李晓翔，李同光，赖建梅

（1.广西壮族自治区自然资源遥感院，南宁 530200；2.桂平市自然资源局，广西 桂平 537299；3.广西壮族自治区地理信息测绘院，广西 柳州 545000）

广西锰矿矿产资源丰富，采矿历史悠久，其中锰矿开采方式主要采用露天开采，由于矿山开采历史长，生产规模不断扩大。矿产资源开发在发展本地经济的同时，会造成矿山开采的采场和矿山建筑直接损毁土地，中转场地和固体废弃物侵占耕地、林地等土地资源等一些生态环境问题[1]。矿山开发利用带来的生态环境问题，已经成为当前矿业用地政策研究的热点问题[2-3]。

党的十八大以来，在生态文明建设的新要求新形势下，做好自然资源监测工作成为政府有关管理部门的新使命[4]。如何“推进资源节约集约，注重资源保护和合理开发，大力发展绿色矿山”是亟待解决的难题[5]。获取客观准确的矿山占地本底数据是解决矿山地质环境保护与矿业用地政策研究的前提条件。

本文以广西木圭锰矿矿区为例，采用多种卫星遥感数据以及无人机航摄影像，同时采集了矿区重点区域的实景三维数据，综合土地利用和矿权管理等现状，研究监测矿山利用和生态环境等问题，分析问题产生及其变化的趋势，在矿山生态修复治理中提供解决思路和途径。

1 研究区概况与数据源

1.1 研究区概况

该研究区位于桂平市木圭镇辖区，区域范围面积约45 km2。矿山断续开采已有近百年历史，多是露天开采。矿区内矿产资源以锰矿为主，小部分开采重晶石矿。该矿区为低压地貌，山坡原始自然坡度20～30°，丘陵与谷地高差20～50 m，因矿山开采历史悠久，加之近年来矿产品价格上涨，乱采乱挖屡禁不止，导致矿区原始地貌大部分已遭受破坏，采矿槽、采矿坑、土堆相间分布，形成大小不一的坑坑洼洼和荒山荒坡，采矿留下的土堆高达5～15 m，采矿槽、采矿坑深度一般6～20 m不等，矿坑边坡坡度达50～80°。原矿经水洗后，废渣废土就近堆积形成很多大小不一的泥浆塘（尾矿库），体积多在几万至上百万立方米之间，矿区乱挖乱采行为不仅破坏了自然生态环境，破坏土地利用，使国家和人民群众的利益受到损失，同时也留下滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生的隐患[6]。如果不及时治理，将对矿山周围的群众生命财产安全造成威胁。

1.2 数据源

本文使用了国产遥感卫星高分二号卫星和北京二号卫星遥感数据为数据源，数据获取时间分别为2020年和2021 年，空间分辨率约为0.8 m，投影方式为高斯克吕格投影，大地基准为CGCS2000 坐标系。经过质量和精度检验，遥感数据满足工作需求。同时对重点监测区进行无人机巡查，利用无人机倾斜摄影获取地面分辨率优于5 cm 的最新矿区影像和动态视频，构建三维模型，此外还收集了矿区地理国情普查数据、采矿权、尾矿库数据等管理数据。

2 技术路线与方法

本文通过收集研究区的自然地理、管理数据和获取的多源遥感数据，根据研究区情况建立解译标志，通过智能提取与人工解译相结合的方式，综合分析矿山资源利用情况[7-8]，技术路线如图1 所示。其具体流程为：①收集多源遥感数据和基础地形地貌数据，搭建三维立体矿山资源环境模型；②实地调查建立矿山占地信息解译标志（表1）；③根据矿权数据等矿山管理数据，按实际利用情况，提取露天采场、工业场地，以及废石/土堆、尾矿库等的占地情况；④外业踏勘调查，校核内业判读数据；⑤根据矿区实际利用情况占地特征，分析矿区在资源利用和资源环境保护方面存在的主要问题，提出对策与建议。

表1 矿山占地类型解译标志一览表

图1 技术路线图

3 矿山监测结果分析

本文以2020 年和2021 年两期不同监测时点的遥感影像为底图，充分利用矿区数字高程模型（DEM）和实景三维数据，获取采矿区空间分布数据；同时结合基础性地理国情监测成果、矿产规划数据和矿产专题研究数据等资料，对矿区的发证信息、名称、矿区状态、矿产类型、矿区规模、矿区开采量及资源储量等信息整理入库，使用监测平台对矿区空间数据基础信息进行管理，实现对研究区矿产资源开发利用变化的定期监测[9]。

3.1 矿产资源开发利用变化监测

根据遥感监测结果，由图2 可知，2021 年锰矿区矿山占地面积为902.87 hm2，占矿区面积的20.06%，其中废土堆6.44 hm2，工业场地103.19 hm2，露天采场620.74 hm2，尾矿库172.50 hm2，占地以采场和尾矿库为主，二者比例之和高达87.86%。

图2 矿山开发利用示意图

将矿山的平面布局矢量与2018 年度土地变更调查成果进行叠加分析，得到占用土地资源类型及其面积情况，如图3 所示。其中，占用耕地57.119 hm2，园地18.306 hm2，林地329.933 hm2，草地316.221 hm2，工矿用地58.725 hm2，住宅用地11.949 hm2，水域7.918 hm2，其他土地102.685 hm2。

图3 矿山占用土地资源情况

3.2 自然生态空间变化监测

基于监测基础数据，对矿区45 km 范围内地表覆盖（耕地、林地、草地、水域湿地、建设用地和未利用地）的变化情况进行监测，适时分析矿区周边土地流转情况，自然生态空间存在的问题以及变化的趋势。

根据2020 年和2021 年度国情监测数据作对比，研究区周边范围内地表覆盖变化情况，如图4 所示。2021 年矿区周边耕地减少73.13 hm2，园地增加53.57 hm2，草地减少49.07 hm2，房屋建筑减少4.75 hm2，露天采掘场增加64.72 hm2，建筑工地增加11.04 hm2，其他人工堆掘地增加5.17 hm2，水域增加1.84 hm2。由此可以看出，整个矿区整体还处在不断的开采中，耕地、草地减少的量最多，采掘场、建筑工地明显增加。其中，耕地大多流向了果园和林地；草地大多流向了林地和采掘地；矿区内部的种植情况正发生改变，果园等园地增加明显，幼林增加量较大。

图4 锰矿区地表覆盖变化情况

3.3 依法采矿监测

通过采矿区数据与采矿权数据的叠加分析和空间统计，可以获取项目区无证开采、越界开采的矿区分布、开采面积、开采矿种、开采方式、开采量和准确位置等数据。研究区内矿区平面分布数据与采矿许可证（不包含过期许可证）范围进行叠加分析，可以得到遗留历史矿山、无证开采、越界开采共155 个图斑，开采面积270.66 hm2，开采矿种均为锰矿。矿山开采量可以通过两期实景三维模型叠加分析得出[10]。矿区实景三维数据可通过无人机航摄获取，效果如图5 所示。

图5 矿区实景三维效果图

3.4 环境修复治理监测

利用监测数据，辅以一定的外业核查，按照地方矿产资源总体规划和矿山地质环境保护与土地复垦方案，结合研究区矿山环境恢复治理现状，针对生态环境破坏的集中、重点区域，对矿区复垦、植被恢复和工程治理措施三项矿区生态环境修复措施，开展矿山生态环境修复过程和成效动态监测。将2020—2021 年2 年监测数据比对分析，可以得到整个矿区生态空间变化情况，如图6 所示。其中，工矿用地等矿山利用地类变为耕园林草等地类情况，即为生态修复图斑。

图6 矿区生态空间变化情况

经过实地踏勘，矿区内生态修复以自然修复为主，人工治理主要有边坡治理、尾矿治理、土壤改良和植被恢复等方面。生态修复后的地类多为林地和草地，修复状态良好。

4 结束语

本文以前期调查数据为基础，利用多源遥感数据对木圭锰矿矿区进行了监测，初步搭建矿区资源环境监测体系，为未来持续监测打下基础，以实现对矿区的矿产资源开发利用、自然生态空间变化、违法采矿、尾矿库和环境修复治理等数据的常态化管理。在“两支撑一提升”的具体实践中，一方面有效提升地方自然资源管理部门更好履行“两统一”职责的能力；另一方面也引导矿山企业积极开展生态修复治理，优化矿山国土空间布局，推动地方经济高质量发展。