衛(wèi)星遙感在城市固體廢物堆識(shí)別中的應(yīng)用

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1、衛(wèi)星遙感在城市固體廢物堆識(shí)別中的應(yīng)用1中國城市發(fā)展及環(huán)境問題2.1經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市環(huán)境城市化是現(xiàn)代社會(huì)最突出的一項(xiàng)社會(huì)變革。中國目前正處于城市快速發(fā)展的時(shí)期。城市的發(fā)展，一方面為人類生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，并造就了現(xiàn)代社會(huì)文明和經(jīng)濟(jì)繁榮；另一方面劇烈地改變著原有的城市自然環(huán)境，并帶來了一系列矛盾和問題：人地矛盾突出、城市環(huán)境污染、大氣污染、水資源匱乏和生物多樣性喪失等，使城市環(huán)境問題成為當(dāng)今世界所面臨的人口、資源與環(huán)境三大問題中的重要內(nèi)容。伴隨著近代工業(yè)的發(fā)展,人口的劇烈膨脹,人類制造了越來越多的廢物?！袄鴩恰钡默F(xiàn)象已十分普遍，盡

2、管環(huán)保技術(shù)的發(fā)展已使部分固體廢物能夠再回收利用,但人們處理固體廢物的方法更多的是采用集中堆放的方法。然而這些露天堆放的固體廢物堆往往不是處在良好的管理狀態(tài)下,多數(shù)是人們隨意堆放而形成的無人管理的堆放點(diǎn)。由于缺乏管理,廢物堆在化學(xué)和物理作用下,不僅釋放了大量有害氣體而且污染了地下水和土壤。為此必須采用一種好的監(jiān)測方法來實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理這些廢物堆。衛(wèi)星遙感以其成本低、實(shí)時(shí)性好、覆蓋地域大的特點(diǎn)為監(jiān)測和管理固體廢物堆提供了良好的手段。利用衛(wèi)星遙感鑒別城市固體廢物時(shí)必須首先解決幾個(gè)問題。2.2固體廢棄物的危害⑴大量堆放固體廢物，浪費(fèi)土地資源固體

3、廢物不像廢氣、廢水那樣到處遷移和擴(kuò)散，必須占有大量的土地。城市固體廢物侵占土地的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，我國現(xiàn)在堆積的工業(yè)固體廢物有60億噸，生活垃圾有5億噸，估計(jì)每年有1000萬噸固體廢物無法處理而堆積在城郊或公路兩旁，幾萬公頃的土地被它們侵吞。⑵固體廢物的堆放，嚴(yán)重污染土壤土壤是植物賴以生存的基礎(chǔ)。長期使用帶有碎磚瓦礫的“垃圾肥”，土壤就嚴(yán)重“渣化”；未經(jīng)處理的有害廢物在土壤中風(fēng)化、淋溶后，就滲入土壤，殺死土壤微生物，破壞土壤的腐蝕分解能力，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降；帶有病菌、寄生蟲卵的糞便施入農(nóng)田，一些根莖類蔬菜、瓜果就把土壤中的病菌、寄生蟲卵吸

4、進(jìn)或帶入體內(nèi)，人們食用后就會(huì)患病。⑶固體廢物向江河湖海傾倒，水污染令人堪憂許多國家把大量的固體廢物直接向江河湖海傾倒，不僅減少了水域面積，淤塞航道，而且污染水體，使水質(zhì)下降。固體廢物對(duì)水體的污染，有直接污染地表水，也有的下滲后污染了地下水。?⑷固體廢物向大氣飄散固體廢物在收運(yùn)、堆放過程中未作密封處理，有的經(jīng)日曬、風(fēng)吹、雨淋、焚化等作用，揮發(fā)了大量廢氣、粉塵；有的發(fā)酵分解后產(chǎn)生了有毒氣體，向大氣中飄散，造成大氣污染。⑸影響市容環(huán)境衛(wèi)生固體廢物在城市里大量堆放而又處理不妥，不僅妨礙市容，而且有害城市衛(wèi)生。城市堆放的生活垃圾，非常容易發(fā)酵腐

5、化，產(chǎn)生惡臭，招引蚊蠅、老鼠等孳生繁衍，容易引起疾病傳染；在城市下水道的污泥中，還含有幾百種病菌和病毒。長期堆放的工業(yè)固體廢物有毒物質(zhì)潛伏期較長，會(huì)造成長期威脅。???城市的清潔衛(wèi)生文明，很大程度同固體廢物的收集、處理有關(guān)，尤其是作為國家衛(wèi)生城市和風(fēng)景旅游城市，對(duì)固體廢物不妥善處理，將會(huì)造成非常不良的影響。2需要解決的問題2.1衛(wèi)星數(shù)據(jù)分辨率的要求城市周圍的固體廢物大多數(shù)占地面積不大,形狀不規(guī)則,甚至與其他地物間雜,因此為提高識(shí)別精度,應(yīng)選用分辨率高的衛(wèi)星圖象數(shù)據(jù),圖象數(shù)據(jù)的分辨率在5m左右則較好,諸如Landsat-5號(hào)衛(wèi)星的TM的

6、分辨率為30m,數(shù)據(jù)適用于大的堆放場。2.2固體廢物的分類城市固體廢物一般分為工業(yè)固體廢物和生活固體廢物兩大類：工業(yè)固體廢物成分相對(duì)單一,其光譜特性相對(duì)簡單,遙感圖象用于鑒別單一的工業(yè)固體廢物可靠性相對(duì)高一些;但目前國內(nèi)缺乏一些常見工業(yè)固體廢物的光譜特性數(shù)據(jù),如廢鐵礦、煤矸石、粉煤灰、石灰等。生活固體廢物由于成分復(fù)雜而相應(yīng)的光譜也很復(fù)雜。一年四季,氣候和人們食品種類的變化對(duì)城市生活固體廢物的許多成分如水分、有機(jī)物含量均造成較大影響;而且南北方還存在采暖的不同、食品種類的不同;這些均加大了城市生活固體廢物成分的復(fù)雜性,進(jìn)而造成城市生活固

7、體廢物光譜特性的不同。尤其是固體廢物中的水分和土石含量的不同對(duì)其光譜特性造成明顯影響。因此應(yīng)該分種類、分場地、分時(shí)間建立城市主要固體廢物的光譜特性數(shù)據(jù)庫。2.3如何把將廢物堆放場與其他地物分開城市固體廢物的光譜特性與城市中一些地物的光譜相當(dāng)接近,尤其和城郊磚瓦屋頂?shù)墓庾V接近,如果沒有地理知識(shí)的介入,單靠統(tǒng)計(jì)分類是難以將廢物堆放場與其他地物分開的。利于從光譜特性中區(qū)分出城市固體廢物的主要參量有:固體廢物的含水量、固體廢物的有機(jī)質(zhì)含量及表面粗糙度等。利用這些參量與光譜的關(guān)系,通過選用合理的閾值,可以有效去除與城市固體廢物無關(guān)的象元,以突出

8、城市固體廢物。3分析模型的建立利用ARC/INFO軟件對(duì)衛(wèi)星遙感圖象進(jìn)行分析,以鑒別城市固體廢物。ARC/INFO提供了對(duì)遙感圖象進(jìn)行分析的許多基本功能,簡單的分析模型如下圖ARC/INFO4總結(jié)4.1與GPS的結(jié)合由于