基于遥感与GIS 技术的历史非法违法采矿点解译研究——以福建省为例

颜小霞

福建省制图院，福建 福州 350001

福建省打击非法违法采矿管理信息系统（以下简称打非系统）记录的历史非法违法采矿点数量较多，通过实地核查的方法核销非法违法采矿点工作量大，给地方核查工作带来巨大压力，导致打非系统上历史非法违法采矿点一直处于未核销的状态。

近年来，随着对地观测技术的发展，多源遥感影像数据广泛应用于地表信息提取、资源与生态环境变化监测等领域[1-2]。不同的地物要素在遥感影像上拥有不同的影像特征，这些影像特征是判别地表物体的类别及其分布的依据[3-4]。遥感作为一种较成熟的矿山开发环境调查与监测技术，为矿山监管，如矿山地质环境监测[5]、矿产资源开发遥感监测[6-8]、露天矿山越界开采监测[9-10]等提供了重要的技术手段。

笔者利用不同时期的遥感影像及变化监测技术对非法违法采矿点的变化状态进行识别，并通过分析、判断、归类，对非法违法采矿点的3 类状态属性进行遥感解译和分类汇总，为福建省矿产资源管理、监测和动态监管工作提供技术支撑和信息化服务。

1 研究区概况

福建省位于中国东南沿海，东北与浙江省毗邻，西北与江西省接界，西南与广东省相连，东南隔台湾海峡与台湾省相望，陆地总面积1.24×105km2。福建省矿产资源丰富，截至2019 年底，全省已发现矿产138 种，探明储量矿产122 种。矿产资源非金属矿产种类多，金属矿产伴（共）生组分多，贫矿多；大型、特大型金属矿床少，富矿少，能源矿产种类少；主要矿产形成及空间分布受区域性构造—岩浆活动的影响，具有集中分布的特点[11]。

2 数据及来源

2.1 历史非法违法采矿点数据

笔者选取2020 年1 月福建省2 234 个历史非法违法采矿点作为遥感解译样本。根据首次发现的时间对非法违法采矿点数据进行分析，非法违法采矿点样本主要分布于2010—2016 年间，共1 987 个（占88.9%），其中最多的年份为2012 年，共1068 个（占47.8%）。福建省非法违法采矿点首次发现年份情况如图1所示。

图1 福建省非法违法采矿点首次发现年份情况统计图

2.2 采矿权数据

笔者使用截至2020 年1 月2 日福建省矿政管理系统的采矿权数据（不包含铅锌矿、地热、矿泉水的采矿权）作为非法违法采矿点图斑核销的参考数据。

2.3 遥感影像

2.3.1 前期影像

福建省非法违法采矿点首次发现时间为2012 年前或者无发现时间的，统一采用2012—2013 年遥感影像作为前期影像；首次发现时间在2012 年及以后的，选取当年的前期影像，如果当年未覆盖，则用前后2 年的影像替代。以中分辨率遥感影像高分一号（2 m）、资源三号（2.1 m）、天绘一号（2 m）为主，高分辨率影像高分二号（0.8 m）为辅。

2.3.2 后期影像

后期影像采用2019 年或2020 年中、高分辨率遥感影像：中分辨率遥感影像高分一号（2 m）、高分六号（2 m）、资源三号（2.1 m）和高分辨率遥感影像高分二号（0.8 m）、高景系列（0.5 m）、北京二号（0.8 m）、高分七号（0.8 m）、吉林系列（0.8 m）等。

3 遥感解译方法

笔者对已收集到的福建省非法违法采矿点数据进行空间基准统一、异常点处理、邻近点合并等预处理，将前期影像、后期影像、非法违法采矿点数据、采矿权数据（不包含铅锌矿、地热、矿泉水的采矿权）进行空间叠加，根据影像特征并结合遥感解译判别依据，将其归类为核销、不核销、待核查3 类。经初步审查、专家审查后形成非法违法采矿点解译数据库，技术流程如图2 所示。

图2 非法违法采矿点遥感解译技术流程图

3.1 数据预处理

非法违法采矿点原始数据为1980 西安坐标系，统一空间基准为2000 国家大地坐标系。这些数据中存在点位偏离福建省辖区，经纬度异常导致图斑形状异常，以及同一个非法采矿编号多次录入数据等情况。笔者对上述异常点进行处理：首先，剔除点位偏离及经纬度异常图斑，融合多次录入的图斑数据，保证图斑数据的唯一性；然后，合并邻近距离＜300 m 且矿山名称属性字段为无，或者矿山名称相同的非法违法采矿点；最后，处理异常、重复录入点位及合并临近点位104 个，剩余2 130 个非法违法采矿点。

3.2 遥感解译判别依据

笔者在掌握研究区工作背景、内容、技术方法的基础上，依据在采矿山、关闭矿山、修复治理矿山典型活动特征，制定核销、不核销、待核查3 类非法违法采矿点遥感解译判别的依据（见表1）。

3.3 遥感解译分类

笔者将预处理后的非法违法采矿点数据叠加前、后期影像和采矿权矢量数据，根据非法违法采矿点遥感解译判别依据，采用遥感变化监测技术，结合批准建设用地等数据分析、甄别，将图斑分为核销、不核销、待核查3 类。叠加对比前、后期影像，若非法违法采矿点图斑边界没有继续外扩或开采痕迹，或在后期影像上已修复治理、作其他用途等，则归类为核销；叠加对比前、后期影像，若非法违法采矿点边界有继续外扩或者有持续开采痕迹，则归类为不核销；叠加对比前、后期影像，若非法违法采矿点边界在影像上无明显变化，无法确认是否核销需外业核查的，则归类为待核查。分类后根据图斑类型制作前、后期影像截图，形成初步解译成果，核销点1 575 个，不核销点120 个，待核查点435 个。

3.4 图斑审核

经审查非法违法采矿点遥感解译初步成果，质检人员形成初步审查意见：如非法违法采矿点遥感解译不局限于矿区内部，还需分析矿区周边情况；矿区道路是判断矿区是否仍在采的重要依据等。质检人员对初步成果进行检查及修改完善，核销点由1 575 个增加至1 769 个，不核销点由120 个增加至138 个，待核查点由435 个减少至223 个。再由矿产及遥感方面的专家审查初步核改成果，形成遥感解译判别意见，对核销、不核销、待核查3 类图斑进行数据库、影像截图审核。经专家审查后，核销点由1 769 个减少至1 630 个，不核销点由138 个增加至414 个，待核查点由223 个减少至86 个。

表1 非法违法采矿点遥感解译判别依据表

4 结果分析

经遥感初步解译、初步审核及专家审查后，将福建省历史非法违法采矿点归为核销类的非法违法采矿点1 630 个（占76.5%），这部分无需地方核查；归类为不核销及待核查的非法违法采矿点500 个（占23.5%），这部分需地方核查。经遥感解译分类后需下发地方核查的非法违法采矿点数量大幅减少，说明非法违法采矿点遥感解译工作的开展可减轻地方核查负担、节约时间及人力成本，进而提升自然资源监管效率。归为核销类的非法违法采矿点首次发现年份为2015 年之前的1 438 个，占88.2%，说明发现时间越久，核销率越高；判别意见中因实地复绿（对应无采矿痕迹且道路已复绿、已修复治理判别意见）核销839 个，占51.5%，说明近年来福建省非法违法采矿点整治工作取得明显成效。归为不核销的非法违法采矿点有414 个，占19.4%，说明该省仍存在不少非法违法采矿点复采的现象，矿产资源监管压力依然存在。

5 结 语

笔者通过多渠道获取卫星遥感影像，采用遥感变化监测技术手段获取福建省非法违法采矿点的变化信息，开展历史非法违法采矿点遥感解译研究，通过核销历史非法违法采矿点，可提升自然资源监管效率，为矿产资源保护监督提供技术保障。但受卫星传感器、拍摄角度、天气等因素影响，部分遥感影像存在曝光过度、变形、阴影、云覆盖等现象，影像质量问题增加了非法违法采矿点遥感解译的难度，影响判别的准确性。为了更好地服务于矿产资源监管工作，可通过获取卫星遥感、航空遥感、低空无人机遥感相结合数据获取渠道，形成全天候、全方位、近实时的多源影像立体观测模式；开展遥感影像自动解译研究，进一步提升遥感解译的速度及精度，应用于矿山的宏观监测、常规监测、精细监测、应急监测等。