GIS garantisce che l'attività mineraria operi in maniera responsabile ed efficiente
di Barbara Leigh Shields
Il New Mexico, con i suoi 315.194 km², è il quinto stato più grande degli Stati Uniti. La supervisione delle attività minerarie in un'area così vasta restando nei limiti del budget non è un'impresa facile. Il personale della divisione per le attività minerarie e i minerali (MMD) del dipartimento per l'energia, i minerali e le risorse naturali del New Mexico è intraprendente e integra i costi operativi utilizzando GIS, acquisendo dati quasi a costo zero e formando partnership di condivisione dei dati geospaziali o tecnici.
La MMD garantisce che le operazioni minerarie, dall'esplorazione al recupero, siano condotte responsabilmente. Le mappe forniscono una linea di base per l'analisi delle attività e dei disordini creati dalle operazioni estrattive nel vasto paesaggio dello stato. MMD utilizza il software Esri GIS per elaborare le richieste di permesso per le attività estrattive e l'esplorazione e per segnalare gli impatti economici.
Due dei quattro programmi di MMD (recupero delle miniere di carbone e recupero dei territori minerari abbandonati) sono stati creati nell'ambito del Surface Mining Control Reclamation Act (SMCRA) del 1977, che ha stipulato accordi di associazione con l'OMSRE (Office of Surface Mining Reclamation and Enforcement) del Dipartimento dell'Interno degli Stati Uniti. Le concessioni forniscono al personale della MMD i mezzi per raccogliere informazioni geospaziali autonomamente o con l'ausilio di consulenti. Il programma per il recupero delle miniere di carbone ha creato relazioni con gli operatori minerari per la condivisione di mappe o dati geospaziali. Gli addetti al progamma Mining Reclamation Act raccolgono le posizioni dei permessi e tengono traccia del recupero utilizzando GPS per compilare un database spaziale.
Per valutare le operazioni di recupero delle miniere, lo stato utilizza modelli digitali di elevazione (DEM) e modelli digitali del terreno (DTM) di vari periodi di tempo, gran parte dei quali sono stati creati dal rilevamento geologico degli Stati Uniti. Gli addetti, inoltre, utilizza ortofotografie acquisite dai governi federali, statali e locali e dagli operatori del settore minerario. Negli anni recenti, la MMD ha utilizzato le acquisizioni ortofotografiche del programma per le immagini dell'agricoltura nazionale del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti per creare nuovi DEM e DTM a livello statale.
I DEM e i DTM offrono rappresentazioni geografiche delle aree prima dell'attività estrattiva. I modelli rivelano serbatoi e bacini idrici lungo i corridoi di drenaggio e identificano quelli che sono stati violati. I modelli illustrano, inoltre, schemi nei di bacini di drenaggio che indicano sinuosità, fornendo un metodo di analisi delle caratteristiche idrologiche e topologiche. La MMD utilizza i modelli digitali per chiedere agli operatori minerari di riprodurre il grado di sinuosità determinato.
GIS aiuta la MMD a tenere traccia delle attività minerarie nello stato e ad applicare le normative per il recupero delle miniere di superficie e dei territori minerari abbandonati. GIS indica la modifica del territorio, mappa l'impatto delle miniere, fornisce linee guida per i progetti di recupero delle miniere e tiene traccia di tutte le valutazioni ambientali e culturali obbligatorie prima del progetto.
Anche il Dipartimento dell'ambiente del New Mexico, naturalmente, deve accertarsi che le miniere operino responsabilmente. GIS supporta la collaborazione della MMD con il Dipartimento dell'ambiente nella valutazione delle richieste di permesso. Le mappe consentono alle agenzie di esaminare e commentare facilmente i permessi minerari e i piani di chiusura nonché di accertarsi che gli standard ambientali siano inclusi in ogni richiesta. Il Dipartimento dell'ambiente, inoltre, lavora collabora con la MMD per monitorare le attività di recupero delle miniere.
"GIS aiuta la divisione per le attività minerarie e i minerali stabilire le priorità di spesa relative ai progetti di recupero della superficie", ha affermato Linda S. DeLay, GISP, MMD.
DeLay ha impiegato GIS per stabilire le priorità delle attività di pulizia. Ha analizzato la posizione delle miniere di uranio preesistenti e ha stabilito la classifica di priorità per il recupero. Il criterio di classificazione delle miniere era la prossimità a corsi d'acqua, siti agricoli, aree urbane e pozzi. DeLay ha quindi utilizzato un modello GIS di overlay verificato per mappare le priorità di recupero. Ha presentato la mappa delle Miniere di uranio preesistenti del New Mexico nelle riunioni della MMD e agenzia sorelle in una conferenza nazionale. La mappa ha aiutato le persone preposte a decidere dove allocare le risorse.
SS1. Questa mappa aiuta la MMD a stabilire le priorità delle attività di recupero per le miniere di uranio.
Per monitorare il recupero delle miniere di carbone, la MMD ha richiesto all'OSMRE Regione occidentale la concessione dell'acquisizione di immagini satellitari WorldView-2. Utilizzando queste immagini insieme ai rilevamenti delle vegetazioni sul suolo, l'analista del telerilevamento sta creando mappe di rilevamento modifiche della vegetazione per il progetto di recupero della città della miniera abbandonata di Vermejo Park Ranch per aiutare gli specialisti a valutare la riforestazione e il ripristino delle zone umide.
Le attività di recupero geomorfico includevano la ridistribuzione e il seppellimento degli scarti del carbone e la riformazione di canali idrici per un modello più naturale. Lo scopo di tale lavoro geomorfico era l'eliminazione del movimento degli scarti nei drenaggi del bacino idrico. I dispositivi GPS sono stati collegati ad apparecchiature di movimento terra per mappare il nuovo progetto del terreno. Le immagini erano così dettagliate da consentire a un analista di ricavare realmente il numero di pini e ginepri presenti nell'area nello specifico momento.
MMD ha creato questa mappa di vegetazione utilizzando immagini di satelliti ad alta risoluzione e rilevamenti della vegetazione. La mappa è utilizzata per il rilevamento modifiche della rivegetazione e il monitoraggio della vegetazione.
Gli analisti utilizzano anche i dati LIDAR (Light Detection and Ranging). Anche se le immagini satellitari forniscono un'immagine ravvicinata delle miniere di superficie, i rendering GIS dei dati lidar offrono una prospettiva 3D più dettagliata. Queste sofisticate mappe 2D e 3D rivelano la condizione di un'area prima dell'inizio delle operazioni minerarie.
MMD ha anche utilizzato GIS per valutare l'impatto sulla vegetazione e sul terreno intorno alla miniera proposta e all'attività di estrazione del carbone di El Segundo. Per documentare le condizioni morfologiche della linea di base, il dipartimento per l'energia, i minerali e le risorse naturali del New Mexico ha acquisito i dati di due aree di circa 40 km quadrati che erano stati catturati prima delle operazioni minerarie. Il personale ha utilizzato i primi dati lidar restituiti per il rendering delle immagini della densità della vegetazione e i dati lidar su terra nuda per modellare il terreno. Il rendering lidar è una cianografia di ciò di cui avrà bisogno la società mineraria per ripristinare il contorno originale del terreno e ristabilire le condizioni iniziali della vegetazione.
Il personale ha trovato un modo meno costoso di acquisire i dati utilizzando un veicolo aereo senza pilota (UAV). Una fotocamera compatta montata su un UAV Trimble UX5 ad ala fissa scatta un elevato numero di ortofotografie sovrapposte. L'elaborazione fotogrammetrica di tali immagini genera una nuvola di punti di valori x,y.z che generano un modello topografico 3D. La MMD ha utilizzato questa tecnica e GIS per creare un modello topografico di un progetto di ripristino del corso d'acqua in una storica città mineraria per il carbone. Attribuendo i punti con i valori RGB delle foto, il personale ha calcolato le altezze della vegetazione. Per controllare a campione la precisione dei dati di telerilevamento, gli addetti si sono recati sul campo per misurare le altezze di un campione di vegetazione da confrontare.
Una fotocamera montata su un UAV ha scatta rapidamente foto. Tali foto vengono sottoposte a un'elaborazione fotogrammetrica per generare una nuvola di punti per una rappresentazione 3D di un corso d'acqua.
La MID attualmente utilizza Microsoft SQL Server, integrato in Esri ArcGIS Server, per gestire gran parte delle informazioni sulle miniere, il geodatabase e le applicazioni di mappa Web. La divisione sta trasferendo una quantità maggiore di dati geospaziali alla piattaforma Esri. Il geodatabase include i dati ricavati dal portale GIS delle risorse statali, da operatori minerari e altre fonti nonché i dati generati internamente.
La MMD rende le informazioni minerarie disponibili al pubblico tramite il suo sito web. Il sito è abilitato a GIS tramite ArcGIS Server con applicazioni sviluppate in Silverlight. Gli utenti possono visualizzare le posizioni e i nomi delle miniere, codificate come miniere attive, miniere non attive e miniere i cui i vincoli sono stati rilasciati. Possono inoltre visualizzare i confini dei permessi per le miniere di carbone, le regioni carbonifere in New Mexico e i bacini carboniferi degli Stati Uniti caratterizzati per tipo di carbone. La mappa presenta anche un layer del tipo di suolo e layer dei periodi geologici.
Questa mappa delle miniere di carbone interattive è integrata nel sito web della divisione mineraria.
La tecnologia Esri aiuta le agenzie minerarie di tutto il mondo nell'esplorazione, nella gestione dei territori, nelle operazioni minerarie e nella gestione ambientale. Ulteriori informazioni su esri.com/mining.