当前世界环境

介绍

城市人口和工业的高密度导致相关的车辆、工业和家庭排放对居民的健康和财产产生不利影响。保持可接受的空气质量已成为决策者和非政府组织的一项重要任务。工业和汽车尾气的污染物排放中的颗粒物和气体排放是造成城市中心不适增加、气道疾病增加以及艺术和文化遗产恶化的原因。遥感作为污染研究制图和建模的有力技术的出现。对污染状况的适当规划、管理和监测取决于能否获得准确的资料。综合在等领域产生的数据，可以确定具有独特特征组合的污染应力区，因此在科学方法方面特别适合减少污染负荷，而不损害环境质量的长期行动计划。为了达到上述目标，在研究区内进行了一项基线环境研究，并借助地理信息系统工具进行了解释。地理信息系统最好用于整合各种数据集，以获得均匀的复合土地开发单位，这有助于确定问题区域并建议保护措施。这项研究将为工业部门树立一个关注可持续发展和清洁环境的新趋势。

研究区域

研究区域是维萨卡帕特南地区的一部分，该地区是安得拉邦九个沿海地区之一，位于该州东北部，毗邻海岸，工业化将在那里迅速发展。研究区位于北纬17°19′~ 17°46′”，东经82°35′~ 83°10′之间，在印度地形图调查编号56H65 K/10、11、13、14、15M 65 O/1和O/2中。该地区受到城市群快速发展和工业增长的影响，石油，制药园区等大型产业。研究区域包括在Narsipatnam和Visakhapatnam收入部门。研究区位于从Nakkapalli mandal到Paravada mandal的海岸线上，未来的工业化发展将在这里进行。它还包括Anakapalli, Kasimkota, Munagapaka, Achchutapuram, Rambilli, Elamanchili和S.Rayavaram Mandals。在246个收入村中，Anakapalle (ii类)和Elamanchilli (iii类)是研究区内的主要城镇。研究区面积1314平方公里。

图1:位置地图 点击此处查看图

研究目标

1. 利用印度地形图调查和使用目视判读技术的卫星图像编制专题地图。
2. 从空气采样站收集空气样本，按照国家环境空气质量标准(NAAQS)对样本进行分析，包括RSPM、TSPM、NOx、
3. 利用GIS工具收集不同部门的附属数据，创建专题地图的属性数据。
4. 制作空气质素地图。
5. 确定空气污染敏感性图和污染活动风险区域图。

方法

数据使用

该研究所需的不同数据产品包括56h65 K/10、11、13、14、15M 65 O/1和O/2拓扑图，这些数据来自印度调查(1:50 000)，以及来自海德拉巴国家遥感中心(NRSC)的IRS - 1D PAN和LISS-III卫星图像的融合数据。

创建数据库

在EASI/PACE v6.3图像处理软件中，以地面控制点的SOI地层图为参考，对IRS-ID PAN和LISS-III卫星图像进行地理参考，并进一步合并，得到融合的高分辨率(PAN为5.8m)和彩色(LISS-III的R、G、B波段)输出。然后根据纬度和经度值的融合数据划定研究区域，并准备最后的硬拷贝输出，该输出进一步以视觉方式解释，以便生成地形图。这些专题地图(栅格数据)通过使用A0-Flatbed Deskjet扫描仪扫描转换为矢量格式，并在AUTOCAD 2000中数字化。在ARC/INFO中对地图进行进一步编辑，并使用ARC/VIEW GIS软件编制最终的硬拷贝输出。数据库创建方法如图2所示。

空间数据库

利用AutoCAD和Arc/Info GIS软件，以1:50 000比例尺根据土壤污染指数的地表图编制主题性地图，例如底图和排水管网图，以获取基线数据。所有地图都经过扫描和数字化，生成数字输出，使用融合卫星图像(IRS-ID PAN + LISS-III)和SOI地形图的视觉解释技术以及地面真实度分析。

属性数据库

根据研究区域的土地利用/土地覆盖图，进行了实地调查，并从预定地点收集了空气样本。然后根据国家环境空气质量标准(NAAQS)对空气样本进行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

将生成的空间数据库与属性数据库相结合，生成RSPM、TSPM、NOx等选定空气质量参数的地下水污染敏感性图。城市人口和工业密度高造成的风险导致相关的车辆、家庭和工业排放对居民的健康和财产产生不利影响。空气污染敏感性是根据大气敏感性、扩散敏感性、空气污染敏感性和空气质量的影响因素确定的。所涉及的程序是准备空气质量、扩散敏感性和空气污染敏感性，将它们综合起来，得出空气污染敏感区地图，该地图描绘了高风险区、中等风险区和低风险区(CPCB, 1996年)。以下流程图列出了整合主题地图以最终得出空气污染地区风险区域地图的程序。

图2:方法论流程图 点击此处查看图

结果与讨论

基本图

地形图是表示一个地区的形状、大小、位置和物理特征之间的关系(IMSD技术指南1995)。底图采用1:50 000比例尺的SOI地形图制作，并借助卫星图像进行更新。它由从地形图中勾画出的路网、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获得数字输出。该地图的信息内容作为基线数据，用于确定其他专题地图的物理特征。由于地形图非常古老，所有的特征，如道路，铁路，定居点等，都是在该地区的校正和缩放卫星图像的帮助下更新的。目前研究区域的主要聚落有Nakkapalli、Elamanchilli、S. Rayavaram、Achchutapuram、Rambilli、Anakapalle、Munagapaka、Kasimkota、Paravada等。

排水网络图

drainage研究区以树突-亚树突为主模式由断裂控制。研究区水系图网取自SOI地形图。所有在地形图上显示的河流、支流和水体都将被考虑用于编制水系图。此外，这些水体是根据最新的卫星图像更新的，以描绘水箱、水库和河流中的水分布。

地貌学

研究区主要地貌单元为构造丘陵、因塞尔堡山麓复合体(PIC)、浅风化山麓(PPS)、中风化山麓(PPM)海岸平原及其伴生的海岸地貌。

空气质素地图

这张地图是根据从国家污染控制委员会获得的环境空气质量数据和从实地收集的样本分析而编制的。空气质量地图提供有关环境空气质量状况的信息。通过用规范术语描述定量数据，将环境空气质量划分为高、中、低质量区。“高”空气质量指环境空气质量中污染物的浓度水平完全符合标准，因此不存在空气污染问题。“中等”空气质量是指环境空气中污染物的浓度水平不超过规定的标准，但非常接近标准。“低”空气质素表示污染物的浓度超过规定的容许限度，因此受到污染。拟备空气质素图的步骤如下:

在基础地图上标出空气污染源，即工业、工业邨、工业集群等。收集的环境空气质量监测数据分析了从田间采集的样本和从APPCB采集的样本，包括RSPM, TSPM, SOX, NOX的详细信息。
低于允许限量的50%被归类为低
50- 100%的允许限度被归类为中等
> 100%为高

由于高空气污染的工业活动(NTPC, Visakha钢铁厂等)一直到Anakapalli, Paravada工业集群周围的质量处于低水平，Elamanchili周围的质量由于车辆污染而处于中等水平。

表1:环境空气质量标准(国家) 点击这里查看表1 点击这里查看表2

色散灵敏度图

扩散敏感性描述的是一个地区由于其通风量、气候、植被覆盖和地球表面性质而分散和稀释空气污染物的能力。一般来说，微气象学对色散灵敏度的决定作用不大。在区域规划中更重要的是气候。平原地区有很好的空气循环，因此分散是正常的。通风良好的地区即使污染程度高，空气也相对健康，而通风不良的地区则会恶化，污染程度适中:

散度灵敏度图是在地形图的基础上编制的。根据(CPCB, 1996)，色散敏感度分为“高”、“中”和“低”，如下:

高

• 孤立山丘周围4.5 H以内的区域(H为山丘高度);
• 距离作为污染物扩散屏障的山丘延伸(“高”地理区域)5公里;
• 逆温条件频繁或气候条件极端的地区。

媒介

• 距离山丘5至15公里的地区(“高”地理区域)。

低

• 离山15公里以外的地区延伸(“高”地理区)

根据以下指导方针，通过缓冲“高”地理区域来准备弥散灵敏度图:

研究区仅有孤立丘陵，无丘陵延伸，逆温条件频繁或气候条件极端的地区。对于孤立的小山，计算小山相对于附近区域的相对高度(不是MSL)。在孤立的山丘周围，考虑到4.5倍山高的缓冲地带，并将其归类为高敏感区。研究区西段为高分散敏感区和中等分散敏感区。丘陵分布在整个研究区域，只有高色散敏感区。Elamanchili和Anakapalli的西部由于山脉而被高度分散覆盖。这些山脉向西与国道平行。

航空(土地用途)敏感度图

一个地区的空中(土地用途)敏感度显示空气污染对接收环境可能造成的影响。在敏感区图和空气质量图的基础上编制航空敏感图。

根据对接收环境的影响，将空中(土地利用)的敏感度划分为高、中、低风险区。它是利用GIS的缓冲和叠加技术制备的。覆盖范围是利用森林等特征来准备的。敏感区域地图上的国家公园、部落定居点等。这些特征是从敏感区域地图上复制的，为每个特征创建缓冲区，缓冲距离为<2公里，2-5公里和>5公里。对于国家公园等特殊景点，提供25公里的缓冲。(CPCB, 1996)缓冲的细节如下。

高风险区域

• 2公里以内为敏感区域(森林、纪念碑和其他法律限制区域、社会敏感区域，如风景区、宗教场所、山地度假胜地等)。
• 空气质素极差(超标)地区

中等风险区

• 位于敏感地带2至5公里范围内的地区;和
• 污染物水平虽未超过，但接近容许标准的地区，即空气质素中等的地区。

这张地图是通过为不同的敏感区域(如纪念碑、森林等)创建缓冲区而生成的。由于森林和低空气质量，该地区的大部分地区对空气高度敏感。在Nakkapalli村、Elamanchili村、S.Rayavaram村和Achutapuram村及其周围观察到一片中等的空中灵敏度，S.Rayavaram村南部的空中灵敏度较低，并在空中灵敏度图中显示。

空气污染敏感度图

将空气污染敏感图和弥散敏感图综合得到空气污染敏感图。用于编制地图指南的覆盖层或决策矩阵如下:

表3:(空中灵敏度和 分散敏感度) 按此查看表格

矩阵结果背后的逻辑和基本原理可以这样解释:

• 对空气污染敏感程度为“高”的地区将会有“高”的空气污染敏感程度
  不考虑色散灵敏度。
• 具有“高”扩散敏感性的地区将会有“高”空气污染
  灵敏度与天线灵敏度无关。
• “低”地区;空气敏感度和“低”扩散敏感度肯定会有“低”空气污染敏感度。
• 如果两个参数(即空中敏感度或扩散敏感度)中任何一个为“中等”，而另一个为“低”，或两个参数均为“中等”，则该地区的空气污染敏感度为“中等”。
• 这种叠加是使用GIS软件包来完成的，从而得到空气污染敏感性图。
• 空气污染敏感性图是利用地理信息系统的“覆盖分析”等工具制作的。空气污染灵敏度是由空中灵敏度图和弥散灵敏度图叠加而成的。

该地图是利用弥散灵敏度图和航空灵敏度图的叠加分析生成的。由于研究区空气和弥散敏感性高，研究区大部分为高空气污染敏感性区。上图为考虑高、中、低敏感区的决策矩阵，见空气污染敏感性图。

空气污染活动风险区域图

在空气污染敏感度图中，划定了空气污染高、中、低敏感度地区，但没有考虑由于法律限制、物理限制等原因而不适合进行发展活动的“敏感地带”。通过从空气污染敏感性图中剔除敏感地区，空气污染活动的“高”、“中”和“低”风险地区相应地在“空气污染活动风险区图”中由空气污染高、中和低敏感地区划分。在对空气污染非常敏感的高风险地区，只允许进行非常小的空气污染活动。中等风险地区可被视为影响不大可能超过2公里的中等污染活动(CPCB, 1996年)。空气污染活动危险区图是敏感区图和空气污染敏感性图的结合。在阿纳卡帕利西北方向的研究区域，只有一小块低潜在空气污染风险的区域。在Anakapalli、Kasimkota、Elamanchili、S.Rayavaram、Achchutapuram及其周围观察到大面积的中等潜在空气污染风险。

参考文献

1. 霍顿，r.e.(1932)。流域特征。反式。点。地球物理学。联合会，13:350 - 361。
2. R.E.霍顿(1945)。河流及其流域的侵蚀发育:定量形态学的水物理方法。青烟。Soc。点。公牛。生物工程学报，56:275 - 370。
3. Nag, S.K.和Chakraborthy, S.(2003)。岩石类型和构造对硬岩区排水网络发育的影响J.印度社会。遥感，31(1): 25-35。
4. Srivastava, V.K.和Mitra, D.(1995)。基于Landsat - TM/IRS LISS II影像的Raniganj煤田(Burdwan地区)排水模式研究J.印度社会。遥感科学通报，23(4):225 - 235。
5. 克拉克，J.I.(1966)。来自地图的形态测量学。易学地貌学。爱思唯尔Publ.Co。，New York, pp.235-274.
6. 中央污染控制委员会(CPCB)， 1996年- - -基于环境考虑的工业选址分区地图集- - - EMAPS 1996-97，新德里。
7. 巴罗，克里斯(1987).热带地区水资源与农业发展，朗曼科学技术出版社，英国
8. nsa，(1995)。可持续发展综合任务，技术准则，国家遥感局，空间部，127。
9. NRSA(2000)。编制地下水勘探图的技术指南，拉吉夫·甘地国家饮用水任务。海得拉巴国家遥感局。
10. NRSA(1995)。可持续发展综合任务(IMSD) -技术指南，国家遥感局，海德拉巴。
11. Reddy, p.r.， Balu Rao, P. & Prakash Gound, P.V.(1988)地质、地貌和地下水研究中IRS - 1A数据的评价。论印度遥感卫星- 1A任务及其应用潜力
12. 中央污染控制委员会(CPCB)， 1996 -基于环境考虑的工业选址分区图集- EMAPS 199
13. Anjaneyulu Y.， Jayakumar, I, Madhav T.， h .。饶涛，“空气污染在线监测——以海得拉巴市为例”，环境科学学报，2001,32 - 32。6-97，新德里。
14. J.M. Baldasano, E. Valera, P. Jimenez(2003)，大城市空气质量数据分析，环境科学(3)，141-165
15. 叶凤杰(1999)，城市空气质量，大气环境，33 (4):477}4900
16. Karen Bickerstaff(2001)公众对空气污染的理解:环境风险的定位，全球环境变化11 (2001)133}145
17. 夏玛，M, Maheshwari, M, Sengupta, B, and Shukla, B.P, 2003“印度空气质量指数传播网站的设计”，环境建模与软件18,405 - 411。
18. 威廉。巴赫曼,韦恩。Sarasua、绍纳。标志。，和Randall Guensler, (2000), Modeling regional mobile source emissions in a geographic information system framework Transportation Research Part C: Emerging Technologies Volume 8, Issues 1-6, Pages 205-229.