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基于遥感和GIS的环境空气污染隔离区识别:模式研究

党卫军。Asadi1*瓦桑塔·拉奥(B.V.T. Vasantha Rao)说2,M.V.raju.3.和M.阿南德萨加尔4.

1KL大学土木工程系,印度Vaddeswaram Green Fields, 522 502。

2土木工程系,P.V.P.Siddhardha理工学院,Kannure,Vijayawada,印度。

3.Vignan大学土木工程系,Vadllamudi,印度Guntur。

4.4贾瓦哈拉尔·尼赫鲁理工大学研究学者,海德拉巴,50072印度。

通讯作者邮箱:asadienviron.asadi@gmail.com


DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.6.2.02

本研究是在Nakkapalli,Elamanchilli,S. 9个mandals中进行的空气污染区和空气污染活动风险区域图。Rayavaram, Achchutapuram, Rambilli, Anakapalle, Munagapaka, Kasimkota, Paravada的Visakhapatnam区,占地面积1355平方公里。研究区域位于北纬17°19 '和17°46 ' '之间,东经82°35 '和83°10 '之间,印度地形图编号为56H65 K/ 10,11,13,14,15m 65O/ 1,65o /2。获取了印度调查(SOI)的IRS-P6、LISS-IV地理编码遥感卫星数据和上面的表,用于初步分析。利用目视判读技术编制了底图、水系图、地貌图等专题图。利用AutoCAD对这些专题地图进行扫描和数字化,并转换成GIS。根据国家环境空气质量标准(NAAQS)对RSPM、TSPM、NOx、Sox进行采样分析。基于上述数据,将空间数据文件和属性数据文件链接起来创建拓扑。编制了空气污染敏感性图、空气质量敏感性图、色散敏感性图、航空敏感性图等GIS叠加分析得出的研究区上述参数的污染矿脉,最后将上述所有地图整合在此地图的基础上,编制了空气污染活动风险区域图。这种研究对于工业地区的污染防治和工业地区的规划、决策者的管理和监测具有重要的指导意义。


大气污染防治;工业区;遥感;GIS.

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Asadi SS, Vasantharao BVT,Raju MV, Sagar MA。基于遥感和GIS的环境空气污染隔离区识别:模式研究。Curr World Environ 2011;6:207-215 DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.6.2.02

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Asadi SS, Vasantharao BVT,Raju MV, Sagar MA。基于遥感和GIS的环境空气污染隔离区识别:模式研究。CURR世界ENVIRON [串行在线] 2011; 6:207 -215。可从://www.a-i-l-s-a.com/?p=193.


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文章出版历史

已收到: 2011-10-02
接受: 2011-11-18

介绍

城市的人口和行业的高密度导致盟军的车辆,工业和国内排放影响,对居住公民的健康和财产产生不利影响。保持空气质量可接受已成为决策者以及非政府组织的重要任务。颗粒物质和气体排放来自行业和汽车排放的污染物排放,负责不适的不适,增加气道疾病以及城市中心的艺术文化宠物的恶化。遥感的出现作为污染研究的映射和建模的强大技术。污染状况的规划,管理和监测取决于准确信息的可用性。在等领域产生的数据集成可以导致污染应激区具有独特的特征组合,因此在科学方法方面的具体适用性,以减少污染负荷,而不会影响环境质量的长期行动计划。为了实现上述目标,在研究区内进行了基线环境研究,并在GIS工具的帮助下解释了。GIS最好用于整合各种数据集,以获得同类复合土地开发单位,有助于识别问题领域并建议保护措施。本研究将在可持续发展和清洁环境方面设立工业部门的新趋势。

研究区域

该研究区是Andhra Pradesh九个沿海区之一Visakhapatnam区的一部分,位于毗邻海岸的东北部,在工业化方面迅速发展。The study area is located between north latitudes 17° 19’ and 17° 46’”and east longitudes 82°35’ and 83°10’ and is covered in the survey of India topographical map numbers 56H65 K/10,11,13,14,15M 65 O/1 and O/2. The area is under influence for fast development of urban agglomeration and industrial growth with mega industries for petroleum, Pharma parks. The study area is covered in Narsipatnam and Visakhapatnam revenue divisions. The study area is situated along the coastline from Nakkapalli mandal to Paravada mandal where the future development for industrialization will take place. It also includes the Anakapalli, Kasimkota, Munagapaka, Achchutapuram, Rambilli, Elamanchili and S.Rayavaram Mandals. Out of 246 revenue villages, Anakapalle (Class-II) and Elamanchilli (Class-III) are the major towns in the study area. The study area is covered an area of 1314 Sq.Km.

图1位置图 图1:位置地图
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研究目标

  1. 利用印度地形图测量和利用目视判读技术的卫星图像编制专题地图。
  2. 根据国家环境空气质量标准(NAAQS),空气采样站的空气样品的勾结分析样品,关于RSPM,TSPM,NOx,
  3. 使用GIS工具从不同部门收集来自不同部门的抵押数据和创建专题贴图的属性数据。
  4. 编制空气质量图。
  5. 识别空气污染敏感性图和污染活动风险区域图。


方法

数据使用

为研究所需的不同数据产品包括the56H65 K / 10,11,13,14,15M 65 O / 1和O / 2 toposheets其由调查印度的(1:50000)获得的和稠合的IRS数据 - 1D PAN和从国家遥感中心(NRSC),海得拉巴LISS-III卫星图像。

数据库创建

IRS-ID PAN和LISS-III卫星图像使用地面控制点与SOI拓扑图作为参考进行地理参考,并在EASI/PACE v6.3图像处理软件中进一步合并,以获得融合的高分辨率(PAN的5.8米)和彩色(LISS-III的R,G,B波段)输出。然后,根据纬度和经度值,从融合的数据中勾画出研究区域,并准备好最终的硬拷贝输出,为生成自动地图提供进一步的视觉解释。这些专题地图(栅格数据)通过使用a0 -平板Deskjet扫描仪扫描转换为矢量格式,并在AUTOCAD 2000进行数字化。地图在ARC/INFO中进一步编辑,使用ARC/VIEW GIS软件编写最终的硬拷贝输出。数据库的创建方法如图2所示。

空间数据库

利用AutoCAD和Arc/Info GIS软件,根据1:5万比例尺的SOI地形图制作基础图和排水网络图等专题地图,以获取基线数据。所有地图都经过扫描和数字化,以生成数字输出,该输出是利用融合卫星图像(IRS-ID PAN + LISS-III)和SOI地形图以及地面实况分析的目视解译技术准备的。

属性数据库

根据研究区域的土地用途/土地覆盖图,在预定地点进行了实地调查和收集空气样本。然后根据国家环境空气质量标准(NAAQS)对空气样品进行RSPM、TSPM和NOx的分析。由此获得的空气质量数据构成了本研究的属性数据库(表1)。

空间数据库与属性数据库的集成

生成的空间和属性数据库被集成为选定空气质量参数,如RSPM,TSPM,NOx的地下水污染灵敏度图的产生。在城市导线由于人口和产业密度高的风险影响,不利,健康和居住的公民财产车辆,家庭和工业排放的关联。空气污染的灵敏度是基于空中灵敏度,色散灵敏度,空气污染的敏感性,空气质量的影响因素来确定。所涉及的程序是空气质量的编制,分散灵敏度和空气污染的敏感度整合它们在空气污染敏感区地图描绘的高风险,区中等风险区和低风险区(CPCB,1996年)的区域到达。遵循的程序为主题的综合地图空气污染的区域在以下流程图中给出的风险区域地图终于到达。

图2所示。方法流程图 图2:方法流程图
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结果与讨论

基本图


地形图表示一个地区的形状、大小、位置和物理特征的关系(IMSD技术指南,1995年)。基本地图是根据1:5万比例尺的SOI地形图编制,并在卫星图像的帮助下进行更新。它由地形图勾勒出的路网、居民点、水体、运河、铁路轨道、植被等各种特征组成。这样绘制的地图被扫描并数字化以得到数字输出。该地图的信息内容用作基线数据,以确定其他专题地图的物理特征。由于地形图非常旧,所有的特征,如公路、铁路、定居点等,都在校正和缩放的卫星图像的帮助下进行了更新。目前研究区的主要聚落有Nakkapalli、Elamanchilli、S. Rayavaram、Achchutapuram、Rambilli、Anakapalle、Munagapaka、Kasimkota、Paravada等。

排水网络图

drainage研究区主要为枝状至亚枝状模式通过断裂控制。研究区的排水地图网络是从SOI地形裁取。所有的河流,在toposheet显示支流水体被认为是准备排水地图。此外,这些水体从最新的卫星图像更新划定在坦克,水库和河流的水传播。

地貌学

研究区主要地貌单元为构造丘陵、山前平原、浅风化山前平原、中风化山前平原及海岸平原。

空气质量图


此映射是基于收集从日提交的样本从国家污染控制局所采取的环境空气质量的数据和分析来制备。空气质量地图提供了有关的环境空气质量状况的信息。环境空气质量被描绘为高,中,通过描述在规范方面的定量数据质量低的区域。“高”空气质量指示在环境空气质量的污染物浓度水平是非常好标准之内,因此没有空气污染的问题。“中”空气质量指示污染物的浓度在环境空气中的水平不超过所要求的标准,但非常接近的标准。“低”空气质量指示污染物的浓度的电平超过允许范围规定,因此被污染。参与空气质量地图的编制情况的步骤如下:

位于所述基本地图即空气污染的来源。产业,工业区,产业集群等。收集的环境空气质量监测下收集从与RSPM,TSPM,SOX,NOX的细节日提交并从APPCB取出的样品的分析数据。
不到50%的允许限制分类为低
的允许极限值50-100%被分类为中等
> 100%的允许极限被归类为高

由于空气污染严重的工业活动(NTPC、Visakha钢铁厂等),帕拉瓦达的工业集群周围的质量处于低水平,直到阿纳卡帕利,而埃拉曼奇利周围的质量由于车辆污染处于中等水平。

表- 1。环境空气质量标准(国家)

表1:环境空气质量标准(国家)
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点击这里查看表2


弥散敏感地图

分散敏感性描述了一个地区由于其通风能力、气候、植被和地球表面的性质而分散和稀释空气污染物的能力。一般来说,微气象学在决定弥散敏感性方面不发挥主要作用。在区域规划中,气候更为重要。平原地区有很好的空气循环,因此扩散是正常的。通风良好的地区可以拥有相对健康的空气,即使污染率很高,而通风不良的地区恶化,污染率只有中等:

基于次级图制备分散敏感性图。分散灵敏度被分类为“高”,“中”和“低”(CPCB,1996),如下所示:

高的

  • 环山4.5 H以内的区域(H为山的高度);
  • 最多从山上延伸(“高”地貌区)5-多公里充当污染物扩散的障碍;
  • 频繁反演条件或具有极端气候条件的地区。


媒介

  • 距离山头5至15公里的地区(“高”地形区)。


低的

  • 距离山延伸超过15公里的地区('高'物理图)


根据以下指导方针,通过缓冲“高”地形带来制作分散敏感性图:

研究区仅有孤立山,无山丘延伸,逆温条件频繁或极端气候条件的区域。对于孤立的山丘,计算相对于附近区域的山丘的相对高度(不是MSL)。在孤立的山丘周围,4.5倍于山丘高度的缓冲区被认为是高敏感区。山体延伸沿研究区西部,具有高、中扩散敏感区。研究区山丘分布较广,仅有高分散敏感区。埃拉曼奇利和阿纳卡帕利的西部由于山脉而被高度分散所覆盖。这些山脉与国道平行,向西延伸。

航空(土地使用)敏感性图

一个地区的空中(土地利用)敏感性表明由于空气污染对接收环境可能产生的影响。航空敏感性图是在敏感区图和空气质量图的基础上编制的。

基于对接收环境的影响的空中(土地使用)灵敏度被归类为高,中低风险区域。使用GIS的缓冲和覆盖技术制备。通过乘坐森林等特征来制备覆盖范围。来自敏感区域地图的国家公园,部落定居点等。这些功能从敏感区域映射复制,为每个上述功能创建了缓冲区,缓冲距离为2公里,2-5公里和> 5公里。对于国家公园等特定功能,提供了25公里的缓冲区。(CPCB,1996)下面给出了缓冲的细节。

高风险区

  • 至敏感区域(森林、古迹和其他法律限制的区域,社会敏感区域,如风景区、宗教场所、山胜地等)至多2公里。
  • 空气质量极低(超标)地区


中等风险区

  • 这些落下的2从敏感区5公里的距离内的区域;和
  • 污染物水平虽不超过,但已接近容许标准的地区,即空气质素中等的地区。


此映射已经被创建诸如纪念碑,森林等的大部分区域的覆盖有高灵敏度天线由于森林和低空气质量不同的敏感区的类缓冲器生成。介质天线灵敏度的贴片和周围Nakkapalli,Elamanchili,S.Rayavaram和Achutapuram村庄和朝向S.Rayavaram的南部低天线灵敏度观察到,它是在空中灵敏度图所示。

空气污染敏感性图

将航空敏感性图和弥散敏感性图结合,得到空气污染敏感性图。用于准备这张地图指南的覆盖层或决策矩阵如下:

表3(航空灵敏度与色散灵敏度叠加)

表3 :(空中敏感性的叠加和
分散敏感度)

点击此处查看表


矩阵结果背后的逻辑和理由可以这样解释:

  • 具有“高”空中敏感性的地区将具有“高”空气污染敏感性
    与色散灵敏度无关。
  • 具有“高”色散敏感性的地区将具有“高”空气污染
    灵敏度与空中灵敏度无关。
  • 与“较低的区域;天线灵敏度和“低”分散灵敏度必然会有“低”的空气污染的敏感性。
  • 两个参数中的一个区域,即空中敏感性或色散敏感性是“媒介”,另一个是“低”或者当两个参数是“中等”时,将有“中等”空气污染敏感性。
  • 这个覆盖是使用GIS软件包完成的,以得到空气污染敏感性地图。
  • 空气污染敏感性图是利用“叠加分析”等地理信息系统工具编制的。空气污染敏感性是由航空敏感性和弥散敏感性图叠加而成的。


这张图是用色散灵敏度图和航空灵敏度图的叠加分析生成的。由于研究区空气和扩散敏感性较高,大部分区域空气污染敏感性较高。考虑高、中、低敏感区的决策矩阵如上图所示,并在空气污染敏感性图中显示。

风险区域地图用于空气污染活动

In the air pollution sensitivity map the areas of High, Medium and Low air pollution sensitivity are delineated without considering the ‘sensitive zones’ that are unsuitable for developmental activities due to legal restrictions, physical constraints etc. By eliminating the sensitive zones from the air pollution sensitivity map, the ‘High’ ‘Medium’ and ‘Low’ risk areas for air polluting activities are obtained in the ‘Risk area map for air polluting activities’ correspondingly from the areas of High, Medium and Low air pollution sensitivity.In the High-risk areas which are very sensitive to air pollution, only very small air polluting activities may be allowed. The Medium risk areas may be considered for medium polluting activities whose impact is not likely to exceed 2 km as per (CPCB, 1996). The Risk area map for air polluting activities is the union of the sensitive zones map and the air pollution sensitivity map. Only small patches of low risk for air pollution potential is available in the study area towards North West of Anakapalli. A big patches of medium risk for air pollution potential is observed in and around Anakapalli, Kasimkota, Elamanchili, S.Rayavaram, Achchutapuram.

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