高速公路生态环境的遥感评价

总第 126期 公 路 与 汽 运 Highways& Automotive Applications 137 高速公路生态环境的遥感评价* 郭云开，王 钦，彭文澜 (长沙理工大学 公路工程学院，湖南 长沙 410076) 摘 要 ：应用遥感技术对 公路 建设 生态环境质量后评价进行全面 、系统 的研 究 ，对促进我 国高 速公路建设和环境保护协调发展具有重要的战略意义。文中利用遥感处理结果，根据野外实地考 察和 已有的 资料及研 究成 果，选取 5个评价指标 ，对公路沿线生态环境质量进行 了后评价 。 关键词：公路 ；生态环境质量后评价；评价指标；遥感技术 中图分类号 ：U416．23 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671—2668(2008)03～0137—03 目前 ，公路建设项 目社会环境 的评价方法还不 很成熟。常规的生态环境监 测方法不仅费时费力 ， 而且在许多情况下难 以得到所期待的结果。遥感技 术对于点多 、线长、面广、因素复杂的公路及沿线地 区的生态环境退化状况容易形成一个全面、准确的 评价。由于地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 覆盖具有多样性、复杂性等特点 ，同 时遥感技术也不断更新 、不断发展变化 ，生态遥感调 查的方法也在不断完善，非常有必要开展遥感生态 环境监测的技术研究。 1 高速公路生态环境评价的理论基础 我国对公路建设环境影响的研究起步较晚 ，该 研究在我国才进行 1O多年。1987年，交通部 发布 了《交通建设环境保护 管理办法 关于高温津贴发放的管理办法稽核管理办法下载并购贷款管理办法下载商业信用卡管理办法下载处方管理办法word下载 》(试行)，之后 ，这一 技术随着我国经济发展和公路建设而 日臻完善，已 有 200多个高等级公路建设项 目进行 了环境影响评 价。1990年 ，交通部组织制定 了《交通建设项 目环 境保护管理办法》，1996年 7月第四次全国环境保 护会议之后，公路建设项 目环境影响评价工作受到 了高度重视。交通部编制了《公路建设项 目后评价 工作管理办法 》、《公路建设项 目后评价 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 编制办 法》及《公路建设项 目环境影响评价规范》，使公路建 设项 目环境评价工作步人规范化轨道 。 1．1 公路环境评价概论 环境评价是监督和减缓工程对环境的不利影 响、保护环境、达到经济发展和环境保护可持续发展 的重要手段之一。高速公路建设对环境的影响包括 公路施工和营运中对生态环境的破坏和污染 。公路 建设项目环境评价的环境要素应包括生态环境、声 *基金项目：湖南省教育厅资助项 目(05C249) 环境 、空气环境、水环境、社会环境和景观等内容 。 我国公路环境评价一般 以“公路建 设项 目可行 性研究报告”中确定 的拟建公路 中心线两侧各 200 m为范围，特殊情 况下 ，可根据 实际情 况扩大或缩 小。我 国公路环境影响评价分施工期和营运期两个 阶段，预测评价以项 目竣工投入营运后第 7年和第 15年为特征年。 1．2 公路生态环境评价 根据《公路建设项 目环境影响评价规范 》，公路 建设项 目中的生态环境包括两 大方面 ：即生物成分 和非生物成分。生物成分 主要 是动植物 ；非生物成 分包括 4个部分：气候、温度、湿度及风速。另外，要 注意空气 、噪声影响评价与生态环境影响评价是平 行的概念。 1．3 环境评价分类 不 同的评价 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 可将环境评价分 为不 同的类 型。按环境的属性可分为 自然环境评价和社会环境 评价两类 。按时间序列则可分为 回顾评价、现状评 价 、影响评价和后评价(如图 1所示)。 自然环境评价⋯⋯⋯一环境评价一⋯⋯⋯ 社会环境评价 图 1 环境评价分类示意 图 环境评价的各种分类之间不是孤立的 ，环境评 价是整体的、多因素的、全面而具体的，并不断向广 泛、细致、更具战略性、综合性和科学性方向发展，不 断精确和不断社会化。 维普资讯 http://www.cqvip.com 138 公 与 汽 运 篦3期 Highways& Automotive Applications 200／81"年 月 本文主要是研究公路建成后，使用中的公路对 周围生态环境的影响，根据评价的目的和性质，属于 公路环境质量的后评价。 2 公路沿线生态环境评价方法 参照国家环境保护总局颁布的《生态环境状况 评价技术规范(试行) ，本文采用的评价体系包括生 物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退 化指数、污染负荷指数 5个指标，分别衡量被评价区 域内生物多样性、植被状态、水资源、土地资源、空 气、水体和固体物污染等在受到公路建设及营运等 外在因素改变而产生的生态质量变化及其程度。采 用主成分因子分析法分析环境评价指标及其权重。 2．1 评价指标的计算方法 2．1．1 生物丰度指数的权 重及计算方法 生物丰度指数=Abi。×(0．5×森林 面积十0．3× 水域 面 积 + 0．15 x草 地 面积 +0．05× 其他面积)／区域面积 (1) 式中：A 。为生物丰度指数的归一化系数。 2．1．2 植被覆盖指数的权重及计算方法 植被覆盖指数=A ×(O．5×林地面积十0．3× 草地面积十0．2×农 田面积)／区域面积 (2) 式中：A 为植被覆盖指数的归一化系数。 北方干旱地区旱 田的权重为 0．15。 2．1．3 水网密度指数及计算方法 水网密度指数 =A x河流长度／区域面积 十 A ×湖库(近海)面积／区域面积十A × 水资源量／区域面积 (3) 式中：A 为河流长度的归一化系数；Al 为湖库面积 的归一化系数；A 为水资源量的归一化系数。 计算值大于 100时，一律按 100计算。 2．1．4 土地退化指数的权重及计算方法 土地退化指数=A ×(0．05×轻度侵蚀面积十 0．25×中度侵蚀面积十0．7× 重度侵蚀面积)／区域面积 (4) 式 中：A 为土地退化指数的归一化系数。 2．1．5 污染负荷指数的权重及计算方法 污染负荷指数 =(Aso ×0．4 x SO：排放量+ ASoI×0．2× 固废排 放 量 )／区域 面 积 十 Ac0D×0．4x COD排放量／区域年均降雨 量 (5) 式中：A 为 SO：的归一化系数；Aso。为固体废物的 归一化系数 ；Ac。o为 COD的归一化系数 。 计算值大于 100时，一律按 100计算。 2．2 生态环境质量指数计算 单个参评指标只能从某一角度反映自然生态环 境的现状，而环境质量的总体状况却需要综合每一 角度的影响。为了全面、综合地反映研究区的自然 生态现状，根据各参评指标的权重 ，对环境的所有评 价指标进行代数计算，其计算模型为式(6)，根据其 计算结果对生态质量环境状况做综合评价。 W一∑7．0 P ( 一1，2，3⋯) (6) i= 1 式中：w 为综合生态环境指数；7．0 为各环境参评因 子的权重系数；P 为环境评价指标； 为环境评价指 标的总个数，取值为 1，2，3⋯。 参照《生态环境状况评价技术规范(试行)》确定 生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地 退化指数及污染负荷指数 5个评价指标的权重及生 态环境质量指数的计算方法如下： 生态环境质量指数一0．3×生物丰度指数十0．2× 植被覆盖指数十0．25 x水网密度指数十 0．15× (1O0一土 地 退 化 指 数)十 0．1× (1O0一污染负荷指数) (7) 2．3 生态环境质量分级 根据生态环境质量指数，将生态环境质量分为 5 级 ，即优 、良、一般、较差和差(见表 1)。 表 1 生态环境质量分级 级别 指数取值 状态 优 EQI'~75 良 55≤EQI~75 一 般 35≤EQI<55 较差 2O≤EQI<35 差 EQI<2O 植被覆盖度及生物多样性好，生态系 统稳定，最适合人类生存 植被覆盖度及生物多样性较好，适合 人类生存 植被覆盖度处于中等水平，生物多样 性一般水平，较适合人类生存，但偶尔 有不适合人类生存的制约性因子出现 植被覆盖较差，严重干旱、少雨，物种较 少，存在着明显限制人类生存的因素 条件较恶劣，多属戈壁、沙漠、盐碱地、 秃山或高寒山区，人类生存环境恶劣 3 遥感信息处理与提取 对于污染负荷指数各因子值，主要由《中国环境 统计年报》和评价公路所在地区《国民经济和社会发 展统计公报》计算 COD、SO：、固废排放量。 而要实现上述生物丰度、植被覆盖、水网密度、 土地退化指标的定量化评价，需选用遥感影像信息 维普资讯 http://www.cqvip.com 总第 126期 公 路 与 汽 运 Highways& Automotive Applications 139 和土地利用 图等辅助资料 ，应用遥感技术 ，获取高速 公路沿线区域生态环境质量后评价中式(1)～(7)所 需的数据 ，工作 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 见图 2。 数据源的选取H图像镶嵌H图像几何校正H 影像裁切 分类结果验证H图像分类H 图像判读 H计算机分类处理 图 2 取评价数据的工作流程 3．1 镶嵌 、增强、合成和融合处理 因公路是线形工程 ，一般进行评价的公路区域 比较长，当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围 时 ，通常需先进行图像镶嵌 ，即将两幅或多幅图像拼 接起来形成一幅或一系列覆盖全区的较大图像 。 提取数据前 ，应尽量改善图像反差过大或过小 及色彩、饱和度、清晰度等 问题 ，最大限度地 提取 图 像所反映的生态环境信息，提高成果精度。要采用 遥感影像处理软件对图像进行增强、变换、卷积及滤 波处理，以突出生态环境的影像信息。同时，经过纹 理滤波、交互拉伸、直方图均衡化、主成分分析等处 理后的合成影像有利于控制点的选取。 3．2 预 处理 经过图像的配准、辐射校正，现场采集均匀分布 的 GCP控制点，采用多项式纠正办法进行影像几何 校正。同时，需要对校正后的数据进行亮度值重采 样和校正点位精度分析，完成前期预处理过程。 3．3 影像裁切 一 般涵盖公路全线的数据较大，降低了分析处 理的速度。考虑到数据量及处理方便，需将试验区 域从原始数据中截取出来。作为公路项 目，要在校 正好的整块影像中，以待评价段高速公路为中心轴 向两侧各延伸 200 m(可根据实况扩大或缩／b)。 本文在校正好的整块影像中，首先编辑路线的 矢量文件，然后利用 ArcInfo的 buffer命令精确划 出高速公路沿线两侧各 200 m 的区域范围，裁剪出 一 带状区域。此后的处理就是建立在这一裁剪后的 影像基础上。 3．4 图像判读 将卫星图像与相同比例尺的地形图进行对 比分 析 ，按照 2．1节 中提到的各种指标，包括 森林 、水域 等，建立不同地物的判读标志。 3．5 图像分类 在调查和分析的基础上，采用人机交互解译方 法，在判读基础上进行监督分类。按照定义分类模 块、评价分类模板和进行监督分类的步骤分类。 分类结果中会产生一些面积很小的图斑，无论 从专题制图还是从实际应用的角度考虑，都有必要 剔除这些小图斑。所以还应该根据实际情况进行分 类后处理，用聚类统计和去除分析两种方法处理图 像分类后产生的小图斑，修正错误图斑，确定各类地 物的边界。针对具体目标物的专题信息数据特征， 对该目标物进行提取和分类。 以遥感影像数据为数据源制作完成道路沿线的 各类土地利用专题图，完成对生物丰度、植被覆盖等 指标的面积数据的提取 。 4 结 语 遥感技术完全可以用来制作环境评价的基础图 件，尤其对于大型建设项目，其优势更为明显。和传 统的统计调查方法相 比，采用遥感的方法提取生态 环境评价指标 ，具有快 捷、及 时和更新速 度快 的优 点，为掌握生态环境信息提供了实时数据，也为动态 监测生态环境变化提供了可能 。 生态环境质量评价可 以改变以往一直沿用的定 性评价方法 ，通过数据直观地对公 路生态环境进行 定量评价 ，克服了抽象描述 的局 限。但评价 因子获 取的精度问题仍 然是制约评价结果 的一个重要 因 素 ，且 由于公路建设生态环境评价 的区域是狭长形 的 ，相关实地情况较难调查和准确统计，使实际评价 结果产生一定的误差。 参考文献 ： E1] 许涤平．高速公路绿化边坡防护技术EJ]．科技资讯， 2007(25)． [2] 赵金平，焦述强．基于 GIS技术环境影响评价的研究进 展及展望EJ]．新疆地质，2004，22(4)． E3] 徐瑗瑗．公路建设项 目生态环境影响评价ED]．南京 ： 东南大学 ，2005． E4] 张 勇．从坪西公路环境影响评价浅析高等级公路环 评的重要性EJ]．广东公路交通，2000(3)． Es] 蔡艳荣．环境影响评价[M]．北京：中国环境科学 出版 社 ，2004． E6] 万本太，张建辉，董贵华，等．中国生态环境质量评价研 究EM]．北京：中国环境科学出版社，2003． E7] 郭云开，彭文澜，潘志林，等．环境资源遥感的研究与应 用EJ]．华东公路，2006(5)． 收稿 日期 ：2008—03—10 维普资讯 http://www.cqvip.com