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矿区直接受到矿业开发的影响。在矿产资源开发中，矿区可能获得很少的利益，却往往要付出巨大的社会和环境代价。如果不对矿业开发进行妥善的管理，正确处理资源开发与环境保护，最终给矿区留下的可能是无尽的灾难。长期以来，由于矿区资源的不合理开发和忽视矿区开发管理工作，许多矿区环境受到严重破坏和污染，土地破坏，生态失调日益突出，“三废”污染严重，泥石流地面塌陷等地质灾害加剧。因此，要建立矿区资源开发、环境监测和治理的信息管理平台，以保障矿区经济可持续发展。
如果矿业开发要想有助于矿区可持续发展，矿区政府、企业、个人等主体需要参与到可持续发展的建立和运行的决策、管理活动中。从矿区可持续开发概念及矿区开发的环节分析矿区可持续开发管理活动的过程，涉及不同的操作层面和生产环节，矿区可持续开发管理活动呈金字塔结构，如图2-6所示。按垂直方向，可以划分为三个层次：战略层、管理控制层和业务层。从水平方向，信息系统贯穿资源开发、资源高效集约利用、矿区环境保护与生态整治、灾害防治、废弃处理，矿区开发过程涉及资源、环境、灾害、经济、产业、社会等各环节。可持续开发管理的活动结构体现了矿区信息系统的层次结构和信息服务功能结构，遍及矿区开发过程的各个层次以及各个方面。
图2-6 矿区可持续开发管理活动的金字塔结构
由此可见，不同的层次对信息的需求是不同的。战略层与业务层所需信息的特性有很大差别。战略层需要的信息大都是外部信息，且范围宽、精确度低、相对稳定；业务层需要的信息大都是内部信息，且范围确定、精确度高、经常变化。而管理控制层所需信息则介于二者之间。由这些差别可以看出，矿区信息服务系统的不同层次具有不同的信息处理方法。
矿区可持续开发管理涉及开发的策划、设计、开采、生产加工、环境监测和矿渣利用和处理、社会经济协调等环节。开发管理是各环节相互之间的协作，通过建立一套完善的数据采集、分析、处理与共享机制，集空间信息技术、网络技术、矿区管理等为一体，构筑矿区可持续开发信息服务平台，支撑矿区可持续开发战略策划、服务内容实现和开发活动应用的一种先进的组织方式和管理技术。矿区可持续开发信息服务平台贯穿于矿区开发与管理的全过程，同时又覆盖开发与管理业务的各层面，如图2-7所示，可划分为矿区可持续开发战略管理层信息系统、矿区可持续开发管理控制层信息系统和矿区可持续开发管理业务处理信息系统三个层次。
图2-7 矿区可持续开发管理信息系统的层次结构
（1）矿区可持续开发战略管理层。它涉及矿区的长远计划，处理中长期开发的问题，如制定矿区产业发展战略、矿区开发活动的资源开采、资源利用和环境保护的战略规划等，包括资源开采战略、资源利用战略和生态环境保护战略。资源利用战略是矿业、化工业方面的专业内容，而资源开采战略和生态环境保护战略中涉及与空间信息技术的结合。从管理决策的性质看，这类战略策划的决策问题大多属非结构化问题。
（2）矿区可持续开发管理控制层。包括矿区管理技术、可持续发展的技术方法和空间信息管理集成平台中的相关内容，矿区管理技术有企业管理技术、计算机技术、空间信息技术、网络服务技术等；空间信息管理集成平台是一个管理中枢，涉及矿区开发活动中可以采用信息系统进行管理的各个环节，包括资源开采生产管理、安全生产与灾害管理、生态环境监测管理、资源集约利用管理、开发跟踪管理、辅助决策管理。管理控制层所作决策问题的性质，介于结构化和非结构化之间。
（3）矿区可持续开发管理业务（作业）处理层。它是矿区管理最基本的活动，是操作层面的管理实现，所有的矿区可持续开发管理与服务的内容都在这个操作层面得到实施。它包括矿区可持续开发管理规划的实施、业务活动开展、作业活动实施等。例如，运用复杂系统理论、模拟优化和空间信息技术等，实现矿区资源开发的合理布局和经济可持续发展；再如，采取资源综合利用、注浆减沉、控制粉尘、地下气化等措施实现清洁开采，减少对环境的污染程度。从管理决策问题的性质来看，作业层上的决策大多属结构化的问题。
矿区是由资源要素、环境要素、经济要素、人口要素以及科技要素等构成的一个开放的复杂的巨系统，图2-6和图2-7所示的金字塔结构和层次结构体现了矿区开发管理服务呈现立体系统的特点。因此，从立体多维的角度来分析研究空间信息服务系统，可以在关联性、整体性、开放性、层次性等方面进行全面理解。
矿区开发管理服务的立体特征主要体现在关联性、开放性、层次性及演化。
（1）关联性。矿区系统中的政府、企业和个人在开发管理服务的交互中相互作用、相互影响，各系统成员“共同演进”，对整个矿区系统的发展起着重要作用，是发展与更新的过程，具有灵活性、拓展性的演化发展特点。
（2）开放性。矿区系统是社会经济的一个子系统，同政府管理系统、企业管理系统等相互整合，基于网络的服务方式具有开放性的特点，与外界环境的信息输入、输出以及非线性作用越来越强。
（3）立体层次。从开发管理服务域的全局视野看，有全国、矿区、企业内部三个层次；从服务功能看，有信息交流共享功能、更新应急功能、分析应用功能三个层次；从参与服务对象看，有政府、企业、个人三个层次。
矿区开发管理服务是一个多方参与建设、多方使用、多层次循环发展的开放、复杂的适应系统。应用管理信息系统的思想和方法，可以从服务功能、服务层次、服务提供者、服务消费的角度，建立信息交流共享、分析应用、规划决策三个功能层次的管理信息服务的三维立体特征模型（肖桂荣等，2012；甘仞初，2002），如图2-8所示，该模型说明矿区信息服务系统的逻辑关系。
图2-8中开发管理服务功能包括规划决策服务、管理信息服务和自然资源及地理空间基础信息服务。
图2-8 矿区开发管理信息服务的立体概念模型
规划决策功能主要是指利用动态的自然资源和地理空间信息对涉及矿区整体发展规划和基本问题决策所提供的服务，如矿区经济社会可持续发展的问题、绿色GDP问题等规划、决策所需要的服务。矿区是人类活动受到一定限制的特定生态区域。在开发时，必须有科学的计划，而在开发以后也应该不间断地进行监控，以便评估矿区开发的效果与管理的实施情况。矿区可持续开发规划必须结合地质条件、资源储量、开采技术条件、矿产品供需关系、生态环境状况、人文等数据（如生产、生活及经济界限），以及与矿区总体开发规划相关的矿区资源规划、国土规划、布局规划、生态规划等。提供的可视化技术使决策者能够直观地了解矿区资源开发利用和管理的现状，并发现存在的问题，选择最佳的管理模式，如矿区内生产区域、生活区域的分布情况，以及生态、环境系统承载能力等，在统一时空框架数据基础上，为矿区开发规划设计和实现可持续发展提供科学依据，让规划者在信息充足的情况下，提高合理利用决策的信息支撑水平。
分析应用功能是以需求为导向，运用自然资源和地理空间基础信息库和有关模型和技术，对矿区开发、生产活动的空间信息与非空间信息（属性信息）进行处理，并能分析矿区资源、生产、环境质量等诸多因素的变化趋势和变化条件，实现矿区资源开发分析、生产和环境监测、趋势预警，以及矿区主业的发展变化和产业发展趋势、综合评价、应急事件处理等多种应用，使矿区的资源、经济、生态、社会等方面朝着正确的目标协调发展。
信息交流共享功能主要是指利用自然资源和地理空间基础信息作为矿区地理空间及自然资源的基础数据，不仅要在矿区这些地理空间及自然资源数据的部门之间交流共享，提供人口基础信息、宏观经济数据，还要为政府、企业、个人提供GIS系统中表示的各类实体对象的空间位置信息、属性和时间信息的综合管理数据服务（吴信才，2002）。实现矿区综合管理系统内部充分共享信息资源，提高矿区资源和生态环境管理的透明度，同时为相关单位、人员提供实时、高效的信息发布—访问系统，使之联系和交流更为密切，提高矿区生产、生活、经济、环境管理的相应能力。
矿区开发管理服务涉及服务提供者与服务消费者，服务提供者指开发和管理矿区系统的主体，有政府、企业、研究单位和个人，是矿区社会经济活动中的经济实体；服务消费者也分为政府、企业和个人（或公众），有的服务提供者也是服务消费者。
分析矿区开发管理的层次结构和信息服务的立体模型，能够更深入地理解矿区可持续开发管理空间信息服务的内容与对象，对建立空间信息服务平台体系结构具有直观的参考作用，能从不同的广度和深度理解矿区可持续发展对空间信息服务的需求。
可持续发展关注两个内容，即当前社会经济发展的需要和未来发展的需要。可持续发展是指生态、经济和社会三者的协调发展。生态持续发展是基础，经济持续发展是条件，社会持续发展是目的，三者融为一体，其目的是实现生态、经济、社会复合系统的持续、稳定、健康发展。
矿区可持发展空间信息系统是以空间信息技术为主要技术手段，采用空间管理和分析方法对矿区的生产、经济、环境、资源等基础信息进行可视化环境下的信息管理和统计分析。信息时代的到来为矿区建设发展和逐步走向数字化打下基础。为此，通过可持发展空间信息系统平台，可以加大对矿区政策、资金、物资等扶持力度，逐步改善矿区人民生产生活条件，推动矿区经济社会全面发展。将地质生态环境保护列入矿区监管内容，完善制度，定期开展矿区中工程安全检查工作，积极消除隐患，减少人为灾害。同时，鼓励企业采用新技术、新工艺、新设备开发利用低品位矿、难选难采矿、共生矿，鼓励企业综合利用资源，充分回收利用尾矿等二次资源，提高资源的综合开发利用水平，提高资源整体利用效率。建立矿区冶—选—深加工基地和“勘察—开采权—深加工”产业链，依法、科学、合理地开采该矿区的矿产资源。
矿区管理人员可以利用空间信息服务系统进行矿区资源开发并行协同规划设计，这种信息化平台能及时准确地向决策和规划者提供社会经济效益、资源环境效应等方面的信息服务，实现不同学科专家的协同工作，能够利用RS，GPS，GIS等自动、实时、动态、准确地获得信息，进而实现对环境承载力和资源环境安全状态评估，能够把矿区开发、分析、规划、设计，以及过程管理有机地结合起来，挖掘信息价值，以正确的方式送给需要的人，做出正确的决策。使矿区开采方式科学化、生产工艺环保化、企业管理规范化、闭坑矿区生态化，使企业真正做到科学开发资源、合理利用资源、有效保护资源，坚持在开发中保护、在保护中开发，注重开发与保护同步，实现矿区可持续发展，把资源优势转化为产业优势、经济优势和环境优势。
矿区要可持续发展，除了努力培养和发展循环经济产业，还必须走信息化之路，推动矿区的技术创新，进而合理协调矿产资源开发与环境、资源保护之间的矛盾，建立科学、高效的矿区生产新局面。信息系统的设计以矿区资源可持续开发和优化为目的，以空间信息技术与资源环境专业模型为技术手段，采集矿区相关的动态空间数据和属性数据，对数据加工、处理和分析评价。研究基于3S技术的矿区资源开发、环境保护支持、生态恢复支持、污染监测等技术支持方面的理论和方法，并应用于矿区的生产与建设过程中。具体目标有以下几个方面。
（1）为矿区基础地理信息数据库建设和科学合理开采提供基础空间信息支持。
（2）构建空间信息服务系统，以指导矿区资源合理利用和生产生活管理服务，为优化矿区资源开采、生态恢复、灾害治理、经济管理、社会发展，以及实现矿区可持续发展提供支持。
（3）为矿区地表形态的重建、保护矿区生态环境、土地资源，改善现有状况提供全方位信息监测和预测服务。
空间信息技术是以3S技术为基础，将RS，GPS，GIS三种技术中的主要内容与网络技术等其他高技术有机构成的一项新的综合技术（田锋等，2010）：RS可提供大量实时、动态、快速、廉价的地理信息；GPS用于空间数据快速定位，为遥感数据提供空间坐标，并对遥感数据进行校正和检验；GIS用于对空间数据进行存储、管理、查询、分析和可视化，将大量抽象的地理信息数据变成直观的专题图和统计数据等。近年来，以3S技术为基础和核心的空间信息技术发展迅速，已成为区域和行业可持续发展的重要技术支撑。3S技术在矿区建设中被广泛应用：GPS除广泛应用于矿区控制及地面测量外，在变形监测、卡车调度等方面也得到了应用。RS技术近年已发展成为矿区生态环境受采矿影响的监测、调查与分析的重要手段，它将不同时相（至少两个时相）的矿区环境数据进行对比，从空间和数量上分析其动态变化特征及未来发展趋势。另外，遥感技术在矿区土地利用、土地复垦、矿区景观格局、水资源动态监测等方面也得到了广泛应用。GIS针对矿区数据信息的复杂性、海量性、不确定性和动态多源、多精度、多时相和多尺度性的特点，为统一管理和共享数据提供平台，为空间查询、空间分析、空间建模提供工具。从矿区可持续发展面对的问题和特点来看，空间信息技术应用的优点体现在以下方面 [44～46] 。
（1）空间信息技术已成为推动矿区可持续发展的重要技术手段，为矿区建设过程提供基础性技术支持。
（2）空间信息技术适合于矿区信息获取、处理、分析、应用，从系统、综合的视角研究矿区可持续发展中的资源、环境与灾害问题。例如，利用3S技术对矿区进行污染情况动态监测，环境污染调查，数据管理和分析，多源数据格式的标准化，集成数据模型构建等。
（3）空间信息技术为矿区生态恢复、环境监测、开采沉陷以及井筒安全等应用领域提供了支持。例如，GIS所特有的图形、属性数据的集成管理、空间分析和空间决策支持等功能日益增强，使得GIS对矿区环境治理进行辅助决策成为现实。
（4）空间信息技术从时间维的动态演变和空间维的拓展演化的角度，为矿区地表形态的重建提供全方位技术支持。例如，矿区植被时空分布、植物的结构特征、生境及生物量分布、地表沉陷描述，以及土地复垦及土地利用在时间和空间上的变化等。
（5）空间信息技术能够实现多主题、多目标研究，特别是能够将相互关联的资源、环境与灾害问题通过信息、模型和系统予以集成。
可以看出，无论是从应用需求、发展现状来看，还是从技术优势和应用潜力分析，空间信息技术都是保护矿区生态环境，矿区防灾减灾，优化矿区资源开采，提高管理水平，改善现有状况，以及实现矿区可持续发展有力的技术保证。