徐州市礦地一體化管理信息系統(tǒng)建設實踐

喻存國,李 鋼,尹鵬程

(1.武漢弘圖數碼科技有限公司,湖北武漢430073;2.中國礦業(yè)大學環(huán)境與測繪學院,江蘇徐州221008;3.徐州市國土資源局,江蘇徐州221006)

礦區(qū)國土資源管理在空間上涉及兩個層面,一是地表及地表以下礦產資源的管理;二是地表的土地管理。從礦區(qū)國土資源管理的實踐來看,還沒有實現礦產資源管理及礦區(qū)土地管理兩者間的有機關聯,存在以下兩個方面的問題:首先,礦產資源開采存在著無序開采、掠奪式開采、采富棄貧等違規(guī)開采現象,而開采現狀、資源回收狀況,以及儲量動態(tài)變化數據也無法及時準確掌握,直接造成統(tǒng)計數據失真、礦產資源補償費征收依據不足、規(guī)劃開采無法落實,使得礦產資源浪費嚴重、礦山安全受到威脅;其次,礦區(qū)地表的土地塌陷及環(huán)境破壞現狀不清、開采沉陷無法準確預計和地面塌陷責任不明導致了征遷計劃、土地開發(fā)利用計劃和生態(tài)環(huán)境重建規(guī)劃的制定缺乏科學依據,加劇了礦區(qū)與社會的矛盾,已經成為影響礦區(qū)社會經濟發(fā)展和人民生活最突出、最嚴重的生態(tài)環(huán)境問題。因此,為了將礦區(qū)地表的土地資源管理和相應空間的礦產資源管理有機的結合起來,打破土地、礦產資源信息孤島造成的“先破壞、后治理、再破壞、再治理”的惡性循環(huán),實現礦產資源與土地資源的一體化綜合管理,徐州市在礦地一體化管理系統(tǒng)建設方面進行了初步探索,為礦區(qū)國土資源管理所需要的數據要素及輔助決策提供有力的技術支撐。

1 礦地一體化管理信息系統(tǒng)建設的思路

礦地一體化管理的實質是通過對礦產資源管理要素與土地管理要素的分析,以礦山為數據管理單元,構建礦地一體化空間數據模式,實現礦產資源管理要素與土地管理要素在立體空間上的有效銜接,采用 GIS技術保證同一地理空間地上地下數據要素的完整性和延續(xù)性,實現礦區(qū)礦產資源要素與土地要素的一體化管理。其實施思路如下:利用 GIS技術,實現在土地利用管理、土地權屬管理、礦業(yè)權管理、儲量管理及礦山生產等方面的應用,并以此為紐帶,將國土資源行政管理部門與礦山企業(yè)密切結合,利用礦區(qū)土地與礦產資源一體化管理信息系統(tǒng)作為礦區(qū)國土資源管理的基本技術支持,實現地面與地下管理一體化,實現礦山地面與井下多種圖件的內容綜合、分層表達、要素提取以及統(tǒng)一處理,同時,實現對礦山企業(yè)資源開發(fā)狀況的實時動態(tài)監(jiān)測、越層越界開采和資源破壞的超前預警、土地塌陷破壞的準確預計預警以及礦產資源開發(fā)與土地資源保護的綜合決策與最優(yōu)化,達到保障采礦權人的合法權益,提前阻止浪費甚至破壞礦產資源的開發(fā)行為,保證礦產資源的優(yōu)化配置和合理開發(fā)利用,防止礦山違法開采引發(fā)安全事故的發(fā)生,協調礦山與地方矛盾。

2 徐州市礦地一體化管理信息系統(tǒng)設計與實現

2.1 系統(tǒng)建設概述

徐州市在完成地下開采礦產資源開發(fā)利用現狀調查及第二次土地調查的基礎上,設計了地下礦產資源要素和地表土地管理要素一體化管理的數據庫模型,采用 GPS、GIS、終端射頻等技術手段,建成了礦地一體化管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現了礦區(qū)資源開發(fā)狀況的實時動態(tài)監(jiān)測、越層越界開采和沉陷預計等資源破壞的超前預測預報和儲量管理等功能,將礦產資源規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、開采規(guī)劃等計劃數據納入系統(tǒng),可以為項目用地壓覆礦產資源預審、礦產資源補償費征收和村莊搬遷預警提供參考依據,可以對資源浪費和破壞性開采行為進行預警,提高礦產資源優(yōu)化配置和合理開發(fā)調控的水平,減少礦山安全事故,為礦產資源管理提供輔助決策。

2.2 系統(tǒng)架構設計

系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的三層結構設計模式,即應用層、服務層和數據層。服務層采用COM組件技術,在A rcEngine圖形平臺基礎上實現系統(tǒng)模塊的搭建,通過A rcSDE數據引擎實現全市地表和地下海量空間數據的檢索,通過O racle大型數據庫載體實現數據庫的管理和維護。動態(tài)監(jiān)測模塊通過射頻、GPRS、GPS、Web等技術,實現礦山遠程動態(tài)監(jiān)測。系統(tǒng)框架設計如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)實現了全市礦區(qū)數據、地表現狀數據的“一張圖”管理,提供按礦山、行政區(qū)域等方式對空間數據的檢索,提供圖形的瀏覽、選擇、放大、縮小、平移、漫游、屬性查詢、圖層管理等基本GIS功能和系統(tǒng)參數設置功能。系統(tǒng)分為數據轉換模塊、圖形處理模塊、礦山基本信息管理模塊、預警預測模塊和動態(tài)監(jiān)測模塊等模塊。其中,數據轉換模塊可以將各個礦山提交的不同格式數據統(tǒng)一格式后導入到系統(tǒng),并提供多種格式的導出功能;圖形處理模塊對數據進行加工、處理、入庫,負責日常數據的變更和維護;礦山基本信息管理模塊包括針對礦山分布、采礦權、設計方案變更、回采率、采掘現狀等信息的管理,還包括儲量計算、礦產資源補償費管理及日常圖件輸出和報表統(tǒng)計輸出;預警預測模塊包括沉陷分析、越層越界預警預報、村莊搬遷分析、三下壓覆礦產分析及地表現狀地類分析等功能;動態(tài)監(jiān)測模塊包括越層越界監(jiān)測、巷道內設備監(jiān)測和掘進頭監(jiān)測等功能。礦地一體化管理信息系統(tǒng)功能結構如圖2所示。

圖1 礦地一體化管理信息系統(tǒng)架構

圖2 礦地一體化管理信息系統(tǒng)功能結構圖

2.4 系統(tǒng)數據庫設計

礦地一體化管理信息系統(tǒng)以礦山作為數據管理單元,兼容 1∶500、1∶1000、1∶2000和1∶5000比例尺,土地利用現狀數據采用第二次土地調查成果以行政村為管理單位,比例尺為1∶5000。空間數據與屬性數據采取一體化存儲方式,進行圖文一體化操作。其中,空間數據庫包括行政區(qū)要素、基礎地理要素、土地現狀要素[1]、礦產資源要素[2]等,屬性數據庫包括礦產資源屬性、公共字典、權限組織等。礦地一體化管理信息系統(tǒng)數據庫框架設計如圖3所示。

2.5 系統(tǒng)實現及部署

礦地一體化管理信息系統(tǒng)系統(tǒng)采用集中分布式模式部署。其中,在礦山部署監(jiān)測設備,通過GPRS進行數據傳輸,礦山企業(yè)也可通過Internet定期提交數據,系統(tǒng)對接收到的數據進行處理加工后更新數據庫。市、縣國土資源行政管理部門可以通過系統(tǒng)完成日常礦產資源業(yè)務管理工作。系統(tǒng)部署結構如圖4所示。

圖3 礦地一體化管理信息系統(tǒng)數據庫框架

圖4 礦地一體化管理信息系統(tǒng)系統(tǒng)部署結構圖

3 結論與展望

徐州市在采礦權核查的基礎上結合第二次土地調查成果建設了礦地一體化數據庫,將礦區(qū)地下資源的賦存、儲量、開發(fā)利用等信息與礦區(qū)地面土地的權屬、破壞范圍、破壞程度、塌陷土地的開發(fā)利用現狀等信息進行一體化管理,解決了以往國土資源管理過程中地表土地管理要素與地下礦產資源管理要素各自獨立、無法相互利用的問題,提升了徐州市礦政、地政信息化管理水平。我們希望通過系統(tǒng)的不斷完善,能夠逐步提高礦區(qū)國土資源的科學管理水平,實現礦區(qū)國土資源的合理利用,加快礦區(qū)國土資源管理的規(guī)范化、科學化和現代化建設。

[1] 國土資源部.土地利用數據庫標準 [S].中華人民共和國土地管理行業(yè)標準,2007,TD/T1016.

[2] 國土資源部.礦產資源規(guī)劃數據庫標準 [S].中華人民共和國土地管理行業(yè)標準,2007,TD/T1016.