3 S技术在矿山土地复垦中的应用

高程明

摘 要：矿山的大规模开采，容易导致土地的压占、塌陷和损坏，而且在被破坏的土地中有一大部分都是耕地，因此需要对矿山采区进行土地复垦，矿山复垦是我国为保护耕地和实现矿山可持续发展的重要手段。我国经过多年发展，在矿山复垦的理论和实践方面有了重要发展，但是如何利用先进的测绘技术对土地的毁坏程度及面积进行测量和预测，仍然是我们研究的重要方面。

关键词：3 S技术；测绘；矿山复垦

中图分类号：TD824.80 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0056-02

1 3 S技術概述

3 S技术是全球定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）三者有机组合的统称，是测绘技术中对于测量数据信息的获取、保存、查询和管理的跨越式发展。随着测绘技术不断进步，3 S技术得到越来越广泛的应用，其克服了在传统测绘过程中测量不准确、破坏生态等问题，为土地利用和土地管理提供基础性资料，尤其是在矿山复垦方面，能够有针对性地根据精确的测绘结果对矿山采区地形进行分析，设计基于3 S技术的矿山土地复垦方案，具有基础性的作用。

1.1 遥感（RS）

遥感技术是利用遥感卫星的影像对地形地貌进行分析的一种现代研究方法，可以不用实地观测和接触，能够最快捷和精确的实现对地表信息的掌握。其实质就是利用各种先进的传感器获取地标信息，通过数据的传输和处理，来研究所观测区域的地面物体的大小、位置等。遥感通常根据传感器的不同分为航天遥感和航空遥感两种，目前遥感技术应用广泛，不仅能够在较大范围内直接获取信息，而且能够快速的对所观测区域静态特征进行总结概括，而且随着技术的不断发展，遥感技术也在动态观测方面起着越来越重要的作用。

1.2 全球卫星定位系统（GPS）

GPS技术是一种利用卫星来观测地物的现代测绘手段。利用GPS技术能够较快并且准确的获取地面高程，能够在毫米级的精度范围内实现大范围的动态测量，摆脱了传统测绘室内室外的不连续性，而且现在手持GPS的快速应用实现了测绘外业工程的简单化和快捷化。当把RS与GPS相结合使用的时候，不仅能够大幅度的提升土地复垦测绘的精度，更能够在较短时间内实现对整个矿山土地复垦区的地形和地貌的掌握，降低了测绘成本，提高了测绘的效率，两者结合还可以实现对监测地点的动态观察。全球定位系统根据用途不同可以分为军用和民用，GPS定为服务则根据精确度的不同划分为标准定位和精确定位，主要构成部分由空间上用于导航的卫星，地面的信号接收站以及用户的手簿设备等。

1.3 地理信息系统（GIS）

GIS技术主要依托于计算机的快速应用和发展，利用计算机硬件系统及计算机软件系统，结合空间数据的输入、管理，再包含维护人员的日常维护，能够是的其对空间数据的输入、读出功能得以发挥，为野外测绘中保存的数据提供一个输入、分析和管理的技术平台。GIS技术中的数据分析和空间分析模块，能够实现对测绘数据和影响的立体化、可视化的分析，能够在土地复垦设计中更直观的帮助用户将土地复垦规划的空间数据和权属数据输出，这样就能够更科学的实现矿区土地复垦的可持续性发展。对于目前市场上流行的国外软件有RC/INFO、IGDs/MRS等，国内主要有MAPGIS、VIEWGIS等软件。

1.4 3 S技术的集成应用

随着政府的对测绘技术的重视和投入，目前3 S技术的相互结合和集成已经有了重要的发展，在矿山土地复垦方面的应用越来越多，在进行矿山复土地复垦工作中，一个重要内容就是要获取矿山附近大量的空间地理信息数据，使用传统的信息采集技术往往效果不理想，而且效率相当低，这就需要3 S技术各个系统之间的相互协调，共同作用完成，三者形成一体化的有机整体，以获取准确的定位信息和数据动态信息。空间定位技术、遥感技术和地理信息技术的一体化发展无疑是人们对于测绘技术的最高要求，这种一体化的模式可以自动的、实时的采集和处理所需要的土地复垦数据，并通过对数据的分析和模拟回答用户对于3 S技术应用中提出的各种问题。

2 矿山土地复垦中3 S技术的应用

矿山土地复垦是依据土地利用原理，对由于采矿造成的土地压占、塌陷和损坏采取适当的工程技术和生态技术，恢复矿区的土地生产力和生态功能。3 S技术就是遥感技术、全球定位系统技术、地理信息系统技术的综合，是实现对数据的空间采集，时空分析，并且运用于各个行业的高新技术综合，随着高新技术在土地管理中的应用，3 S技术也在土地复垦中不断发展，在矿山土地复垦中的应用也越来越多，尤其是在测绘及规划中，已经大大提高了矿山土地复垦设计和施工的工程进度。

2.1 在矿区土地的调查中

在复垦前，对于矿区范围内已经损毁的土地进行调查，利用3 S技术中遥感技术及地理信息系统技术，准确的对矿区损毁范围和情况进行摸底，可以利用3 S技术将开采前后不同年份的矿区遥感影像的土地利用情况进行对比，不仅能够直观的对塌陷区和压占区进行分析，通过对影像图的解译及矢量化，更能够对矿区土地类型和权属进行实际把握，减轻了实地调查的工作量，节省了人力、物力和财力。尤其是在地形复杂、人员作业安全系数低的矿区，可以利用动态的GPS进行数据采集，这样既能保证工作的精度，又能减少人员作业的风险。

2.2 土地复垦规划设计中

传统的复垦规划设计都是在获取工作底图，然后去外业实地踏勘来进行规划设计方案的制定，这样做不仅不能够准确的实现对地形地貌的掌握，野外工作量巨大，而且效率低下，难以实现科学快捷的目的。相反，利用3 S综合技术中的RS技术，不仅可以自动的从土地信息中选择有用的信息，更可以提高复垦中规划设计的效率，减少了外业劳动，还可以为下一步的数据分析提供相应的矿山地形地貌信息。例如在土地复垦设计中，可以利用GPS技术对所修建的生产路、水井等地物进行定位，利用GPS技术建立道路工程施工控制网，可以提高修建道路的科学性和有效性。

当矿山土地复垦方案设计出以后，可以利用GIS结合GIS技术对复垦规划完成以后的矿区土地进行三维模拟，将复垦设计中涉及的农地、林地及各种相关配套设施表现在模拟图中，此外，还可以利用形成虚拟景观来直观的反应在复垦规划设计中对路、土地、植被的改造，在專家进行评审中，还可以利用三维景观图来更生动的将复垦规划实施结果表达出来，便于评审和验收工作。

2.3 土地保护的动态监测中

在土地复垦后的保护中，利用遥感技术可以全方位实时的对监测区域进行检测，通过不同生长阶段的农作物光谱的检测，对农作物的长势和土壤的环境进行评估和对比，尤其对林地的防火方面，可以全方位的利用遥感技术，通过检测尽早发现问题，采取应急措施；在有河流的矿区，可以通过遥感技术对河流水质进行监测，实现对土地复垦区域水质的保护。

3 3 S测绘技术在矿山复垦中应用的优势

①3 S技术在矿山复垦中的应用有着自己独特的优势，由于矿区地形复杂，有时候人员实地测绘和设计具有一定的危险性，许多都要依靠GPS技术来实现，利用定位技术可以对所需要复垦的矿区进行实时定位，结合遥感影像技术，可以实现对遥感影像的几何纠正，利用在矿区范围内的已有GPS控制点形成GPS控制网，根据不同时段的观测进行几何校正，实现对所测绘地区各种地物的科学表示，极大地提高了矿山土地复垦设计的准确性。

②由于3 S技术能够对所复垦地区进行全天候的观测，这就可以实现对观测数据的自动化、智能化的管理，为更为科学的规划矿山土地复垦项目提供了技术支持。首先通过使用遥感技术提供的实时影像信息，利用全球定位系统技术提供所需影像中控制点的位置数据，其次，运用地理信息系统技术为图像分析和数据解译提供必要的技术支持，能够使得矿区土地复垦更顺利更科学的完成。此外，在土地复垦施工完毕之后，3 S技术能够继续发挥这种优势，对所复垦的矿区进行跟踪监测，对地质灾害和虫害等实现提前预警。

4 结 语

3 S技术在矿山土地复垦中的应用，能够提高矿山土地复垦的时效性和科学性，使得复垦设计、施工及复垦后的土地监测工作真正的实现了科技化、自动化，不仅能够快速、准确的获取实地数据，更能够为日后土地利用监测和保护提供了基础技术资料，3 S技术的集约化发展势必能够在国土资源管理方面发挥越来越重要的技术支撑作用。

参考文献：

[1] 杨勇.3 S技术在土地开发整理中的应用[J].宁夏农林科技，2011，（12）.

[2] 王莉.3 S技术在煤矿区土地复垦中的应用探讨-以振兴煤矿为例[D].太原：太原理工大学，2013.

[3] 廖敏.3 S技术在环境地质综合调查中的应用[D].成都：成都理工大学，2007.

[4] 杨莉，汤怡，王彦东.3 S技术在土地整理复垦开发项目工程量复核中的集成应用研究[J].价值工程，2013，（17）.