“空天地网”一体化在矿产资...测中的应用——以临沂市为例_孟祥利.pdf
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1、地矿测绘2023,39(2):5155CN 531124/TDISSN 10079394Surveying and Mapping of Geology and Mineral esources“空天地网”一体化在矿产资源动态监测中的应用*以临沂市为例孟祥利,徐磊磊,刘效才,涂宝存(山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队,山东 临沂276000)摘要:“空天地网”一体化在当前矿产资源动态监测中发挥了重要作用。以临沂市为例,基于无人机测绘、实景三维可视化、卫星遥感影像对比、实时视频监控等“空天地网”一体化技术来构建矿产资源动态监测系统,通过对露天矿山、环境恢复治理工程进行多源数据动态监测,实现矿产
2、资源开发利用违法违规问题的“动态清零”。实践证明,此研究可为评估矿产资源综合治理取得实效,矿山安全形势和生态环境持续向好提供决策依据。关键词:矿产资源;动态监测;空天地网一体化中图分类号:P 237;P 208文献标识码:A文章编号:10079394(2023)02005105Application and esearch of Air-land Network Integration in DynamicMonitoring of Mineral esources:A Case Study of Linyi CityMENG Xiang-li,XU Lei-lei,LIU Xiao-cai,
3、TU Bao-cun(The Seventh Geological Team of Shandong Province Bureau of Geology and Mineral esources,Linyi Shandong 276000,China)Abstract:The integration of air-land network has played an important role in the current dynamic monitoring ofmineral resources In Linyi City,for example,this article constr
4、ucts a dynamic monitoring system for mineralresources based on integrated technologies such as unmanned aerial vehicle(UAV)surveying and mapping,real-time3D visualization,satellite remote sensing image comparison,and real-time video monitoringBy dynamically monito-ring multi-source data on open-pit
5、mines and environmental restoration and control projects,the aim is to achieve adynamic-zero of illegal and irregular issues in mineral resource development and utilizationThis study can providedecision-making basis for evaluating the effectiveness of comprehensive management of mineral resources,en
6、suringthe continuous improvement of mining safety and ecological environmentKey words:mineral resources;dynamic monitoring;air-land network integration0引言国内矿产资源具有数量大,分布范围广且位置分散的特点。在对正常生产的矿山、破损山体或关停矿山进行地质环境恢复治理过程中,仅依靠群众举报或传统现场控制测量的方式具有人力物力投入大、数据获取不及时的缺点,致使无法及时对大量矿产资源的开采利用进行有效的监测监管。“空天地网”一体化1 监测是指从空、天
7、、地、网四个角度实现监测监管,此种监测方式具有监测面积大、范围广的特点,可结合行业应用构建全方位、全天候、全覆盖的监测体系,有力促进了监管理念、方式的变革,实现监管新跨越,促进行业健康发展。目前“空天地网”监测体系已广泛应用于水土保持、耕地 保 护 执 法、海 陆 灾 害 损 失 精 细 化 评 估 等领域23。15*收稿日期:20220929DOI:10.16864/ki.dkch.2023.0026鉴于以上优势和应用,以临沂市矿产资源为研究对象,依托人工智能、大数据和自适应传感器等技术,利用遥感卫星定期覆盖、无人机重点巡查、地面 APP 巡查及视频监控等手段,提出将“空天地网”应用在矿产资
8、源监测中的新思路。1临沂市矿产资源总体状况11主要矿产种类临沂市累计发现各类矿产 73 种,占全省已发现矿产种类的52%。探明储量的有39 种,其中能源矿产 2 种、金属矿产 8 种、非金属矿产 28 种、水气矿产1 种。多个矿种资源储量在全国地级市中位居前列,其中白云岩储量居全国第 1 位,金刚石、石膏、石英砂岩储量居全国第 2 位,陶瓷土、饰面用石材储量居全国第 3 位。12矿产资源开发利用现状临沂市长期以来矿山开采都是粗放型开采方法,资源浪费严重,原有保留矿山超过 120 个4,通过资源优化整合,矿山规模结构逐步扩大,大型矿业集团地位凸显,大中型矿山数量占比越来越高,现有保留矿山 80
9、余个,企业多年来“多、小、散”的状况得到了根本改变。2临沂市矿产资源动态监测系统21建设背景临沂市矿产资源动态监测系统是贯彻落实省委提出的“全要素、全覆盖、数字化、实时化”自然资源监测监管要求的第一应用场景,努力实现对违法行为“早发现、早制止、早查处、早预警”,构建“发现在初始、解决在萌芽、监管伴全程”的矿产资源监管执法新机制,实现矿产资源开发利用的“天上看、空中查、地上巡、网上管”(见图 1),从而实现矿产资源动态监管的目的。22建设内容以推进临沂市矿产资源合理开发利用与保护为主线,深化矿产资源管理政策改革,利用无人机航测+实景三维可视化+卫星遥感技术实现对露天矿山、环境恢复治理工程等矿产资
10、源动态监测机制5。依托实景三维模型可视化及数据计算技术,定期采集露天矿山、环境恢复治理工程等现状实景三维,通过对不同期次实景三维模型的比对,掌握矿山生产状态、工程实施质量进度等情况,及时发现图 1空天地网综合监测体系Fig1Air-land network comprehensive monitoring system违法违规动用矿产资源行为的数量与范围。同时依托 GIS、物联网、WEB 开发等技术建立临沂市矿产资源动态监测系统平台,对实景三维应用场景进行优化。实现数据按需响应、按需服务、按需获取,并对实景三维数据规范格式标准,进行整理、汇总、分析、集成和综合研究,建立矿山动态监测数据库。切实
11、加强矿产资源精准化、信息化、智能化管理,促进矿产资源的合理开发和有效保护。23技术路线以遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、模型模拟技术、三维可视化技术、云计算6、无人机与物联网技术等(见图 2)为技术支撑,建立临沂市矿产资源动态监测系统,实现临沂市矿产资源智能化管理。231制作底图收集正在开采、停产,破损山体地质环境治理等项目的相关信息,制作成*json 格式,编写代码进行调用;然后充分应用卫星遥感和无人机航测技术手段,及时获取多平台、多波段、多信息源的高分辨影像作为信息源,实现在较短时间内对各类地形及气候条件下临沂市遥感影像的全覆盖(分辨率0.82 m);采用固定翼无人机开展航摄获取重点
12、监测区正射影像图,采用基于 DEM 和 GPS 控制点的微分纠正技术,提高影像的正射纠正几何精度;采用星历参数和物理成像模型相结合的卫星影像定位技术和基于差分 GPS/IMU 的航空摄影技术,实现对无控制点或稀少控制点地区的影像纠正,制作高精度、信息丰富、可读性强的底图。232构建系统临沂市矿产资源动态监测系统利用适用于JAVA 语言开发的集成环境 IntelliJ IDEA4 进行开发,前端采用开源的基于 JavaScript 的 3D 地图框架25地矿测绘2023 年 6 月图 2空天地网监测体系技术路线Fig2Technical route for air-land network mo
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