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一、基于GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价
基于目前我国矿产资源规划编制过程中的环境评价，提出了一种基于GIS技术，实现矿产资源规划环境影响定量评价方法。在对规划环境现状进行大尺度综合评价的基础上，利用GIS的空间分析功能，有针对性的实现规划区敏感环境保护目标的筛选、环境影响范围的确定和矿产资源开发对环境保护目标影响程度的定量表达。结合矿产资源规划方案，根据各区域资源开发对敏感保护目标的影响特征，在定量计算各区域环境现状综合评价分级的基础上，分别对其生态环境、水环境、地质环境等方面的影响进行评价和预测。提出的评价方法较好的兼顾矿产资源开发与区域环境保护，可以有效提高矿产资源规划环境评价结果的准确性和科学性；该方法可以综合的、定量的评价矿产资源规划对不同环境保护目标的影响程度和范围，为矿产资源规划方案的修订提供有价值的参考。
矿产资源规划环境影响评价，是指对拟定的规划实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评价，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，综合考虑所拟定的规划涉及的环境问题，预防规划实施后对各种环境要素及其所构成的生态系统可能造成的影响，协调经济增长、社会进步与环境保护的关系，为科学决策提供依据。
目前，国内外的学术研究大多集中在开展规划环境评价的一般性原则和框架，以及矩阵法、层次分析法、情景分析、公众参与等常规性评价方法的研究和应用方面。如姚静结合我国矿产资源规划的情况，通过环境成本-效益分析法对自然地理环境、地貌环境、大气环境、水环境、生态环境和社会经济环境等6类环境影响因子符合分析，对矿产资源规划环境影响进行评价，其构建的指标体系较为全面，但考虑到数据的可获取性，其评价指标过于复杂，且评价结果无法可视化。李东亚等通过构建矿产区环境、矿区生态、矿区地质等评价指标，以四川省第二轮矿产资源规划环境影响评价为例，利用多层次多目标模糊综合测度模型，对矿产资源规划环境影响进行了综合评价，但其评价结果可视化效果不好，无法筛选出敏感环境保护目标受矿产规划实施后的影响程度。
另外，基于传统的图形叠加法，有一些利用GIS进行环境评价的方法，如宋震、华建伟等通过构建土地资源、地质环境、大气环境
规划区环境现状评价过程： 1 评价单元划分
针对某一地区的矿产资源规划情况，结合可利用水资源量、固体废弃物排放量和植被覆盖指数等条件，采用旋转网格的办法，对评价单元进行划分。评价指标体系的建立
根据既定的评价目标，分析影响因素，从每个影响因素中挑选评价指标，形成综合评价指标体系。参考国内外关于对矿产资源规划指标体系的研究成果，结合某省矿产资源规划及整个环境影响系统的特点，从生态环境、社会环境、大气环境、环境承载力四个方面来设计矿产资源规划环境评价指标体系，考虑到数据可获取性，利用指标频度分析法，在系统梳理当前研究成果的基础上确定具体的评价因子。如可利用水资源量（生态环境）、固体废弃物排放量（社会环境）、植被覆盖率（生态环境）、空气污染程度（大气环境）、环境承载力。评价指标分为现实性指标和指导性指标。评价分级的确定
包括矿产资源规划环评单因子评价分级（可利用水资源量、固体废弃物排放量、植被覆盖率、空气污染程度）和矿产资源规划环评综合评价分级。
评价分级过程：以时间为序，基于线性回归模型分析水资源的变动趋势，在此基础上，分析某省境内水资源变动趋势，判断其发展啊趋势，并通过定量年计算确定的拐点来预测其发展方向和关注的重点，由此确定某省水资源变化的分区标准。评价模型的确立
根据评价指标体系和评价分级标准，对矿产资源规划有针对性的进行环境评价。采用基于AHP的模糊综合评价模型进行环境评价。
环境影响保护目标的评价基于GIS的矿产资源环境评价方法
步骤：规划区环境现状要素收集，包括规划区空间数据、属性数据以及各种报表数据的收集；制作各个单要素专题图，包括规划区自然环境专题图、规划区生态环境专题图、规划区地质环境专题图、规划区经济环境专题图等；制作综合性的规划区环境评价图，通过缓冲区分析、叠加分析、距离分析以及地学统计分析等，制作一张综合性的区域环境现状评价专题图；根据规划目标以及规划实施后可能对周围环境造成影响的各类因素，制作规划环境影响评价专题图，通过与区域环境现状评价专题图进行对比分析，从而得出因矿产资源规划而造成的环境影响评价结论。环境敏感制约因素分析
主要体现在对一些重要的生态功能区、地质遗址、森林保护区、文物保护区以及重要水源地等的保护，减缓或防止因矿产资源开发对这些敏感保护区的不利影响，主要的环境制约敏感因素有地貌景观、水体、土壤污染、大气以及地质灾害等。3 环境保护目标筛选
矿产资源规划实施过程中所涉及的重要环境保护敏感目标，主要包括国家、省划定的受法律保护的地区一级其他生态敏感性较高的重要生态功能区。根据环境现状评价分级结果，将矿产资源规划分布图与自然保护区分布图、饮用水源地分布图、森林公园分布图、文物保护分布图一级地质遗迹自然保护区等进行GIS缓冲区分析和叠加分析，筛选出环境现状分级为“较差”和“无数据”区域10km、环境现状评价分级为“一般”区域8km、环境现状评价分级为“很好”区域2.5km范围内所涉及的主要生态环境保护目标，并对该范围内的环境保护目标进行详细的环境影响评价。
二、GIS在矿产资源规划环评中的应用
从矿产资源规划环评的现状出发，阐述了国内外环境影响评价方法。在对比分析了已有环境影响评价方法的基础上，提出了利用GIS技术进行矿产资源规划环评的思路和技术框架，并围绕其中的关键技术，如空间信息存储、矢量数据图层的创建、缓冲区分析、栅格叠加与模型分析、距离制图等进行了详细的分析，并以江苏省矿产资源规划环境影响评价为例，验证了GIS应用思路和技术框架的可行性，其成果为矿产资源规划以及其它相关领域的规划环评提供了极有价值的参考。
目前，用于环境影响评价中的主要方法有：清单法和矩阵法、网络法、专家评价法、屏幕分析法、层次分析法等。这些方法相对而言比较简单，能够有效追踪环评要素的间接影响与多重影响，并进行动态描述，它们已被广泛应用于各种类型的环境影响评价项目中。随着计算机与信息技术的快速发展，资料的数字化程度日益提高，传统方法逐渐暴露出定量化不明显，层次划分关系复杂，组织困难等缺点，难以与信息时代“快速，便捷”的要求耦合，势必被新兴的数字化方法所取代。
基于传统图形叠置法发展起来的GIS环评方法，在继承了其易于理解，能够直观明了的显示空间分布等优点的同时，用计算机作业代替手工作业，发挥自身数字化程度高、数据模型多样，拓扑关系明显等优点，使分析者能够方便快捷的联系自然、环境特征数据库与图形数据库并进行叠置，从而有效的进行空间分析。但是长期以来，GI S环评方法只是停留在“点分析”的层面，GIS技术也只是作为其它环境评价方法的辅助手段，并没有形成一套完整的分析思路。
本文结合传统环境影响评价分析方法，提出了基于ArcGIS软件的GIS环评技术路线，并对其中的主要技术进行详细论述，同时以江苏省矿产资源规划环境影响评价工作为例，验证了基于GIS的环境影响评价技术的可行性，研究结果表明此方法可极大程度提高分析结果的空间精度，解决了矿产资源规划环境影响中的不确定性，复杂性和宏观性，为环境影响评价课题的数字化信息化发展提供思路。
基于GIS的矿产规划环评的总体思路是：在确定矿产资源环境评价模型的前提下，利用GIS提供的空间分析手段，对不同图件中的相关要素进行叠加运算，最终获得矿产资源环评指标的定量分布。进行空间分析的前提条件是获取与规划环评相关的地图，并对地图进行必要的数据处理以满足GIS空间分析的需要。因此给予GIS的矿产资源规划环评主要包括如下步骤：
（1）评价模型与评价指标
评价模型及评价指标的确定一般需要参照矿产资源规划环评的专业要求，并结合数据采集的可行性进行确定。因此，在具体工作中评价指标与数据采集之间存在交互，需要根据数据采集的实际情况对评价指标进行取舍。（2）数据采集
环境影响评价常用的数据包括环境保护分布图、土地利用图、生态功能区图等自然生态资料和矿山分布、矿产资源规划资料等。数据采集工作是建立GIS应用系统的基础性工作，是数据分析的必要条件。（3）数据处理
采集到的数据资料类型是多样的，因此必须将各种类型的资料转化为恶 GIS可以利用的数据。数据处理工作主要包括：地图配准、坐标定义、矢量化、数据入库等。（4）空间分析
空间分析是基于GIS进行矿产规划环评的关键内容。空间分析需要对多种不同的数据进行综合分析，寻找空间要素间的相互关系，从不同空间和时间尺度上分析矿产资源规划与其环境因素之间的关系，常用的技术包括：缓冲区分析、矢量叠加、距离制图、栅格叠加等。（5）评价成果输出
通过空间分析得到的结果，制作相关图件并编写环评报告。
数据格式的确定
直接采集的原始栅格数据主要是经正射变换和分类的遥感影像，其它的栅格数据主要来自于矢量数据的转换，而未经分类的遥感影像的处理工作非常复杂，不建议采用的在区域性小比例尺规划环评工作中，如果收集矢量数据有困难，对于质量较好、分类较高的图像数据，如土地利用图、生态功能分区图、地貌图等也可以使用，如果不满足要求，也可以通过图像矢量化获得栅格图。因此在数据收集过程中应明确不同数据的优先级别：大比例尺矢量图>小比例尺矢量图>经分类处理的遥感影像>图像文件>原始遥感影像。
地图配准
同一区域的不同要素地图的来源可能不同，导致地图的精度、空间坐标系统、数据格式等都会不同，要对这些地图间的要素进行分析和运算，必须将这些地图的空间坐标进行统一，即地图配准。地图配准是对不同源地图的矫正。
距离分析
规划的矿山与矿山周围保护目标尤其是生态敏感保护对象，如生态保护区、水源地、森林公园等的距离是矿产资源规划环评中的重要内容，矿山或矿区到保护目标之间的距离本身可以作为评价指标，如距离高速公路两侧2km范围内为禁采区，同时也是很多专业模型中的基础数据，如噪声、粉尘影响模型、地面沉降、地下水降落漏斗影响范围分析模型等。
距离分析的算法是：首先对目标图层覆盖的空间范围进行栅格划分，栅格的精度由用户定义。系统顺序对某个栅格进行空间搜索并找到距离该栅格距离最近的目标并将该距离作为栅格的属性值，然后进行下一个栅格的距离搜索。因此距离分析的结果是每一个栅格到距离它最近的目标要素的距离值。以ArcGIS的空间分析提供的Straight Line Distance工具为例，距离分析的一般步骤如图：
目标层（矢量图层）对象层（矢量）直线距离分析图层叠加目标层（矢量图层）对象距离提取对象距离（矢量图+属性数据）保存数据模型分析（参数）距离筛选确定保护对象（图、表）确定目标图层和对象图层
目标图层是与栅格点进行距离量测的要素图层，可以是点、线、面图层。在本次研究中目标图层通常指矿山分布图，距离图是指栅格点到最近的矿山的距离。对象图层是包含待求距离的要素的图层，本次研究中可以使村庄位置图层、水源地图层、自然保护区图层、地质灾害易发点分布图等。2 目标图层距离制图
对目标图层执行Straight Line操作，生成对目标图层要素的距离图，为了达到较好的显示效果或图件输出，可以对距离图根据不同距离值进行渲染。栅格的尺寸对数据的后期应用有较大影响，尺寸越大精度越低，尺寸太小则影响计算速度，对系统内存及硬盘占用较大，在使用中应根据具体精度要求合理选择栅格尺寸。如果创建距离图的目的是模型计算提供参数，则将数据进行保存或导入相关计算模型。3 对象要素距离提取
对象要素图层可能是点、线、面图层，在ArcGIS中对点图层要素的距离提取可以直接完成；面图层可以通过区域统计分析工具获得面域内的所有栅格值统计数据，包括最大、最小以及平均值等，通过取最小值获得最小距离值；而ArcGIS不提供线的栅格数据提取函数，因此不能直接提取，可以通过对线图层进行非常小距离的缓冲区，将线转化为面进行提取。4 确定保护对象
通过距离提取，对象要素距离最近目标的距离值被保存在对象要素的属性数据表中，根据不同目标的特点以及相关的政策法规，确定矿山到这些对象的最小距离，根据该阈值，利用ArcGIS提供的SQL查询函数，将所有该范围内的要素提取，也可以将距离作为权重，对对象要素进行影响分析，确定不同对象的受影响级别。
距离分析不仅可以对确定距离范围内的对象进行选取，还可以明确给出具体距离，以便进行具体的决策分析，对于矿产资源环境影响评价规划有重要的作用。
模型分析
基于GIS的模型分析是指将矿产资源规划环境评价的专业模型中的参数进行栅格化，形成不同参数栅格图层，通过GIS提供的图层叠加和计算功能实现评价分析，并将评价结果以图形化的方式表达。模型分析包括四个基本步骤，即数学建模、参数图形化、叠加分析和成果输出，下面以矿山开采过程中的噪声影响环境评价一个简单实例介绍模型分析的一般过程，不考虑不同点声源之间的叠加和干涉。
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