0 引言

矿业权审批是自然资源管理部门对矿业权实施管理的重要行政手段（李海婷，2019）。建设项目压覆重要矿产资源审批是《矿产资源法》确定的一项重要的政务服务事项，对减少或避免压覆重要矿产资源，提高矿产资源及能源安全保障能力，保障建设项目正常进行均具有重要作用（齐彩凤，2023； 向钊等，2023）。为避免拟建项目压覆重要矿产资源，建设项目压覆矿产资源审批需查询与矿业权、已探明储量重叠情况，同时为避免新设矿业权与已建项目重叠，矿业权审批需查询已入库建设项目用地范围数据，均需对符合指定区域的矿业权空间范围与保护区等空间范围进行空间关系压覆分析（中华人民共和国国土资源部，2010，2015）。

此前，大部分地区的矿业权空间关系压覆查询比对尚处于繁琐的人工分析、报告制作阶段，面临耗费大量人力物力、审批时效长的局面，容易产生遗漏错误，自然资源信息化的优势没有充分体现 （陈敏等，2022）。2020 年，自然资源部办公厅下发 《关于做好建设项目压覆重要矿产资源审批服务的通知》（自然资办函〔2020〕710号），要求自然资源主管部门开通互联网远程申报渠道，建立建设项目压覆重要矿产资源查询服务系统（中华人民共和国自然资源部，2020），深入推进“放管服”改革，进一步提升政务服务效率。在建设自然资源“一张图”的大背景下，目前有平台提供地质灾害评估分析和压覆矿查询，支持分析结果的图像以及分析报告输出，但可视化较差（王传礼等，2007；金江君等， 2012；涂强等，2019；陈炯炯和李婷，2020；宋振华， 2023）。以河北、贵州为例，搭建的建设项目压覆矿产资源管理系统，提高了用地审批效率，拓宽信息服务渠道，但对于智能比对的场景涉及不全（曹延飞等，2014；王芳等，2016；冉文瑞等，2020）。当前有RPA+AI、excel计算法等空间叠加分析方法，有助于构建“数字员工”调度平台，打破传统模式，助力业务转型（颜振宇和陈凯峥，2021；春乃芽等，2022； 林琳等，2022；刘海涛等，2022）。

实现矿业权数据空间压覆智能比对是建设项目压覆矿产资源查询和审批事项实行“互联网+政务服务 ”的关键技术。本文探索利用高性能 IGServer信息技术，基于简捷、严谨、及时、便于管理的原则，通过“数字员工”智能比对目标图层和矿业权、用地、储量空间库、生态红线等多个图层，自动比对分析，动态调整比例尺和注记，自动输出结果图文报告，实现比对过程自动化、智能化。矿业权空间关系压覆查询关键技术研究有助于优化现有审批流程，打破数据壁垒，推进自然资源矿业信息化集约建设、分级应用、便捷服务，提高行政审批效率和社会化服务水平，最大程度避免拟建项目范围与采矿权、探矿权、已建项目等发生重叠，合理保护矿产资源和保障建设项目顺利开展。

1 研究思路

本文通过严格确定建设项目目标数据与矿业权数据智能比对参数，优化压覆空间分析算法，设计动态比例尺调整和注记技术，建设矿业权数据空间压覆智能比对“数字员工”系统，实现案卷上报后自动启动压覆分析程序，执行压覆分析，自动生成分析结果报告，推送给行政相对人和审批系统，保障申请单位的合法权益和矿区的合理建设，为开展调规、补偿、避让等决策措施提供技术依据。

1.1 关键技术

1.1.1 专题数据整合建库

压覆矿业权数据的空间关系相关指标包括空间规划、用地审批、道路交通等多个元素，根据相关文件对全省建设项目压覆重要矿产资源查询需求，确定分析矿业权、建设用地、储量空间库、道路、生态红线等十余个场景，需要进行压覆分析的场景如表1所示。数据的完整性和可靠性是数据应用的关键，经梳理分析、质量检查、整理、装载入库等环节，将压覆分析中所需要用到的各类数据在基础地理信息平台（“一张图”）中统一归库管理，为压覆查询提供数据支撑，并定义接口将用地审批、矿业权审批的结果实时上图入库，实现实时更新。

1.1.2 智能比对分析技术

IGServer是一种分布式高性能二维矢量地图服务引擎，采用数据分布式存储、基于 Spark的分布式矢量化计算、多机多核并发渲染、多级自动缓存等技术，具备丰富的数据源接入能力，无缝支持多种国产数据库、主流开源数据库与商用数据库，为上层应用提供传统GIS服务。

智能比对分析通过高性能IGServer空间运算技术，采用多线程并发，多级自动缓存等方法，从定义的建设项目压覆重要矿产资源查询及矿业权设置查询接口中获取的压覆分析参数，传输至数据分析后台，对各专题图层空间数据进行查询和分析。

铁路、公路、工厂、水库、输油管道、输电线路和各种大型建筑物或者建筑群等建设项目选址压覆矿产资源有明确要求。综合相关规范要求，参与压覆对比的建设项目类型分为铁路、公路、850 kV 以上输变电线路、850 kV 以下输变电线路、110 kV 以上变电站、110 kV以下变电站、输气管道阀室、其他建设项目。不同类型建设项目安全距离，分析时自动外扩不同缓冲距离，默认缓冲距离参数见表2。

1.1.3 动态调整比例尺和动态注记技术

由于点、线、面对象面积差异大，在将分析范围与高标准基本农田、生态红线等图层进行叠加分析后，采用动态比例尺和动态注记技术，实现有效显示与出图，具体流程见图1。

（1）动态比例尺

图形报告生成的难点在于如何处理图形动态显示的比例尺问题，因为比例尺的变化是反映基于地图数据精确性的一个重要标志。动态比例尺实现的基本方法是，生成图片的时候，放大压占地块显示的比例。按照输出图片版式的长宽比例，调整裁剪框图元的外包矩形范围和数据显示范围，使得图元位于图片的正中心，最终生成合适比例尺的压覆图形。

（2）动态注记

电子地图是无级、无缝和动态变化的，用户每一次改变显示比例或者改变显示区域都会形成一幅新的地图，为了使电子地图的图面显示更加清晰美观，避免注记信息的缺损，需用算法来动态调整注记并定位。在本文设计的平台中，动态注记指根据用户定义的规则，动态地将标注文本放置在要素类附近合适的位置。

注记根据对象的不同，分为点要素、线要素、面要素，3 种要素的配置规则也不一样。按照点、线、面要素分别设定动态注记配置规则。对点要素，分为压点注记、八方位注记和任意角度注记，在解决冲突时使用遗传算法自适应策略。对线要素，除了点状要素所包含的参数外，还有重复注记的次数。对于较长屏幕坐标大于 15 cm 的线状要素，采用重复注记的方式。对面要素，在地形图上或地理信息系统中表示为一个封闭的图形，其界线包含一个同类型区域。由于面状要素的形状和大小差别很大，面状要素注记是自动注记模式中最多且最为复杂的，大面积面状要素通常采用骨架线注记模式和散列式面域点注记模式的处理策略。

1.2 总体技术流程

系统获取用户提交的项目用地范围坐标信息文件，“数字员工”读取获取的文件信息，将坐标文件进行矢量化，按照2000国家大地坐标系进行投影转换，使坐标系与自然资源一张图的坐标系保持一致，形成建设用地范围图层。所在区域的限制性因素图层（如矿业权图层）按照指定距离往外生成缓冲区，形成膨胀外扩后的矿业权缓冲区图层。将建设用地范围图层与缓冲区图层进行叠加分析。如图层有交集，计算交集面积，计入分析结果中。采用动态比例尺和动态注记技术输出压覆概览图，将分析结果和压覆概览图进行组织形成分析报告，按照指定的报告格式进行输出，审批人员审核通过后加盖公章后传输到用户终端，具体流程如图2。

（1）获取建设项目范围坐标信息。由建设单位录入建设项目名称、选择建设项目类型，根据提供坐标格式示例模板，上传建设项目用地坐标，统一采用2000国家大地坐标系。

（2）坐标矢量化和投影转换。对建设项目范围坐标进行矢量化，并进行投影转换，使坐标系与相关系统保持一致。

（3）生成缓冲区。根据不同项目类型按建设用地范围自动外扩不同缓冲距离，支持用户自行设定缓冲距离。

（4）图形压覆分析。根据获取的图形拐点坐标，绘制压覆查询区域并自动生成压覆查询缓冲区，与已有的矿业权数据库进行分析比对。

（5）返回分析结果。根据压覆分析情况返回分析结果相关内容，包括分析图层类型简称、叠加图层全称、叠加图层分析返回信息、结果路径、结果图片等。

（6）输出分析报告。根据建设项目查询范围与矿规、矿业权、资源储量不同压覆比对情况，出具查询结果，严格按报告标准显示项目范围拐点坐标、与各关键数据压覆关系、压覆图形等信息。

2 设计与实现

2.1 架构设计

用户申报端采用B/S架构，基于GIS平台进行后台分析接口二次开发，实现用户相关案卷上报后，自动启动程序执行压覆分析，自动生成报告并提供下载。为避免资源有限、大量并发造成分析服务宕机风险，采用堆栈结构处理接口的消息队列，按照先入先出实现服务器负载均衡。矿业权数据相关的图层压覆分析采用接口形式传输图层信息和返回结果，根据图层简称来决定分析哪个图层及类型。用户选择相应的建设项目类型，依照模板格式导入项目坐标后，应用端根据建设项目类型，自动矢量化，生成项目范围简图，供用户查验坐标的准确性（图3）。

2.2 智能比对分析

通过高性能 IGServer 空间运算技术，采用多线程并行方法，从建设项目压覆重要矿产资源查询接口中获取的压覆分析参数，传输至数据分析后台，对各图层空间数据进行查询和分析操作，得到相关分析数据结果信息，实现流程如图4所示。

（1）根据接口获取的压覆分析类型，确定需要分析的图层类型。在分析图层较多的情况下，采用多线程方式来提高获取压覆分析成果的速度；

（2）根据案卷类型，区分探矿权范围坐标和采矿权范围坐标，对待分析的矿业权范围坐标进行度分秒格式转换，并矢量化；

（3）通过 arrService 服务，根据需要压覆分析的类型，在对应的配置文件中，找到该分析类型所需要叠加的 arrClassInfo 专题、分析年度、图层、需要生成的arrAnalyResultTb汇总表等分析参数，按一定的规则整合压覆分析参数，作为压覆分析的请求参数；

（4）在获取tempParament请求参数后，分析请求地址 serverURL，调用发布的 IGS 压覆分析服务，得到压覆分析结果；

（5）根据返回的 GetAnalySet 压覆分析结果，获取压覆分析汇总表数据的DataSet集合；

（6）获取 DataSet 集合后，从集合中获取有效数据进行分析，返回叠加情况；

（7）多线程循环执行2~6步，得到图层的压覆分析结果。

2.3 分析报告输出

对建设项目压覆重要矿业权分析结果信息进行智能结构化生成，快速整合不同格式、不同分析类型数据，输出建设项目与矿业权压覆分析的标准格式结果报告，自动加盖电子印章。报告包含项目坐标、图形、文字等丰富内容（图5）。

根据定制化需求，将压覆分析汇总结果的 List 集合整合，对分析结果进行整理，先输出为HTML文本，转换为可读性更高的图文模式，自动将分析内容按模板输出到PDF格式的结果分析文档。

结果分析报告中压覆图形采用静态可视化技术进行呈现，根据标准化拐点坐标文件的组织规则，解析项目图形。对存在压覆情况的，结合设定的缓冲距离获取压覆图形，并在服务器端通过弹性数据通信接口封装返回数据，最终将压覆图形绘制并输出至结果分析报告中（图6）。

3 实验分析

为比较启用数字员工系统后的成效，通过使用数字员工前后各100个相关建设用地项目矢量压覆矿业权数据的测试实验，记录数字员工和人工手动分析的速度与结果质量（表3）。数字员工按照系统分析程序出具结果，从获取用户申请压覆分析的建设用地坐标文件到出具压覆结果报告，可以将人工分析所需的平均 6 h 缩短到 5 min，同时数字员工按照标准格式对输入数据进行判别，根据指定流程进行分析，并精准记录分析结果，出错率接近于 0，两种分析方式的结果质量和准确率雷达图见图7。相比于人工手动分析，减少了出错率，极大地提高了分析效率和质量。

4 结语

本文对矿业权数据空间关系压覆查询过程中的智能比对分析技术、动态调整比例尺与动态注记等关键技术开展研究，搭建智能比对“数字员工”系统，实现矿业权数据空间压覆比对过程自动化、智能化，达到提高审批效率、节约人力成本的目的。目前，本文搭建的平台已投入建设项目压覆矿产查询及矿业权设置查询使用，通过“互联网+政务服务”实现查询服务在线申请、即时反馈，提升了自然资源政务服务数字处理、自动服务能力，支撑政务服务“一网通办”“一次都不用跑”，方便了企业群众办事，促进了营商环境优化。

参考文献