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[摘 要]遥感（RS）和地理信息系统（GIS）是对生活垃圾填埋场进行监测和管理的有效工具，特别是对生活垃圾填埋场的气体监测。遥感（RS）技术获取的大量数据信息可以对生活垃圾填埋场进行实时动态监测；GIS从中提取的数据使填埋场得到统一、有效、系统的管理，并可获得较高的社会经济效益。
[关键词]遥感 地理信息系统 填埋场 环境监测 管理
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0074-01
一 引言
随着社会经济的高速发展和城市化进程的加快，中国城市生活垃圾产生量大幅度增加。为了更好的处理这些日益增加的城市生活废弃物，一些大的城市生活垃圾填埋场随之而生，特别是在我国，卫生填埋是城市生活垃圾处置的主要手段。在处置过程中，由于垃圾来源广、成份复杂，有大量的易腐有机物和病源菌的污染物，在腐烂发酵分解中，会散发恶臭及有毒有害气体，产生渗沥液及孳生蚊蝇等，不可避免地给垃圾填埋场周边环境带来一定的影响，并且需要投入大量的人力、物力来管理和监测这些垃圾填埋场。生活垃圾处理己成为当今城市环境管理的沉重包袱，对任何一个城市来说都存在严重的环境污染隐患，即：污染水源、污染大气、爆炸伤人甚至影响全球气候。对垃圾填埋场，特别是大型的生活垃圾填埋场进行合理有效的监测、管理是势在必行的。
二 遥感和地理信息系统用于填埋场的理论基础
遥感（remote sensing，简称RS）它是一种远离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是融计算机图形和数据库于一体、储存和处理与地理空间分布有关信息的集合。它把地理位置和相关属性信息有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户。用户借助其独有的空间分析功能和可视化表达，可进行各种辅助决策。从各种受污染植物、水体、土壤的波谱特性来看，受污染地物与正常地物的波谱特征差异主要集中在可见光、红外和微波波段。其中，红外扫描能获得地物的热图像，应用较为广泛。由于环境污染物大多不能在图像上直接显示出来，在判读时要更多地用到生态相关推理，特别是植物的指示作用。不论是大气、水、土壤污染及环境变化，都可以通过植物的异常或病变反映出来，从而使植物的波谱特性发生变化，在图像上显示出来。因此，地物波谱特性的差异下是遥感识别地物最根本的依据。遥感和地理信息系统技术作为生活垃圾填埋场的监测和管理工具有以下几个优势：能够大面积快速收集数据；通过专题地图能对垃圾填埋过程进行良好的分析处理；高温异常的地方可通过地物热图像快速检测到；它能够大量节省时间和运行管理费用。
三 遥感和地理信息系统在填埋场气体监测和管理方面的应用
1 遥感的应用
遥感技术主要是对生活垃圾填埋场的资料进行收集和分析。由于生活垃圾填埋场产生气体的能力依赖于诸多因素，包括废弃物的组成、湿度、PH值和营养物质起作用的程度。实地监测数据是反射特性研究的基本方法，是遥感技术应用的前提。填埋场气体组成和浓度的不断变化，造成植物生态环境的变化，使得填埋场气体与植物正常生长的关系趋于复杂化。这种复杂关系直接影响实地监测数据，正确处理分析植被、填埋场气体、土壤之间的相互关系是实地监测数据的关键。垃圾填埋场遥感数据的收集主要包括以下几种：
（1）遥感资料它包括航空像片、卫星像片及它们的底片和磁带。在航空像片中，彩色红外像片对水、土、植被的判读具有优异的功能，其判读性能较全色像片为佳。在卫星像片中，TM图像及SPOT图像的出现，使图像的空间分辨率和光谱分辨率都有所提高，因而提高了卫星遥感专题制图的质量。
（2）填埋场监测区的普通地图。
（3）其它资料场地的经度、纬度、面积、垃圾的日处理量和年处理量、垃圾的物理成分、填埋场的类型、设备，如垃圾填埋场的防渗层和气体、渗滤液收集管。实地调查建立基础数据，要进行实地调查主要包括以下几个方面：
（1）测量地方的选择
调查的主要目的是掌握填埋场气体排放量与填埋场地表植被两者之间的关系，一般而言，测量点应选取垃圾填埋场中已经填埋完成的点和填埋完成时间不同的点。每一地方，测量都应该涉及到没有植被的地方和有植物覆盖的地方。
（2）气体排放
来自填埋场的气体排放量用气体监测管和气体计数监测器来测量。气体监测管监测氧气、二氧化硫和氨气的浓度，而气体计数监测器能测出氧气、一氧化碳、甲烷和二氧化硫的浓度。
（3）植物调查
植物鉴定和分布调查将在气体监测浓度相同的地方被执行。植物的种类、名称、出现机率、覆盖率、覆盖丰度、层高和优势植物种类，这些调查将成为判断监测方法的基础。
（4）发射波谱
使用一种波长来鉴定植物、土壤和污染物的反射波谱。
（5）地面温度
为了测量温度分布将使用红外温度计，它是利用红外热传感来调查垃圾填埋场的温度分布，并显示物体表面的温度分布图。
2 地理信息系统的应用
遥感技术可迅速、重复、动态获取大区域的各种信息，这正满足了对垃圾填埋场进行大范围、动态、周期性监测的要求，从而为填埋场环境监测与管理提供了信息和技术保证。地理信息系统强大的空间信息管理、空间分析和数据库更新功能使区域范围内大量的遥感信息和由其提取的大量各类植被、填埋单元操作数据得到统一、有效、系统的管理。基于GIS的生活垃圾卫生填埋管理系统是建立在相应数据库基础之上的动态调控、网络共享、方案优化的管理系统。该系统拟解决两方面的关键问题：
（1）系统数据库的设计
数据库分为基础数据库、空间数据库和属性数据库，对不同数据库具体参数的选择和筛选亦是建立城市生活垃圾卫生填埋管理系统的重要内容，是应用GIS进行系统查询、修改和空间分析的基础。系统数据库的设计应充分体现数据的空间特性，适合用于空间管理和空间分析，使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。
（2）地理信息系统与城市固体废弃物管理系统高度集成
传统的管理主要包括垃圾的产量与分布、设施的容量与布置、交通状况、区域功能等，基本没有考虑参量的空间特性。应用GIS强大的空间分析功能，对各参数的空间分布特性进行全面综合的分析，将各研究对象抽象成点、线、面的空间实体及其相关属性，实现GIS和管理系统的高度集成，此外利用网络功能，实现信息资源的充分共享，提高管理的响应能力。
四 结论
随着技术的不断进步，遥感和地理信息系统在环境工程领域中的应用会越来越广。利用遥感技术建立植物异常度和气体浓度的基础数据库，进行空间分析；利用GIS输出各类专题地图，辅助决策和管理，不仅节省大量的人力、物力、财力，最主要的是实现信息实时动态采集、处理、分析。这将提高填埋场的现代化、自动化程度，对环境工程学的发展和环境可持续发展战略的实施具有深远的意义。只有这样，才能充分发挥其优势，为政府及有关部门决策提供有力的依据。
参考文献
[1] 陈建飞.“3S”技术与资源可持续利用.资源科学，1998.11
[2] 张益、陶华.垃圾处理处置技术及工程实例.化学工业出版社，2002.5
[3] 耿安朝.地理信息系统在环境科学领域的开发与应用.苏州城建环保学院学报，2000.1
[4] 孙家柄、舒宁、关泽群.遥感原理、方法和应用.测绘出版社，1997.6
[关键词]遥感 地理信息系统 填埋场 环境监测 管理
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0074-01
一 引言
随着社会经济的高速发展和城市化进程的加快，中国城市生活垃圾产生量大幅度增加。为了更好的处理这些日益增加的城市生活废弃物，一些大的城市生活垃圾填埋场随之而生，特别是在我国，卫生填埋是城市生活垃圾处置的主要手段。在处置过程中，由于垃圾来源广、成份复杂，有大量的易腐有机物和病源菌的污染物，在腐烂发酵分解中，会散发恶臭及有毒有害气体，产生渗沥液及孳生蚊蝇等，不可避免地给垃圾填埋场周边环境带来一定的影响，并且需要投入大量的人力、物力来管理和监测这些垃圾填埋场。生活垃圾处理己成为当今城市环境管理的沉重包袱，对任何一个城市来说都存在严重的环境污染隐患，即：污染水源、污染大气、爆炸伤人甚至影响全球气候。对垃圾填埋场，特别是大型的生活垃圾填埋场进行合理有效的监测、管理是势在必行的。
二 遥感和地理信息系统用于填埋场的理论基础
遥感（remote sensing，简称RS）它是一种远离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是融计算机图形和数据库于一体、储存和处理与地理空间分布有关信息的集合。它把地理位置和相关属性信息有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户。用户借助其独有的空间分析功能和可视化表达，可进行各种辅助决策。从各种受污染植物、水体、土壤的波谱特性来看，受污染地物与正常地物的波谱特征差异主要集中在可见光、红外和微波波段。其中，红外扫描能获得地物的热图像，应用较为广泛。由于环境污染物大多不能在图像上直接显示出来，在判读时要更多地用到生态相关推理，特别是植物的指示作用。不论是大气、水、土壤污染及环境变化，都可以通过植物的异常或病变反映出来，从而使植物的波谱特性发生变化，在图像上显示出来。因此，地物波谱特性的差异下是遥感识别地物最根本的依据。遥感和地理信息系统技术作为生活垃圾填埋场的监测和管理工具有以下几个优势：能够大面积快速收集数据；通过专题地图能对垃圾填埋过程进行良好的分析处理；高温异常的地方可通过地物热图像快速检测到；它能够大量节省时间和运行管理费用。
三 遥感和地理信息系统在填埋场气体监测和管理方面的应用
1 遥感的应用
遥感技术主要是对生活垃圾填埋场的资料进行收集和分析。由于生活垃圾填埋场产生气体的能力依赖于诸多因素，包括废弃物的组成、湿度、PH值和营养物质起作用的程度。实地监测数据是反射特性研究的基本方法，是遥感技术应用的前提。填埋场气体组成和浓度的不断变化，造成植物生态环境的变化，使得填埋场气体与植物正常生长的关系趋于复杂化。这种复杂关系直接影响实地监测数据，正确处理分析植被、填埋场气体、土壤之间的相互关系是实地监测数据的关键。垃圾填埋场遥感数据的收集主要包括以下几种：
（1）遥感资料它包括航空像片、卫星像片及它们的底片和磁带。在航空像片中，彩色红外像片对水、土、植被的判读具有优异的功能，其判读性能较全色像片为佳。在卫星像片中，TM图像及SPOT图像的出现，使图像的空间分辨率和光谱分辨率都有所提高，因而提高了卫星遥感专题制图的质量。
（2）填埋场监测区的普通地图。
（3）其它资料场地的经度、纬度、面积、垃圾的日处理量和年处理量、垃圾的物理成分、填埋场的类型、设备，如垃圾填埋场的防渗层和气体、渗滤液收集管。实地调查建立基础数据，要进行实地调查主要包括以下几个方面：
（1）测量地方的选择
调查的主要目的是掌握填埋场气体排放量与填埋场地表植被两者之间的关系，一般而言，测量点应选取垃圾填埋场中已经填埋完成的点和填埋完成时间不同的点。每一地方，测量都应该涉及到没有植被的地方和有植物覆盖的地方。
（2）气体排放
来自填埋场的气体排放量用气体监测管和气体计数监测器来测量。气体监测管监测氧气、二氧化硫和氨气的浓度，而气体计数监测器能测出氧气、一氧化碳、甲烷和二氧化硫的浓度。
（3）植物调查
植物鉴定和分布调查将在气体监测浓度相同的地方被执行。植物的种类、名称、出现机率、覆盖率、覆盖丰度、层高和优势植物种类，这些调查将成为判断监测方法的基础。
（4）发射波谱
使用一种波长来鉴定植物、土壤和污染物的反射波谱。
（5）地面温度
为了测量温度分布将使用红外温度计，它是利用红外热传感来调查垃圾填埋场的温度分布，并显示物体表面的温度分布图。
2 地理信息系统的应用
遥感技术可迅速、重复、动态获取大区域的各种信息，这正满足了对垃圾填埋场进行大范围、动态、周期性监测的要求，从而为填埋场环境监测与管理提供了信息和技术保证。地理信息系统强大的空间信息管理、空间分析和数据库更新功能使区域范围内大量的遥感信息和由其提取的大量各类植被、填埋单元操作数据得到统一、有效、系统的管理。基于GIS的生活垃圾卫生填埋管理系统是建立在相应数据库基础之上的动态调控、网络共享、方案优化的管理系统。该系统拟解决两方面的关键问题：
（1）系统数据库的设计
数据库分为基础数据库、空间数据库和属性数据库，对不同数据库具体参数的选择和筛选亦是建立城市生活垃圾卫生填埋管理系统的重要内容，是应用GIS进行系统查询、修改和空间分析的基础。系统数据库的设计应充分体现数据的空间特性，适合用于空间管理和空间分析，使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。
（2）地理信息系统与城市固体废弃物管理系统高度集成
传统的管理主要包括垃圾的产量与分布、设施的容量与布置、交通状况、区域功能等，基本没有考虑参量的空间特性。应用GIS强大的空间分析功能，对各参数的空间分布特性进行全面综合的分析，将各研究对象抽象成点、线、面的空间实体及其相关属性，实现GIS和管理系统的高度集成，此外利用网络功能，实现信息资源的充分共享，提高管理的响应能力。
四 结论
随着技术的不断进步，遥感和地理信息系统在环境工程领域中的应用会越来越广。利用遥感技术建立植物异常度和气体浓度的基础数据库，进行空间分析；利用GIS输出各类专题地图，辅助决策和管理，不仅节省大量的人力、物力、财力，最主要的是实现信息实时动态采集、处理、分析。这将提高填埋场的现代化、自动化程度，对环境工程学的发展和环境可持续发展战略的实施具有深远的意义。只有这样，才能充分发挥其优势，为政府及有关部门决策提供有力的依据。
参考文献
[1] 陈建飞.“3S”技术与资源可持续利用.资源科学，1998.11
[2] 张益、陶华.垃圾处理处置技术及工程实例.化学工业出版社，2002.5
[3] 耿安朝.地理信息系统在环境科学领域的开发与应用.苏州城建环保学院学报，2000.1
[4] 孙家柄、舒宁、关泽群.遥感原理、方法和应用.测绘出版社，1997.6