GIS Garante Que Mineração Opere com Responsabilidade e Eficiência
por Barbara Leigh Shields
Novo México, com 121.000 milhas quadradas, é o quinto maior estado dos EUA. Supervisionar as operações de minas em uma área tão grande, mantendo-se dentro do orçamento, não é uma conquista pequena. Mas a equipe da Divisão de Mineração e Minerais (MMD) do Departamento de Energia, Minerais e Recursos Naturais do Novo México é engenhosa e complementa os custos operacionais usando GIS, adquirindo dados a custo zero ou baixo e formando parcerias de compartilhamento de dados geoespaciais ou técnicos.
O MMD garante que as operações de mineração, desde a exploração até a recuperação, sejam conduzidas com responsabilidade. Os mapas fornecem uma linha de base para analisar atividades e distúrbios causados por operações de mineração em toda a vasta paisagem do estado. A MMD usa o software GIS da Esri para processar pedidos de licença de exploração e operação de mineração e relatar impactos econômicos.
Dois dos quatro programas MMD (Coal Mine Reclamation e Abandoned Mine Land Reclamation) foram criados como parte do Surface Mining Control Reclamation Act (SMCRA) de 1977, que formou acordos de parceria com o Departamento de Interior dos EUA, Escritório de Recuperação e Execução de Mineração de Superfície (OSMRE). As doações fornecem à equipe do MMD os meios para coletar informações geoespaciais por conta própria ou com a ajuda de consultores. O Coal Mine Reclamation Program desenvolveu relacionamentos com operadores de mineração para compartilhar mapas ou dados geoespaciais. A equipe do Mining Act Reclamation Program coleta locais de permissão e rastreia a recuperação, usando GPS para preencher um banco de dados geoespacial.
Para avaliar as operações de recuperação de mineração, o estado usa modelos digitais de elevação (DEM) e modelos digitais de terreno (DTM) de vários períodos de tempo, a maioria dos quais foram criados pelo US Geological Survey. Além disso, os funcionários usam imagens de ortofotos adquiridas dos governos federal, estadual e local e por operadores de minas. Nos últimos anos, o MMD usou aquisições de imagens de ortofotos do Programa Nacional de Imagens Agrícolas do Departamento de Agricultura dos EUA para criar DEMs e DTMs estaduais mais recentes.
DEMs e DTMs oferecem representações geográficas de como eram as áreas antes da mineração. Os modelos revelam tanques de estoque e barragens ao longo dos corredores de drenagem e identificam aqueles que foram rompidos. Os modelos também retratam padrões em bacias de drenagem que indicam sinuosidade, que fornecem um método para analisar características hidrológicas e topológicas. A MMD usa os modelos digitais para pedir aos operadores da mina que reproduzam o grau de sinuosidade que foi determinado.
O GIS ajuda a MMD a rastrear a atividade de mineração em todo o estado, como também, a fazer cumprir os regulamentos de recuperação de minas de superfície e terras de minas abandonadas. O GIS indica mudanças de terras, mapeia impactos de minas, fornece diretrizes para projetos de recuperação de minas e rastreia todas as avaliações ambientais e culturais obrigatórias antes da concepção do projeto.
Naturalmente, o Departamento de Meio Ambiente do Novo México também tem interesse em garantir que as minas funcionem conscientemente. O GIS apoia a colaboração do MMD com o Departamento de Meio Ambiente na consideração de pedidos de licença. Os mapas facilitam a revisão e comentários das agências sobre licenças de minas e planos de fechamento, além de garantir que os padrões ambientais sejam incluídos em cada solicitação. O Departamento de Meio Ambiente também trabalha com o MMD para monitorar as atividades de recuperação de mineração.
“O GIS ajuda a Divisão de Mineração e Minerais a priorizar onde deve gastar dinheiro em projetos de recuperação de superfície”, disse Linda S. DeLay, GISP, MMD.
DeLay empregou o GIS para priorizar as atividades de limpeza. Ela analisou a localização das minas de urânio herdadas e classificou sua prioridade para recuperação. A base para atribuir classificação a cada uma dessas minas era sua proximidade com córregos, sítios agrícolas, áreas urbanas e poços. DeLay então usou um modelo GIS de sobreposição ponderada para mapear as prioridades de recuperação. Ela apresentou o mapa Minas de Urânio Antigas do Novo México nas reuniões do MMD e de agências irmãs e em uma conferência nacional. O mapa ajudou os tomadores de decisão a decidir onde alocar recursos.
SS1. Este mapa ajuda a MMD a priorizar suas atividades de recuperação de minas de urânio.
Para monitorar a recuperação de minas de carvão, a MMD solicitou uma concessão da OSMRE Western Region para adquirir imagens do satélite WorldView-2. Usando essas imagens junto com levantamentos de vegetação no terreno, o analista de sensoriamento remoto está criando mapas de detecção de mudança de vegetação para o projeto de recuperação de cidades abandonadas de minas de carvão do Vermejo Park Ranch para ajudar especialistas na avaliação de revegetação e mitigação de áreas úmidas.
As atividades de recuperação geomórfica incluíram redistribuir e enterrar os resíduos de carvão, como também, reformar os canais de fluxo para um padrão mais natural. O objetivo deste trabalho geomórfico é eliminar a movimentação de resíduos nas drenagens da bacia. Dispositivos GPS foram acoplados a equipamentos de terraplenagem para mapear o novo projeto do terreno. As imagens eram tão detalhadas que um analista poderia realmente descobrir quantas árvores de pinhão e zimbro estavam na área na época.
O MMD criou este mapa de vegetação usando imagens de satélite de alta resolução e levantamentos de vegetação. O mapa é usado para detecção de mudanças de revegetação e monitoramento de vegetação.
Os analistas também usam dados de detecção de luz e variação (lidar). Enquanto as imagens de satélite fornecem uma imagem aproximada das minas de superfície, as renderizações GIS de dados lidar oferecem uma perspectiva 3D altamente detalhada. Esses sofisticados mapas 2D e 3D revelam a condição de uma área antes do início das operações da mina.
A MMD também usou o GIS para avaliar o impacto na vegetação e no terreno ao redor da operação de mineração de carvão de El Segundo e da mina proposta. Para documentar as condições básicas do relevo, o Departamento de Energia, Minerais e Recursos Naturais do Novo México adquiriu duas áreas de 25 milhas quadradas de dados lidar que foram capturados antes das operações de mineração. A equipe usou dados lidar de primeiro retorno para renderizar imagens de densidade da vegetação e dados lidar de terra bruta para modelar o terreno. A renderização do lidar é um modelo do que a mineradora precisará fazer para restaurar o contorno original do terreno e restabelecer a vegetação à sua condição inicial.
A equipe encontrou uma maneira mais barata de capturar dados usando um veículo aéreo não tripulado (UAV). Uma câmera compacta montada em um UAV de asa fixa Trimble UX5 tira um grande número de ortofotos sobrepostas. O processamento fotogramétrico dessas imagens gera uma nuvem de pontos de valores x,y,z renderizando um modelo topográfico 3D. A MMD usou esta técnica e GIS para criar um modelo topográfico de um projeto de restauração de córregos em uma cidade histórica de mineração de carvão. Atribuindo os pontos com os valores RGB da foto, a equipe calculou as alturas da vegetação. Para verificar a precisão dos dados de sensoriamento remoto, a equipe foi a campo para medir as alturas de uma amostra de vegetação para comparação.
Uma câmera montada em um UAV tira fotos rapidamente. Estes passam por processamento fotogramétrico para gerar uma nuvem de pontos para uma representação 3D de um fluxo.
Atualmente, o MMD usa o Microsoft SQL Server, integrado ao ArcGIS for Server da Esri, para gerenciar a maioria das informações de minas, geodatabase e aplicativos de mapas da web. A divisão está fazendo a transição de mais dados geoespaciais para a plataforma da Esri. O geodatabase inclui dados do centro de compensação GIS de recursos do estado, operadores de minas e outros lugares, como também, dados gerados internamente.
A MMD disponibiliza informações de mineração ao público através de seu site. O site é GIS habilitado pelo ArcGIS for Server com aplicativos desenvolvidos no Silverlight. Os usuários podem verificar os locais e nomes das minas, que são codificadas como minas ativas, minas inativas e minas onde o título foi liberado. Eles também podem ver os limites de permissão de minas de carvão, distritos de carvão no Novo México e campos de carvão dos EUA caracterizados pelo tipo de carvão. O mapa também tem uma camada de tipo de solo e camadas de período geológico.
Este mapa interativo da mina de carvão está incorporado no site da divisão de mineração.
A tecnologia da Esri ajuda as agências de mineração em todo o mundo com exploração, gerenciamento de terras, operações de mineração e gerenciamento ambiental. Saiba mais em esri.com/mining.