GIS를 통해 책임 있는 방식으로 효율적인 광업 운영 보장

Barbara Leigh Shields 작성

뉴멕시코는 121,000제곱마일에 달하는 미국에서 다섯 번째로 큰 주입니다. 이렇게 넓은 지역에서 예산 범위에 맞춰 광업 운영을 감독하는 일은 결코 작은 성과가 아닙니다. 그러나 뉴멕시코 에너지, 광물 및 천연자원부의 광물 자원 부서(MMD) 직원은 자원이 풍부하며, GIS를 사용하여 무료 또는 저렴한 비용으로 데이터를 확보하고 공간정보 또는 기술 데이터 공유 파트너십을 형성하여 운영 비용을 보완합니다.

MMD는 탐사부터 매립까지 광업 운영이 책임 있는 방식으로 수행되도록 보장합니다. 맵은 뉴멕시코주의 광활한 경관을 가로지르는 광업 운영으로 인한 활동 및 혼란을 분석하기 위한 기준선을 제공합니다. MMD는 Esri GIS 소프트웨어를 사용하여 광업 운영 및 탐사 허가 신청을 처리하고 경제적 영향을 보고합니다.

4개의 MMD 프로그램(탄광 매립 및 폐광 토지 매립) 중 2개는 1977년 표면 광업 관리 매립법(SMCRA)의 일부로 만들어졌으며, 미국 내무부 표면 광업 매립 및 집행 사무소(OSMRE)와 파트너십 협정을 맺었습니다. 보조금은 MMD 직원에게 직접 또는 컨설턴트의 지원으로 공간정보를 수집할 수 있는 수단을 제공합니다. 탄광 매립 프로그램은 맵 또는 공간정보 데이터를 공유하기 위해 광업 운영자와의 관계를 발전시켰습니다. 광업법 매립 프로그램(Mining Act Reclamation Program)의 직원은 GPS를 사용하여 공간정보 데이터베이스를 채우고 허가 위치를 수집하며 매립을 추적합니다.

뉴멕시코주에서는 광업 매립 운영을 평가하기 위해 다양한 기간의 수치 표고 모델(DEM) 및 수치 지형 모델(DTM)을 사용하며, 대부분은 미국 지질조사국에서 생성되었습니다. 또한 직원은 연방, 중앙정부/지자체 및 광업 운영자가 획득한 정사영상을 사용합니다. MMD는 최근 몇 년 동안 미국 농무부 국가 농업 영상 프로그램에서 획득한 정사영상을 사용하여 주 전체의 새로운 DEM 및 DTM을 생성했습니다.

DEM 및 DTM은 광업 이전에 어떤 영역이었는지에 대한 공간 표시를 제공합니다. 이 모델은 배수로를 따라 저장 탱크와 댐을 보여주고 뚫린 위치를 식별합니다. 이 모델은 또한 수문학적 및 위상학적 특성을 분석하는 방법을 제공하는 굴곡을 나타내는 배수 유역의 패턴을 묘사합니다. MMD는 수치 모델을 사용하여 광업 운영자에게 결정된 굴곡 정도를 재현하도록 요청합니다.

MMD는 GIS를 통해 주 전체의 광업 활동을 추적하고 표면 광산 및 폐광 토지에 대한 매립 규정을 시행할 수 있습니다. GIS는 토지 변화를 나타내고, 광업 영향을 매핑하고, 광산 매립 프로젝트에 대한 지침을 제공하고, 프로젝트 설계 전에 모든 필수 환경 및 문화 평가를 추적합니다.

당연히 뉴멕시코 환경부도 양심적인 광업 운영에 대한 이해관계가 있습니다. GIS는 허가 신청을 고려함에 있어 환경부와 MMD의 협력을 지원합니다. 맵을 사용하면 기관에서 보다 쉽게 광업 허가 및 폐쇄 계획을 검토하고 의견을 제시할 수 있으며, 각 신청서에 환경 표준을 포함시킬 수 있습니다. 또한 환경부는 MMD와 협력하여 광업 매립 활동을 모니터링합니다.

GISP, MMD의 Linda S. DeLay는 “GIS는 광물 자원 부서에서 표면 매립 프로젝트의 어느 부분에 돈을 지출해야 하는지 우선순위를 정하는 데 도움이 됩니다.”라고 말했습니다.

DeLay는 정화 활동의 우선순위를 지정하기 위해 GIS를 채택했습니다. 그녀는 기존의 우라늄 광산의 위치를 ​​분석하고 매립 우선순위를 정했습니다. 이러한 광산에 각각의 순위를 정하는 기준은 하천, 농업 부지, 도시 영역, 우물과의 인접도였습니다. 그런 다음 DeLay는 가중치 중첩 GIS 모델을 사용하여 매립 우선순위를 매핑했습니다. 그녀는 MMD 및 자매 기관 회의와 전국 회의에서 뉴멕시코의 기존 우라늄 광산 맵을 발표했습니다. 의사 결정자는 이 맵을 통해 자원을 할당할 위치를 결정할 수 있습니다.

SS1. MMD는 이 맵을 통해 우라늄 광산에 대한 매립 활동의 우선순위를 정할 수 있습니다.

MMD는 탄광 매립을 모니터링하기 위해 OSMRE 서부 지역의 보조금을 신청하여 WorldView-2 위성 영상을 획득했습니다. 원격 탐사 분석가는 해당 영상을 지상 식생 현장조사와 함께 사용하여 전문가들이 식생 및 습지 완화를 평가할 수 있도록 Vermejo Park Ranch 폐탄광 마을 매립 프로젝트를 위한 식생 변경 감지 맵을 생성하고 있습니다.

지형적 매립 활동에는 석탄 폐기물의 재분배 및 매립뿐 아니라 하천 수로를 보다 자연스러운 패턴으로 개조하는 작업이 포함되었습니다. 이러한 지형적 작업의 목적은 폐기물이 유역의 배수로로 이동하는 것을 막는 것입니다. 새로운 터레인 설계를 매핑하기 위해 토공기계에 GPS 기기를 부착했습니다. 분석가는 영상이 너무 상세해서 당시 해당 지역에 얼마나 많은 피니언과 향나무가 있었는지 실제로 파악할 수 있었습니다.

MMD는 고해상도 위성 영상 및 식생 현장조사를 통해 이 식생 맵을 생성했습니다. 이 맵은 식생 변경 감지 및 식생 모니터링에 사용됩니다.

분석가는 광탐지 및 범위 지정(라이다) 데이터도 사용합니다. 위성 영상은 표면 광산의 근접 사진을 제공하는 반면, 라이다 데이터의 GIS 렌더링은 매우 상세한 3D 관점을 제공합니다. 이러한 정교한 2D 및 3D 맵은 광업 운영이 시작되기 전의 영역 상태를 보여줍니다.

MMD는 또한 GIS를 사용하여 El Segundo 탄광 운영 및 제안된 광산 주변의 식생과 터레인에 대한 영향을 평가했습니다. 뉴멕시코 에너지, 광물 및 천연자원부는 기준 지형 상태를 문서화하기 위해 광업 운영 전에 취득한 25제곱마일 영역 2개의 라이다 데이터를 획득했습니다. 직원은 최초 반환 라이다 데이터를 사용하여 식생 밀도 이미지를 렌더링하고 건물, 수목, 인공 구조물 등을 제외한 지형 라이다 데이터를 사용하여 터레인을 모델링했습니다. 라이다 렌더링은 광업 기업에서 터레인의 기존 등고선을 복원하고 식생을 초기 상태로 되돌리기 위해 수행해야 하는 작업에 대한 청사진입니다.

직원은 무인 항공기(UAV)를 사용하여 데이터를 취득하는 더 저렴한 방법을 찾았습니다. Trimble UX5 고정익 UAV에 장착된 소형 카메라는 많은 수의 중첩 정사영상을 사용합니다. 이러한 이미지의 사진 측량 처리는 3D 지형 모델을 렌더링하는 x, y, z 값의 포인트 클라우드를 생성합니다. MMD는 해당 기술과 GIS를 사용하여 기존의 탄광 마을에서 하천 복원 프로젝트의 지형 모델을 생성했습니다. 직원은 사진 RGB 값으로 포인트를 부여함으로써 식생 높이를 계산했습니다. 직원은 원격 탐사 데이터의 정확성을 확인하기 위해 현장으로 이동하여 식생 표본 높이를 측정하고 비교했습니다.

UAV에 장착된 카메라는 사진을 빠르게 촬영합니다. 이러한 사진은 사진 측량 처리를 통해 하천을 3D로 표현하기 위한 포인트 클라우드를 생성합니다.

현재 MMD는 Esri ArcGIS Server와 통합된 Microsoft SQL Server를 사용하여 대부분의 광업 정보, 지오데이터베이스, 웹 맵 응용프로그램을 관리합니다. 이 부서는 더 많은 공간정보 데이터를 Esri 플랫폼으로 전환하고 있습니다. 지오데이터베이스에는 내부에서 생성된 데이터와 주의 자원 GIS 클리어링 하우스, 광업 운영자, 기타 데이터가 포함됩니다.

MMD는 웹사이트를 통해 대중에게 광업 정보를 제공합니다. 이 사이트는 Silverlight에서 개발된 응용프로그램과 함께 ArcGIS Server를 통해 GIS가 지원됩니다. 사용자는 광산 위치 및 이름을 확인할 수 있으며, 이는 활성 광산, 비활성 광산, 결합 해제된 광산으로 코딩됩니다. 또한 탄광 허가 경계, 뉴멕시코의 석탄 지역, 석탄 유형으로 특성화되는 미국 탄전을 확인할 수 있습니다. 이 맵에는 또한 토양 유형 레이어 및 지질 시대 레이어가 포함되어 있습니다. 

이 인터랙티브 탄광 맵은 광업 부서 웹사이트에 내장되어 있습니다.

Esri 기술은 탐사, 토지 관리, 광업 운영, 환경 관리를 통해 전 세계 광업 기관을 지원합니다. esri.com/mining에서 자세히 알아보세요.