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印度尼西亚采矿的环境管理GIS数据库模板
Sri Maryati1, Hideki Shimada1, Takashi Sasaoka1, Akihiro Hamanaka1, Kikuo Matsui1, Hideaki Nagawa2
地球资源工程学院，工程学院，九州大学，城市基础设施的日本中心，环境与资源，福冈，日本系
电子邮件：sri10r@mine.kyushu-u.ac.jp
【摘 要】印度尼西亚的采矿业面临许多挑战，包括支持国民经济，遵守中央和地方政府法规，当地乡村许可和环境影响管理。矿业公司必须进行环境管理工作，以尽量减少对环境的负面影响，并追求采矿后土地使用的可持续性，尽可能将土地恢复到最初的状态。环境管理的多参数和多时空数据存在诸多管理挑战。本研究的目的是为印度尼西亚的采矿作业中的环境管理设计GIS数据库模板。该GIS数据库使用ArcCatalog ArcGIS 9.3软件设计，步骤如下：库存和评估政府法规，库存和评估环境质量标准，分类分组参数，设计要素类和属性，创建GIS数据库，创建GIS数据库手册。根据研究结果，GIS数据库模板具有环境管理的诸多优点，包括集成到单个数据库中，避免冗余数据，减少体数据，统一数据，易于查找和跟踪数据，综合的空间和属性数据，可以作为决策和发展策略的GIS分析的输入。
【关键词】地理信息系统; 空间数据库; 矿业; 环境管理
1.引言
采矿业为印度尼西亚国民经济提供了各种贡献;它对印尼国内生产总值（GDP）的贡献很大。印度尼西亚的采矿业部门面临许多挑战，包括需要支持国民经济，遵守中央和地方政府法规，当地乡村许可和环境影响管理。
众所周知，采矿业是用于勘探和开采地球的煤炭和矿产储量的临时用地。如果，管理不善对环境有些危害。危害包括物理景观变化/干扰，水污染，地面污染，空气污染，噪音，土壤侵蚀，沉积物破坏，生物多样性破坏，水生物群破坏和土地退化。
印度尼西亚的采矿业应妥善管理根据1945年印度尼西亚共和国宪法第三十三条“国民经济应以经济民主为基础，坚持团结，效率，公正，持续，环境，自给自足的原则，在国民经济的进步和统一中保持平衡”[1]。
为了克服可能因采矿活动而产生的环境问题，印度尼西亚政府颁布了若干法规，包括印度尼西亚共和国2009年第32号环境保护与管理法;矿业和能源部长法令第1211.k / 008 / M.PE/1995号法令，有关预防和环境损害和一般采矿的业务活动环境污染的补救措施；关于一般采矿政府职责技术准则的矿业和能源部第1453.k / 29 / MEM / 2000号法令; 2006年第08号环境法规部长关于安排环境影响评估的指导[2-5]。
这些法规基本上是授权矿业公司以维持环境可持续性; 减少环境影响; 符合环境质量标准; 提供有关管理和监测环境方面的定期，最新和准确的报告;提供填海计划和后采矿计划; 提供与环境参数管理和监测有关的地图。
采矿作业中的环境参数管理和监测涉及收集，存储，分析，显示和呈现多参数和多时空数据。 管理多参数和多时间环境空间数据存在许多挑战。 地理信息系统（GIS）数据库有很大的潜力可以应对挑战。
根据现场测量显示，GIS在环境监测方面的贡献很大，对于日常管理数据非常重要且非常有用[6]。GIS也是一种准确，有效和高效的工具，具有建立，管理和分析空间数据的能力[7]。 空间数据库和属性数据可以作为GIS的输入，用于进一步分析，推导出可用于决策和开发策略的结果[8]。
本研究的目的是为印度尼西亚采矿作业中的环境管理设计GIS数据库模板。 预计采矿公司的环境数据库在数据采集程序，现场测量程序，结果分类，编码和数据管理，分析方法以及向环境时代报告数据系统方面具有一致性。
2.印尼政府条例
印度尼西亚共和国2009年第32号关于环境保护和管理的法律是根据事实制定的，即发展活动有可能产生污染和环境破坏，从而导致承载能力，生产力和环境容量的降低。 提供与环境保护和管理有关的正确，准确，开放和定期信息的义务; 保持环境的可持续性，并遵守环境质量标准和/或环境损害的标准，见第67条[2]。
矿业和能源部长法令第1211.k / 008 / M.PE / 1995号关于一般采矿业务活动中的环境损害和环境污染的预防和补救法令，矿业公司提交年度环境管理计划包括土地使用计划， 环境管理的技术和方法，工作时间表和填海阶段的完成，要开垦的面积，种植的作物类型和环境管理估算成本。 矿业公司也有义务提交年度环境监测计划，包括要监测的环境参数，监测点的位置，监测频率和监测估算成本。 第14条明确规定，首席运营官必须提供与环境管理和监测有关的地图[3]。
矿业和能源部长令，关于一般采矿政府关税技术准则的第1453.k / 29 / MEM / 2000号法令; 详细解释年度环境管理计划和环境监测计划[4]。
3.方法
GIS数据库模板使用ArcCatalog ArcGIS 9.3软件构建。 如图1所示，GIS数据库模板使用以下步骤构建：盘点评估政府法规; 盘点评估环境质量标准; 排序和分组参数; 设计要素类和属性; 创建GIS数据库; 创建GIS数据库手册。 每个步骤将在后续章节中详细说明。
3.1. 盘点评估政府法规
采矿作业的环境管理和监测应按照相关政府法规进行，包括：
1）印度尼西亚共和国2009年第32号关于环境保护和管理的法律[2];
2）矿业和能源部长法令第1211.k / 008 / M.PE /号是关于预防和记录一般采矿业务活动中的环境损害和环境污染[3];
3）矿业和能源部长法令第1453.k / 29 / MEM / 2000号是关于一般采矿政府职责的技术准则[4];
经过对那些政府法规进行盘点和评估，应监测环境参数包括：
土地清理区
填海区
土地清理计划
土地复垦计划
开采后的土地
排土区域
排土场覆盖区域
植被面积
动植物
水质
固体废物
化学废物
空气质量
土壤
坡度稳定
侵蚀
景观变化
水生动物栖息地
3.2. 盘点评估环境质量标准
采矿中的环境管理和监测操作应符合相关的环境质量标准，包括：
1）政府关于空气污染控制的第41/1999号条例[9]；
2）关于噪声水平排放标准的1996年第48号环境部长法令[10];
3）1996年第49号国家环境部长关于振动等级标准的法令[11];
4）1995年第13号环境部长关于固定源排放标准的法令[12];
5）2003年第113号国家环境部长法令，煤矿废水标准[13]。
经过对这些环境标准的清查和评估，应监测的环境参数包括：环境空气质量标准（二氧化硫，一氧化碳，二氧化氮，氧化剂，碳氢化合物，颗粒lt;10m，颗粒物lt;2.5mu;m，总悬浮颗粒,铅（Pb），粉尘，氟化物总量，氟指数,氯和二氧化氯，硫酸盐指数）
空气振动
噪音
水质（pH值，总悬浮渣，Fe含量和Mn总量）
3.3. 排序和分组参数
应监测46项环境参数。这些参数应该被分组到特征数据集中。将具有相同特征且属于特定主题的参数分组并组织成一个特征数据集。
正如MCRMP 2005所述，“分组不基于特征数据类型和属性字段，而是将逻辑上属于一起的特征组合在一起”。如图2所示，共有7个数据集，包括基础地图数据集、土地利用数据集、空气质量数据集、水质数据集、废弃物监测数据集、围垦数据集和生物数据集。
3.4. 设计要素类和属性
设计要素类和属性是构建模板数据库中最重要的步骤，因为这一步将决定数据库的外观。此步骤包括确定特性类名、确定坐标系、确定数据类型、确定字段名和字段属性、确定每个环境参数的代码、创建引用表。
要素类的名称是根据地理特征确定的，便于用户识别要素类。本GIS数据库选用的坐标系为《地理坐标系-世界大地测量系统1984》/GCS WGS 1984。
要素类可以表示为点、线和多边形。例如，以多边形表示管理边界，以直线表示河流、矿山道路，以点表示降雨站。字段名和字段属性是根据应该包含在要素类属性中的信息确定的。
3.5. 创建GIS数据库
ArcCatalog中的GIS数据库是要素数据集的集合，要素数据集是一组要素类。此步骤包括创建个人地理数据库，创建特征数据集，创建要素类，确定要素
类属性。
如图3所示，个人地理数据库被称为环境监测和管理地理数据库。 此地理数据库包含七个要素数据集。
要素数据集是一组具有相同坐标系并且逻辑上属于特定主题的要素类。 如图4所示，基本地图数据集包含九个要素类，这些要素类将用作采矿作业编制中专题地图的基本地图。
要素类属性提供信息对象字段属性，坐标系，容差，分辨率，域索引，子类型，关系和表示。 关于空间数据的所有信息都存储在字段“属性”中。 如图5所示，字段属性包括字段名称，数据类型，别名，允许空值，默认值和长度。
3.6. 创建GIS数据库手册
GIS数据库手册作为设计人员，操作人员，分析人员，现场测量员和用户的通信工具，因此该字典必须详细描述整个数据库。 字典如图6所示，描述了数据的定义，数据类型，坐标系，要素类字段属性，关系图和参考表。
数据手册对于各种环境监测和采矿作业管理方面的用户非常有用，包括现场测量的现场测量员，用于输入属性数据的GIS操作员，用于处理和数据分析的GIS分析员，地图用户和决策者。
4. 讨论
4.1. 基本地图数据集
基本地图数据集包含要用作专题地图的基本地图的要素类。 该数据集包括行政边界，特许经营边界，矿坑边界，矿山道路，公路，河流，等高线，基础设施和池塘。 图7说明了基础地图数据集的设计。
基础地图数据集中使用的代码涉及各种代码源。 省代码，地区代码，分区代码是指统计印尼的代码。地表代码、条件代码、河流类型代码、轮廓类型代码、基础设施类型代码和池塘类型代码都是根据采矿领域的典型条件编译的。
4.2. 水质数据集
水质数据集主要包含与要监测的法规要求的水质参数相关的要素类。 该数据集包含五个要素类，包括水质点，水pH，TSS（总悬浮沉积物），Fe总量和Mn总量。 图8显示了水质数据集的概念设计。 在此数据集中，与现场测量结果相关的字段属性未使用特定代码填充，而是填充了现场测量的实际结果。
4.3. 空气质量数据集
空气质量数据集包含与空气参数测量相关的特征类别，包括空气质量状况和天气状况。 该数据集包括空气质量点，环境空气质量，空气振动，噪音，空气温度，空气湿度，风速和降雨量。 图9显示了空气质量数据集设计。
与水质数据集类似，现场属性相关的现场测量结果中充满了现场测量的真实结果。
4.4. 废物监测数据集
废物监测数据集包含与监测采矿作业期间产生的废物相关的要素类。 该数据集包括废物点，固体废物，化学废物，WTP（废物处理厂）。 图10显示了废物监测数据集的设计。 每个特征类包含的信息包括点监视名称，纬度 - 经度位置和字段检查结果。
4.5. 土地使用数据集
土地利用数据集主要包含与土地利用相关的特征类。该数据集包含九个特征类，包括土地单元、土地覆盖、开采后土地、景观、土壤、倾倒土壤面积、卸荷区、土地清理和土地清理计划。图11展示了土地利用数据集的概念设计。土地利用数据集中使用的代码是指印度尼西亚的政府法规、一般土壤类型以及采矿领域的典型条件。
4.6. 生物数据集
生物学数据集主要包含与植物群，动物群和生物多样性监测相关的特征类。 这个数据集包含四个要素类，包括生物学点，水生栖息地，动植物群。 图12说明了生物数据集的概念设计。 每个要素类包含有关点监控名称的信息，纬度 - 经度位置和现场检查结果。
4.7. 回收数据集
回收数据集包含与回收活动相关的特性类。如图13所示，该数据集包括被扰动的土地、填海面积、填海计划、复垦面积、植被覆盖、植物生长和侵蚀。
参考矿业和能源部第1453.k / 29 / MEM / 2000号法令，关于综合采矿政府职责的技术指标[4]，填海面积和填海计划数据应包含填海后土地利用类型的相
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