近日，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)王行風(fēng)、陳國(guó)良團(tuán)隊(duì)在礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜研究方面取得了新進(jìn)展，相關(guān)成果以《面向生態(tài)監(jiān)管的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜構(gòu)建及應(yīng)用》為題在《金屬礦山》雜志實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)首發(fā)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院為第一單位、自然資源部國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第二單位

本項(xiàng)成果受到深地國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：2024ZD1004101）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：42274048）聯(lián)合資助。

礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)不可避免地會(huì)影響生態(tài)環(huán)境，造成生態(tài)環(huán)境退化，影響著礦區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?？茖W(xué)評(píng)估和精準(zhǔn)監(jiān)管采動(dòng)擾動(dòng)下的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境演變一直是生產(chǎn)部門(mén)、監(jiān)管部門(mén)的關(guān)注焦點(diǎn)。多年來(lái)，專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的分析與評(píng)估已開(kāi)展了較為豐富的研究，與采動(dòng)擾動(dòng)機(jī)理、生態(tài)響應(yīng)機(jī)制、生態(tài)效應(yīng)分析評(píng)價(jià)、生態(tài)保護(hù)措施以及管理對(duì)策等方面相關(guān)的研究成果較為豐富。但總的來(lái)說(shuō)，該類(lèi)研究多關(guān)注顯性采動(dòng)災(zāi)害（如塌陷地、地裂縫等），忽略隱性生態(tài)損傷；研究思路多“重監(jiān)測(cè)與感知，輕發(fā)現(xiàn)與預(yù)警”，評(píng)估方式多屬于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)—分析—評(píng)估的模式，因此不可避免地存在依賴(lài)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)、主觀、低效、重事后分析、被動(dòng)感知，數(shù)據(jù)挖掘和利用力度不足等問(wèn)題，對(duì)于非法開(kāi)采、超強(qiáng)度開(kāi)采、越界開(kāi)采等難以有效的感知，越來(lái)越難以滿(mǎn)足礦區(qū)生態(tài)監(jiān)管的現(xiàn)實(shí)需求。

受益于現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，礦區(qū)生態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)進(jìn)入了天—空—地—人立體協(xié)同的智能感知時(shí)代，與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驟增，生態(tài)要素表達(dá)日益豐富精細(xì)，為開(kāi)展多尺度、長(zhǎng)時(shí)序、高頻次的生態(tài)狀態(tài)感知或反演奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，在以“大數(shù)據(jù)、大模型”為代表的智能應(yīng)用時(shí)代，如何充分利用現(xiàn)有的行業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，挖掘海量生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用潛力，實(shí)現(xiàn)采動(dòng)擾動(dòng)下的礦區(qū)生態(tài)要素?fù)p傷狀態(tài)的智慧識(shí)別、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)以及提前預(yù)警，成為行業(yè)的迫切需求和智能應(yīng)用時(shí)代的研究熱點(diǎn)。

知識(shí)圖譜是借助關(guān)系描述世界萬(wàn)物之間、復(fù)雜知識(shí)之間聯(lián)系的圖模型，其核心優(yōu)勢(shì)在于對(duì)復(fù)雜關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的理解能力和對(duì)知識(shí)關(guān)系更強(qiáng)的構(gòu)建能力。相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，知識(shí)圖譜在存儲(chǔ)知識(shí)的同時(shí)又存儲(chǔ)知識(shí)之間的各種關(guān)系，從而使得計(jì)算機(jī)能夠更進(jìn)一步理解、揭示和解釋領(lǐng)域知識(shí)的動(dòng)態(tài)發(fā)展規(guī)律。近年來(lái)，地學(xué)工作者將地理知識(shí)的時(shí)空特征與知識(shí)圖譜相結(jié)合，提出了地理知識(shí)圖譜。地理知識(shí)圖譜可有效描述地理實(shí)體的語(yǔ)義關(guān)系、時(shí)間關(guān)系和空間關(guān)系，在地理知識(shí)的表達(dá)、理解、獲取與推理方面呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，并已在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、智能應(yīng)用、時(shí)空推理、安全評(píng)估、生態(tài)環(huán)境等方面體現(xiàn)出了越來(lái)越大的優(yōu)勢(shì)，已成為提升大數(shù)據(jù)價(jià)值、促進(jìn)信息服務(wù)能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高效工具之一。

以“大數(shù)據(jù)、大模型”為代表的新一代智能化信息技術(shù)的應(yīng)用，為生態(tài)環(huán)境研究提供了新的視角。構(gòu)建以“人工智能”為核心的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管新模式已成為現(xiàn)代生態(tài)監(jiān)管研究的重要課題。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的“輕發(fā)現(xiàn)、重事后、強(qiáng)評(píng)估、弱預(yù)警”的傳統(tǒng)監(jiān)管分析方式難以滿(mǎn)足管理部門(mén)的精準(zhǔn)識(shí)別、快速高效以及提前發(fā)現(xiàn)的迫切需求。

在此背景下，王行風(fēng)、陳國(guó)良團(tuán)隊(duì)提出了面向生態(tài)監(jiān)管的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜的構(gòu)建框架，分析了協(xié)同感知、認(rèn)知學(xué)習(xí)、圖譜表達(dá)和智慧應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，定義了擾動(dòng)源、生態(tài)要素、采動(dòng)災(zāi)害、感知數(shù)據(jù)、分析指標(biāo)以及評(píng)估模型本體的概念層次關(guān)系、語(yǔ)義關(guān)系以及時(shí)空關(guān)系。并以永夏礦區(qū)為例，對(duì)所提的技術(shù)與方法進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證研究

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜構(gòu)建與應(yīng)用框架

該項(xiàng)研究成果如下：

（1）立足于采動(dòng)擾動(dòng)下的礦區(qū)生態(tài)損傷的提前發(fā)現(xiàn)與主動(dòng)識(shí)別，從知識(shí)圖譜結(jié)構(gòu)的本質(zhì)出發(fā)，構(gòu)建了面向生態(tài)環(huán)境監(jiān)管的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜，闡述和分析了生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的智慧監(jiān)管奠定了基礎(chǔ)。

（2）實(shí)例應(yīng)用表明，知識(shí)圖譜輔助下的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境演變分析可使生態(tài)監(jiān)管的精準(zhǔn)化、智能化得到實(shí)質(zhì)性的提升，可為政府、管理部門(mén)對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的快速、高效和準(zhǔn)確的感知提供有效的支持，對(duì)協(xié)調(diào)資源開(kāi)采與生態(tài)環(huán)境共同發(fā)展、促進(jìn)綠色礦山與礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)等具有重要的科學(xué)意義。

（3）下一步將以構(gòu)建的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜為基礎(chǔ)，完善采動(dòng)領(lǐng)域知識(shí)提取與挖掘、融合GeoAI、地理空間科學(xué)和深度學(xué)習(xí)框架，開(kāi)展基于本體的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境損傷的智能推理和主動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)制研究，完善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境演變過(guò)程的動(dòng)態(tài)感知、智能推理和提前發(fā)現(xiàn)能力，以豐富礦區(qū)生態(tài)演變和生態(tài)修復(fù)理論，進(jìn)一步提升礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管水平。

作者簡(jiǎn)介

王行風(fēng)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院副教授、博士、碩士研究生導(dǎo)師，主要從事GIS基本理論、BIM與GIS集成、煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境與時(shí)空智能挖掘等相關(guān)研究工作，近年來(lái)研究興趣主要集中于生態(tài)隱患、生態(tài)災(zāi)害的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)與智能識(shí)別、超網(wǎng)絡(luò)、地理知識(shí)圖譜等方面。主持/參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)面上基金、江蘇省自然科學(xué)基金以及企業(yè)縱橫項(xiàng)目10余項(xiàng)。獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，擁有移動(dòng)GIS軟件著作權(quán)多項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，出版專(zhuān)著與教材3部。兼任中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)室內(nèi)導(dǎo)航定位委員會(huì)委員，中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員，中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)會(huì)員。

擴(kuò)展閱讀

[1] 王行風(fēng)，陳國(guó)良.面向生態(tài)監(jiān)管的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境知識(shí)圖譜構(gòu)建及應(yīng)用[J/OL].金屬礦山，1-11[2025-06-24].

[2] 陳國(guó)良，時(shí)洪濤，汪云甲，等.礦山地質(zhì)環(huán)境“天—空—地—人”協(xié)同監(jiān)測(cè)與多要素智能感知[J].金屬礦山，2023（1）：9-16.（F5000論文，點(diǎn)擊參閱

《金屬礦山》簡(jiǎn)介

《金屬礦山》由中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國(guó)金屬學(xué)會(huì)主辦，主編為中國(guó)工程院王運(yùn)敏院士，現(xiàn)為北大中文核心期刊、中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊（中國(guó)科技核心期刊）、中國(guó)精品科技期刊（F5000頂尖學(xué)術(shù)論文來(lái)源期刊）、中國(guó)百?gòu)?qiáng)報(bào)刊、RCCSE中國(guó)核心學(xué)術(shù)期刊（A）、中國(guó)期刊方陣雙百期刊、國(guó)家百種重點(diǎn)期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊，被美國(guó)化學(xué)文摘（CA）、美國(guó)劍橋科學(xué)文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（JST）等世界著名數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機(jī)電與自動(dòng)化、安全環(huán)保、礦山測(cè)量、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重大學(xué)術(shù)價(jià)值或工程推廣價(jià)值的研究成果，優(yōu)先報(bào)道受到國(guó)家重大科研項(xiàng)目資助的高水平研究成果。根據(jù)科技部中國(guó)科技信息研究所發(fā)布的《2024中國(guó)科技期刊引證報(bào)告（核心版）》，《金屬礦山》核心總被引頻次位列26種礦業(yè)工程技術(shù)學(xué)科核心期刊第1位；根據(jù)中國(guó)知網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(bào)》（2024版），《金屬礦山》學(xué)科影響力位居73種礦業(yè)期刊第9位。

編排：戴穎熠

審核：王小兵

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請(qǐng)讀者僅作參考，并自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。若對(duì)該稿件內(nèi)容有任何疑問(wèn)或質(zhì)疑，請(qǐng)立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理，再次感謝您的閱讀與關(guān)注。