让矿山监管更智慧

◎ 本刊记者 王敏 通讯员 贾宝

遥感影像、无人机、北斗齐上阵，河南省测绘地理信息技术中心发挥测绘技术优势，助推矿山精准化、智能化监管——

长期以来，矿山开发利用监管存在越层越界发现难、超量开采发现滞后、基层监管人员不足等诸多难题。2020 年8 月，河南省副省长刘玉江来河南省测绘地理信息技术中心调研时，部署了非法矿山和违法采矿监测这一艰巨任务，要求推进测绘地理信息技术支撑全省矿山开采遥感动态监测。

河南省自然资源厅亦明确要求，要利用无人机、遥感监测、视频监控、定期查验等技术手段，对重点矿区、重点矿种、重点矿企开发利用情况实施重点监控，及时发现、从严查处无证开采、越界开采等违法行为。

一年来，河南省测绘地理信息技术中心积极贯彻落实刘玉江副省长调研时的重要部署，按照河南省自然资源厅要求，发挥测绘技术和资源优势，以“发现难、查证难、定位难”为切入点，利用卫星遥感、无人机倾斜摄影、北斗高精度定位等高科技手段，积极探索“天上看、空中探、地上查、网上管”的矿山监管模式，确保违法违规采矿行为“早发现、早制止、早处理”，为推进矿山精准化、精细化、智能化监管提供了有力支撑。

“天上看”——利用卫星遥感影像，动态监测全省矿山开采变化

以往，各级自然资源部门主要依靠日常巡查、群众举报等方式开展矿山监管，存在违法采矿行为“发现难”、监管工作周期长、效率低等难题，执法屡屡陷入“猫捉老鼠”的怪圈。得益于卫星遥感这一“天眼”的技术支持，违法采矿行为隐匿再深也无所遁形。

按照河南省测绘地理信息技术中心部署，河南省测绘工程院按季度开展全省矿山开采变化动态遥感监测，对矿山“基期-现期”遥感影像进行对比，分析掌握矿山资源开发状况、矿山生态修复、矿山资源开采执法检查等情况，助力政府部门对矿山开采及生态环境修复的综合治理。

项目以0.8米和2.0米分辨率国产卫星遥感影像、重点区域无人机正射影像和敏感区域实时监控影像为本底源，整合叠加省部级矿业权、生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界、数字高程模型等数据，每季度对照上一季度影像，通过计算机自动识别和人机交互目视解译方法，提取全省矿山开采变化图斑，及时发现矿山越界开采、矿山环境破坏与恢复、擅自变更开采方式等问题。

最终，项目形成了现势性强、精度高、全覆盖的全省矿山开采变化监测数据库，构建了全省统一的矿山开采变化动态监测系统。该系统叠加了省部级矿业权、生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等数据，具备变化图斑面积量算、统计汇总等功能，能够快速统计出相关区域的矿山开采利用情况，便于相关部门全面掌握矿山开采变化的具体位置、变化趋势等情况，为矿山的精准化管理提供数据支撑。

“黄线内是合法采矿范围，红线、蓝线、绿线范围都不是采矿用地，分别是去年第一、第二、第三季度的开采超占用地范围，第四季度范围没有扩大。我们再叠加2021 年3 月无人机正射影像，可以发现，该矿区超占用地范围又扩大了，就是粉线部分，明显有被挖掘的痕迹。”打开全省矿山开采变化动态监测系统，河南省测绘工程院空间大数据应用中心主任吕宝奇向记者演示了河南某矿区近期的图斑变化。

据统计，2020 年，共提取河南省矿山开采变化图斑7766 个，2021 年1 月至6 月，共提取全省开采变化图斑4715 个。从2020 年第四季度开始，全省矿山开采面积增长速度明显放缓，其中，安阳市季度增长面积下降率超过91%，真正做到了违法违规采矿行为“早发现、早制止”的精准化管理效果。

“目前，我们制作的河南省矿山遥感动态监测报告已提交给有关部门核实，用以整顿和规范矿产资源开发秩序，遏制违法采矿行为，有效保护和合理利用矿产资源。”河南省测绘工程院副院长张留民说。

此外，除了能及时发现矿山越层越界、超量开采等违法违规行为，项目还能对矿山生态环境变化进行监测。

“这是濮公山地质公园多期遥感影像，2012 年，这里还是一片矿区，满目疮痍，濮公山生态修复项目启动以后，2015 年，矿区局部发生了改善，到2017 年，濮公山公园已初见雏形，2020 年7 月，矿区趋于稳定。通过近8 年的生态修复之后，昔日的‘废弃矿山’已经变为‘绿水青山’。”项目负责人张小红介绍说。

精致廊桥横卧天池之间，一湖墨绿，相得益彰；登山栈道蜿蜒回转，绿树掩映，若隐若现……夏日，走进信阳市息县濮公山地质公园，宛如走进一幅风光旖旎的生态画卷。很难想象，几年前这里还是一片矿坑遍布、沟壑纵横的采石场。

河南省测绘工程院利用不同时相的高分辨率卫星遥感影像，对该矿山地质环境修复变化进行了动态监测，见证了这片“矿坑废墟”的蝶变。

“空中探”——无人机倾斜摄影，让重点矿区实现精细化管理

3 月17 日上午约9 点半，雾气慢慢消散，林州市某石料厂一处平坦空地上，技术人员肖凯对仪器参数、电池电量、航飞路线等检查完毕后，一架搭载五镜头的倾斜摄影无人机缓缓升起，飞向约320 米的高空，开始按照既定航线飞行，全方位、多角度获取石料厂的高分辨率影像数据。

● 矿山开采变化图斑

这些数据经预处理、空三加密、影像匹配、自动纹理映射等内业处理后，将形成该石料厂的实景三维模型。

打击矿山违法开采行为，最棘手的问题是“查证难”“定量难”。以往，多采用粗略估算，或请第三方公司来测量计算违法开采量 ；而在二维平面地图上，矿区开采超占的深度和开采量亦难以精准计算，不利于严厉打击违法开采行为、维护矿产资源开发秩序。

因此，河南省测绘工程院充分发挥无人机多镜头、多角度、多分辨率、精度高的优势，获取重点矿区倾斜摄影数据，建立了实景三维模型，逐渐形成河南省重点矿区三维模型数据库，实现二三维矿区信息的一体化显示与分析。目前，已在信阳市、新密市、安阳市、禹州市等地20 个重点矿区构建了实景三维模型。

“与二维平面地图相比，实景三维模型更加立体直观，信息含量更为丰富，可真实反映矿山地形地貌、开采变化及生态修复现状，工作人员无需去现场即可查看矿区的实际情况。”张留民介绍，利用相关软件，还能够实现实景三维模型的多视角浏览，在模型上对矿区开采面积、开采量等信息直接量测，真实反映矿区实际开采状况，不仅能为违法开采行为处罚提供精准依据，还能有效推动矿山的精细化、立体化管理。

“这是我们采用无人机倾斜摄影技术，获取的信阳某石料厂的实景三维模型。绿线内是合法开采区域，旁边这部分是越界开采范围。我们以正射、俯视的角度，在模型上对该越界范围进行面积、挖方量计算，可以得出，该范围开采面积约为4391 平方米，越界挖方量约为18 万立方米。”张小红演示说。

● 外业核查变化图斑

● 开展无人机航飞

“地上查”——研发监管系统，破解违法行为“定位难”

6 月18 日一大早，安阳市自然资源和规划局执法人员陶黎明便奔赴各矿区，开始对矿山开采变化图斑进行核实举证。到达一处建筑石料用灰岩矿区时，陶黎明拿出手机，打开安阳市自然资源在线监管系统App，跟着App 上的导航箭头走走停停，查询图斑属性、精确定位、拍照取证、确定面积、上传……不到半小时，这处疑似违法采矿行为便取证完毕。

“过去，我们巡查时要满山找违法开采点，还得带着图纸现场比对，找专业测绘队员测量开采面积，周期长，效率低。如今，有了这个App，我们告别了‘外业满山跑’的传统巡查模式，执法效率和准确度都大幅度提升了。”陶黎明说。

自然资源在线监管系统集现场核查、监管、导航为一体，是矿山开采变化动态监测项目的重要一环。该系统以“天地图”为底图，叠加高清遥感影像、矿山开发边界、矿山季度变化图斑、行政区划等信息，具备移动“一张图”功能，可实现矿山开采变化图斑的现场核查、高精度定位、录入编辑、实时上报等操作，有效解决矿山开采变化监测滞后、开采量模糊、现场巡查定位难等问题。

值得一提的是，系统提供的电子围栏巡查监管预警功能，可表示出监管范围，若越界则会发出信号预警，便于及时采取措施制止违法开采行为。“比如，现场核查人员若进入生态保护区，移动端会自动报警，提示该位置已跨越生态红线。”吕宝奇说。

目前，自然资源在线监管系统已在安阳市殷都区、龙安区、林州市等市（区）自然资源和规划局推广应用。70 多名工作人员正在使用该系统，对安阳市2020年度矿山开采变化图斑进行现场核查，结合现场踏勘结果和档案资料，可清楚了解每一个变化图斑的开发状况，为安阳市摸清矿山开采现状，掌握矿山开采趋势，严厉打击违法开采行为，制定矿山环境保护与恢复治理规划提供科学依据。

据了解，在安阳市自然资源和规划局的及时监管下，安阳市矿山开采量大幅降低，开采点数量逐渐减少，尤其2021 年第一季度与2020 年第四季度相比越界开采面积扩大的趋势大幅降低，由2020 年第四季度687.98 亩降为2021 年一季度的112.78 亩，矿山监测监管工作取得了良好效果。

“网上管”——基于北斗＋视频监控，打开科技监管新局面

为强化矿山开采监管的全面性、实效性，遏制违法违规采矿行为，河南省测绘工程院以信阳市新县为试点，基于“天地图·河南”，根据矿山开采、矿车运输等监管工作的实际需求，依托北斗高精度定位、三维GIS、物联网等高新技术，以实景三维模型为展示基础，构建了新县矿山安全生产监管系统，让工作人员足不出户即可对矿山进行巡查监管。

项目通过在矿山制高点安装高清全景摄像头，在矿山进出口部署车辆抓拍设备，在生产区、办公区设置高清红外球机等，实现了矿区内全天候无死角实时远程监控。同时，运用视频行为分析、自动跟踪、人脸抓拍识别等多种智能分析技术，对实时视频和录像回放视频进行逐帧分析，自动过滤无用的视频图像，让安保人员专注于有“价值”的视频。

“这相当于给矿区配置了一个‘永不疲劳’的保安，日夜巡查监管矿山开采利用情况，为矿山监管提供了有力保障。同时，变被动监控为主动监控，达到矿区安全生产‘事前防范、事中处理、事后分析’的目的。”河南省测绘工程院地理信息中心主任李存文说。

项目还为进出矿区的所有车辆安装了北斗定位器，实现矿车的全天候实时定位监控。“通过矿山安全生产监管系统，可以查看所有矿车的实时位置、行驶状态、报警信息、车辆轨迹等，并对车辆总数、在线车辆、离线车辆等车辆运行状况进行分析，每一辆车的进场和离场都会有语音提醒，便于对车辆进行统一管理和调度。”李存文介绍。

为防止车辆驾驶员私下拆除定位器，项目还给设备装载了高灵敏度光线感应器，一旦设备拆除，就会向电脑或手机端发出报警信息。

“矿山安全生产监管系统，集成了三维模型数据、视频监控数据等，实现了矿区监管、车辆位置服务、三维场景空间一体化分析与综合管理。工作人员无需频繁前往各矿区实地巡查，通过监控中心大屏幕即可实时远程监控矿山开采进度、开采范围，以及矿车载矿出厂后的实时位置和行驶路线等，对违规采矿行为形成有力震慑，营造出不敢、不能、不想违规的监管氛围，有效提高了矿山监管的信息化水平。”李存文说。

矿产资源，是宝贵的战略物资，事关国计民生，要做到心中有数，合理保护。“下一步，我们将持续提高数据精度，逐步建立矿山监测区域0.2 米分辨率航空影像和1 米格网数字高程模型本底数据库，进一步完善矿山开采变化动态监测机制，加大监测密度和频次，真正做到对违法采矿行为‘发现在初始，制止在萌芽’，努力维护全省矿产资源开发秩序的健康与稳定，守护河南的绿水青山。”河南省测绘工程院院长肖锋如是说。