所有矢量数据统一投影到CGCS 2000投影坐标系下，投影方式为高斯3°带投影，投影带中央经线选123°（图1）。

（2）统一数据格式

将存储格式为MapGIS的地质相关数据转换成shp数据，再将数据统一空间参考后，导入到gdb数据库中，建立相应的数据层。

2.平台架构设计

遵循简单性、可扩展性、高效性和完备性的应用设计原则，非煤矿山综合治理技术支撑平台架构设计包括四部分，分别为应用层、服务层、数据层和基础层（图2）。

图1 空间数据投影转换

图2 非煤矿山综合治理技术支撑平台架构设计

非煤矿山综合治理技术支撑平台系统采用C/S架构，基于ArcGIS Engine 构建平台，提供查询、统计、制图、分析、报表输出等非煤矿山综合管理功能。

（1）基础层

基于内部局域网络环境（局域网、局域网wifi网络）及操作系统软件、GIS软件、数据库管理软件、防病毒软件、服务器、安全设备、交换机等软硬件设备的部署。

（2）数据层

非煤矿山综合治理技术支撑平台数据库分为现势数据库、历史数据库、归档数据库。其中，现势数据库用来存储矿山基础地理信息数据和矿业权数据，矿业权数据是重点管理数据，同时也是“非煤矿山综合治理技术支撑平台”的核心数据资源；历史数据库用于存储某一时期的历史数据；归档数据库中存储现势库中的编辑更新历史记录。

（3）服务层

基于ARCSDE 访问天地图服务及现势数据库数、归档数据库。服务层采用ArcGIS server技术，数据访问以服务的方式进行通讯，通过连接空间和业务数据库进行数据的组织。

（4）应用层

在服务层基础上围绕非煤矿山数据数据管理、数据分析、统计报表等需求，实现非煤矿山数据统一管理。

二、重要分析功能

1.矿山修复紧迫程度排序

修复紧迫程度指标是根据重点治理区块、地质灾害易发区、各级各类保护区、基本农田、城市规划区建制城镇、交通干线6个分级指标的加权计算值（权重和值为1），计算结果使用专题图功能进行地图显示。

（1）设置计算参数。

设置6个等级指标的等级值，修改修复紧迫程度指标计算的权重，将权重和值设为1。在窗口修改对应参数（图3），结果可保存到数据库中供其他用户使用，也可以保存到本地文件中。同样，参数可以从数据库中提取或者在本地文件中提取。

（2）结果展示

用分级色彩专题图显示采矿权矿山修复紧迫程度，也可通过矿权图层属性表查看计算结果（图4）。

图3 修复紧迫程度排序参数设置与计算窗口

2.矿权设置适宜性分析

矿权设置适宜性分析即靶向区块生成。结合成矿带（正比）、基本农田（反比）、土地利用现状（反比），生态保护红线（反比）、各级各类保护区（矿产资源限制开发区_规划、矿产资源禁止开采区_规划、其它类型禁止开发区）（反比）、城市规划区建制城镇距离分等级（远好）。通过求交空间运算分析适宜设置矿权的地理空间位置。用逻辑公式表达为：矿权设置适宜性分析=成矿带∩！基本农田∩！各级各类保护区（自然保护区、风景名胜区、文物保护区、自然保护地）∩！生态保护红线∩！矿产资源限制开发区_规划∩！矿产资源禁止开采区_规划∩！城市开发边界50千米缓冲区。其中城市开发边界缓冲半径值可设置，∩表示交运算，∩！表示非运算。

矿权设置适宜性分析结果是计算生成一个面状图层，表示适合布置新矿山的空间区域（图5），绿色图层表示该区域可设置矿业权。

图4 修复紧迫程度排序专题图显示

图5 矿权设置适宜性分析结果

三、结语

研究基于多源、多格式、多尺度地理数据，采用C/S架构，设计建立了非煤矿山综合治理技术支撑平台，实现了对土地利用、环保、生态、地质、矿业等空间数据和业务数据的科学管理，以及对闭坑矿山修复紧迫程度、矿业权设置区域适宜性及区域矿产资源开发强度进行了科学分析。