卫星遥感在城市固体废物堆识别中的应用.doc

卫星遥感在城市固体废物堆识别中的应用1 中国城市发展及环境问题2.1 经济发展与城市环境城市化是现代社会最突出的一项社会变革。中国目前正处于城市快速发展的时期。城市的发展，一方面为人类生产生活带来了极大的便利，并造就了现代社会文明和经济繁荣；另一方面剧烈地改变着原有的城市自然环境，并带来了一系列矛盾和问题：人地矛盾突出、城市环境污染、大气污染、水资源匮乏和生物多样性丧失等，使城市环境问题成为当今世界所面临的人口、资源与环境三大问题中的重要内容。 伴随着近代工业的发展,人口的剧烈膨胀,人类制造了越来越多的废物。“垃圾围城”的现象已十分普遍，尽管环保技术的发展已使部分固体废物能够再回收利用,但人们处理固体废物的方法更多的是采用集中堆放的方法。然而这些露天堆放的固体废物堆往往不是处在良好的管理状态下,多数是人们随意堆放而形成的无人管理的堆放点。由于缺乏管理,废物堆在化学和物理作用下,不仅释放了大量有害气体而且污染了地下水和土壤。为此必须采用一种好的监测方法来实时监测和管理这些废物堆。卫星遥感以其成本低、实时性好、覆盖地域大的特点为监测和管理固体废物堆提供了良好的手段。利用卫星遥感鉴别城市固体废物时必须首先解决几个问题。2.2固体废弃物的危害 大量堆放固体废物，浪费土地资源固体废物不像废气、废水那样到处迁移和扩散，必须占有大量的土地。城市固体废物侵占土地的现象日趋严重，我国现在堆积的工业固体废物有60亿吨，生活垃圾有5亿吨，估计每年有1000万吨固体废物无法处理而堆积在城郊或公路两旁，几万公顷的土地被它们侵吞。 固体废物的堆放，严重污染土壤土壤是植物赖以生存的基础。长期使用带有碎砖瓦砾的“垃圾肥”，土壤就严重“渣化”；未经处理的有害废物在土壤中风化、淋溶后，就渗入土壤，杀死土壤微生物，破坏土壤的腐蚀分解能力，导致土壤质量下降；带有病菌、寄生虫卵的粪便施入农田，一些根茎类蔬菜、瓜果就把土壤中的病菌、寄生虫卵吸进或带入体内，人们食用后就会患病。 固体废物向江河湖海倾倒，水污染令人堪忧许多国家把大量的固体废物直接向江河湖海倾倒，不仅减少了水域面积，淤塞航道，而且污染水体，使水质下降。固体废物对水体的污染，有直接污染地表水，也有的下渗后污染了地下水。 固体废物向大气飘散固体废物在收运、堆放过程中未作密封处理，有的经日晒、风吹、雨淋、焚化等作用，挥发了大量废气、粉尘；有的发酵分解后产生了有毒气体，向大气中飘散，造成大气污染。 影响市容环境卫生固体废物在城市里大量堆放而又处理不妥，不仅妨碍市容，而且有害城市卫生。城市堆放的生活垃圾，非常容易发酵腐化，产生恶臭，招引蚊蝇、老鼠等孳生繁衍，容易引起疾病传染；在城市下水道的污泥中，还含有几百种病菌和病毒。长期堆放的工业固体废物有毒物质潜伏期较长，会造成长期威胁。 城市的清洁卫生文明，很大程度同固体废物的收集、处理有关，尤其是作为国家卫生城市和风景旅游城市，对固体废物不妥善处理，将会造成非常不良的影响。2 需要解决的问题2.1 卫星数据分辨率的要求城市周围的固体废物大多数占地面积不大,形状不规则,甚至与其他地物间杂,因此为提高识别精度,应选用分辨率高的卫星图象数据,图象数据的分辨率在5 m 左右则较好,诸如Landsat - 5 号卫星的TM 的分辨率为30 m ,数据适用于大的堆放场。2.2 固体废物的分类城市固体废物一般分为工业固体废物和生活固体废物两大类：工业固体废物成分相对单一,其光谱特性相对简单,遥感图象用于鉴别单一的工业固体废物可靠性相对高一些;但目前国内缺乏一些常见工业固体废物的光谱特性数据,如废铁矿、煤矸石、粉煤灰、石灰等。生活固体废物由于成分复杂而相应的光谱也很复杂。一年四季,气候和人们食品种类的变化对城市生活固体废物的许多成分如水分、有机物含量均造成较大影响;而且南北方还存在采暖的不同、食品种类的不同;这些均加大了城市生活固体废物成分的复杂性,进而造成城市生活固体废物光谱特性的不同。尤其是固体废物中的水分和土石含量的不同对其光谱特性造成明显影响。因此应该分种类、分场地、分时间建立城市主要固体废物的光谱特性数据库。2.3 如何把将废物堆放场与其他地物分开 城市固体废物的光谱特性与城市中一些地物的光谱相当接近,尤其和城郊砖瓦屋顶的光谱接近,如果没有地理知识的介入,单靠统计分类是难以将废物堆放场与其他地物分开的。利于从光谱特性中区分出城市固体废物的主要参量有:固体废物的含水量、固体废物的有机质含量及表面粗糙度等。利用这些参量与光谱的关系,通过选用合理的阈值,可以有效去除与城市固体废物无关的象元,以突出城市固体废物。3 分析模型的建立 利用ARC/ INFO 软件对卫星遥感图象进行分析,以鉴别城市固体废物。ARC/ INFO 提供了对遥感图象进行分析的许多基本功能,简单的分析模型如下图ARC/ INFO4 总结4.1 与GPS的结合 由于经济科技的高速发展，现在便携式GPS已经能够用于手机，汽车等导航用途，卫星遥感对城市固体废弃物堆的识别与GPS相结合能够更好的为固体废弃物堆进行精确的定位，以提高对城市固体废弃物的监测力度，可以更好的保护城市环境，促进城市的可持续发展。4.2 实地考察的作用尽管卫星遥感以其成本低、实时性好、覆盖地域大的特点，但是同时利用传统的识别方法能够作为卫星遥感的辅助方法，以提高其实别的精度。参考文献：1 刘英,赵荣钦.遥感技术在中国城市环境监测中的应用研究进展J.云南地理环境研究,2006,18(1);101-104.2 张振德,肖继春,杨昌明等.城市发展与遥感技术应用重庆市遥感综合研究成果概述J.国土资源遥感, 1998,35(1);7-15.3 王昕,段宁,徐贞元.卫星遥感在城市固体废物堆识别中的应用J.环境科学研究,1997,10(5);58-62.4 孙震,苏尚典,益建芳.遥感综合技术在城市环境J.监测中的应用影像技术,2006,2(2);46-50.5 蔡哲,熊丽芳,廖招权.环境污染的遥感监测方法及应用J.江西化工,2005,1(3);55-57.6 谭衢霖,邵芸.遥感技术在环境污染监测中的应用J.遥感技术与应用,2000,15(4);246-250.7 曾珍英,伊建新.遥感技术在环境监测中的