CN110852557A - 一种基于gis的垃圾填埋场的选址方法及装置 - Google Patents

一种基于gis的垃圾填埋场的选址方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法。包括以下步骤：S1，获取地理数据；S2，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；S3，制作各项GIS专题图；S4，对所述各项GIS专题图进行空间分析；S5，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；S6，输出最佳垃圾填埋场选址地图。本发明实施例依托GIS平台，利用其空间分析功能和层次结构模型进行适宜性分析后，直观输出的结果，可快速用于快速精确选出对周边环境影响较小的垃圾填埋场，降低成本。

Description

一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法及装置
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法及装置。
背景技术
我国的城市垃圾处理场的选址要求仅仅是开阔地、离城市较近、能容纳足够的垃圾等条件,很少综合考虑垃圾处理场选址论证问题,因此垃圾的堆放已引起了比较严重的环境问题。垃圾处理场场址的选择涉及到当地经济、交通等的发达情况,地理地形条件,气候情况,环境地质条件,地表水文条件及水文地质工程地质条件等,是一项综合性的工作。这一工作有助于城市规划、土地管理部门更好地进行土地利用规划,同时对减少垃圾对环境的污染有着非常重要的意义。
目前用于垃圾处理场选址适宜性的选择方法是相当多的,比如有灰色系统理论的灰色聚类法、模糊数学中的模糊综合评判法、专家系统法和层次分析法等,都需要进行实地考察，对采集的相关数据进行分析计算后评价选址。
现有技术的不足之处在于,实地考察采集相关数据往往误差大，耗时长且成本较高。
发明内容
为克服现有技术存在采集相关数据往往误差大，耗时长且成本较高的问题，本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法及装置。
一方面，本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，包括以下步骤：
S1，获取地理数据；具体包括：获取土地利用数据、取水点分布数据、洪泛区数据、居民区分布数据、交通路线数据、地形高程数据以及现年的城市规划数据；
S2，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；
S3，通过所述图形数据制作各项GIS专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区、特殊用地图和 DEM图；
S4，对所述各项GIS专题图进行空间分析；具体包括对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域；
S5，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；
S6，输出最佳垃圾填埋场选址地图；具体包括图面尺寸，添加名称、比例尺、图例、指南针、经纬网信息。
另一方面，本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置，包括：
地理数据获取模块，获取地理数据；具体包括：获取土地利用数据、取水点分布数据、洪泛区数据、居民区分布数据、交通路线数据、地形高程数据以及现年的城市规划数据；
地理数据库模块，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；
专题图制作模块，通过所述图形数据制作各项GIS专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区、特殊用地图和DEM图；
空间分析模块，对所述各项GIS专题图进行空间分析；具体包括对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域；
适宜性分析模块，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；
地图输出模块，输出最佳垃圾填埋场选址地图；具体包括图面尺寸，添加名称、比例尺、图例、指南针、经纬网信息。
本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法及装置，依托 GIS平台，利用其空间分析功能和层次结构模型进行适宜性分析后，直观输出的结果，可快速用于快速精确选出对周边环境影响较小的垃圾填埋场，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法流程示意图；
图2为本发明实施例一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法子流程示意图；
图3为本发明实施例一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置结构示意图；
附图标记：
地理数据获取模块-1 地理数据库模块-2 专题图制作模块-3
空间分析模块-4 适宜性分析模块-5 地图输出模块-6
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法流程示意图；如图1所示，包括以下步骤：
S1，获取地理数据；具体包括：获取土地利用数据、取水点分布数据、洪泛区数据、居民区分布数据、交通路线数据、地形高程数据以及现年的城市规划数据；
S2，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；
S3，通过所述图形数据制作各项GIS专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区、特殊用地图和 DEM图；
S4，对所述各项GIS专题图进行空间分析；具体包括对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域；
S5，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；
S6，输出最佳垃圾填埋场选址地图；具体包括图面尺寸，添加名称、比例尺、图例、指南针、经纬网信息。
具体地，地理信息系统(Geographical Information System以下简称GIS)是计算机科学、空间科学、和地球科学等多门学科相融合的一门新兴边缘学科；它能把空间数据和属性数据完美的结合，可以对来自不同部门的表格和地图数据进行搜集和分析，提供有效的空间分析和高效的计算能力。例如基础地理数据地图可采用符合开放地理空间信息联盟(OGC,Open Geography spatial Consortium)校准数据源，包括：网络数据服务(WMS,WebMapping Service) 数据源，网络地图瓦片服务(WMTS,Web Map Tile Service)数据源，网络覆盖服务(WCS,Web Coverage Service)数据源等。其中基础地理数据地图可通过下载国家免费发布的世界测地系统(WGS,World Geodetic System)-84坐标系的基础数据或者工业标准的矢量数据文件格式的基础数据库，通过地理数据服务器建立符合OGC标准的基础地理数据地图
建立地理数据库，可在软件中GIS Catalog中新建数据库(GDB,Geo Data Base)文件，将所采取的数据中用几何形体和图形符号将其数字化为图形数据，建立拓扑关系，输入空间数据库管理，如下表所示
Figure BDA0002212573010000051
专题地图(thematic map)，又称特种地图，着重表示一种或数种自然要素或社会经济现象的地图。专题地图的内容由两部分构成:①专题内容。图上突出表示的自然或社会经济现象及其有关特征。②地理基础。用以标明专题要素空间位置与地理背景的普通地图内容，主要有经纬网、水系、境界、居民地等。在地理数据库(GDB,Geo Data Base)建立要素类(点、线、面要素或其组合构成) 以地区的土地利用图为地图，根据垃圾填埋场选址需要的条件，利用地理数据库存储的图像数据制作各项专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区分别图、特殊用地图、DEM图和湿地分布图。
对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，初步得到垃圾填埋场候选区域；建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；具体地，将几个候选场址进行综合评价，选出最适宜的垃圾填埋的场址；最后利用GIS的Map Calculator功能将适宜指数高的垃圾填埋场候选区域各因子进行加权叠加分析，得到符合层次结构模型的理论区域，并用地图直观地的显示出垃圾填埋场最佳选址。
本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，依托GIS平台，利用其空间分析功能和层次结构模型进行适宜性分析后，直观输出的结果，可快速用于快速精确选出对周边环境影响较小的垃圾填埋场，降低成本。
图2为本发明实施例一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法子流程示意图；所述的S4步骤具体包括：
S41，对所述城市取水点分布图和居民区分布图进行缓冲区分析，得到取水点领域分析图和居民区辐射图；
S42，对所述交通路线图中的主干路功能以可达度为半径作缓冲区再重分类得到交通便利图；
S43，将所述取水点辐射图、居民区辐射图、洪泛区分布图、特殊用地图、和自然保护区分布图叠加分析功能进行联合，得到禁止建设垃圾填埋场地区图；
S44，将所述DEM图经过提取及重分类，得到平缓底层图；
S45，将所述禁止建设垃圾填埋场分布图、平缓底层图与政区图进行交集取反叠加分析得到可建垃圾填埋场区域图；
S46，将可建设垃圾填埋区域图和交通便利区图进行加权叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域。
具体地，本实施例对城市取水点分布图和居民区分布图用GIS的Buffer功能进行缓冲区分析以辐射度为半径作800m的缓冲区，得到取水点辐射图图和居民区辐射图。对交通图中的主干路功能以可达度为半径作缓冲区做 30,60,90,120,150m，对次干路30，60，90m，交叉口30，60，90m根据到主要公路和主要城区的距离耗费由远及近依次赋值为1，2，3，4，5，得到交通可达性评价图，再将交通可达性图进行重分类及矢量转化得到交通便利地区图。将DEM图用slope工具提取坡度，得到坡度图，再将坡度图进行重分类及矢量转化，得到平缓底层图。
本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，依托GIS平台，利用其空间分析功能和层次结构模型进行适宜性分析后，直观输出的结果，可快速用于快速精确选出对周边环境影响较小的垃圾填埋场，降低成本。
进一步地，所述的S5步骤中，所述层次结构模型包括目标层、准则层和指标层；所述适宜度指数计算公式：
Figure BDA0002212573010000071
Ri为选址适宜度指数，数值越高，表示越适合。X为准则层第n个子因素的权重；Y为制约因素指标层的第n个因素的权重；
具体地，按照垃圾填埋场选址的综合评价指标体系标准层为地表水，表土性质，常年风向断裂带等制约因素，对垃圾填埋场候选区域进行筛选。两两比较结构要素，构造出所有的权重判断矩阵。层次分析方法通过两两比较因素的相对重要性，给出相应的比例标度，构造上层某要素对下层相关因素权重判断矩阵，以给出相关元素对上层某要素的相对重要程度。解权重判断矩阵，得出特征根和特征向量，并检验每个矩阵的一致性。根据判断矩阵，先计算出判断矩阵的特征向量W，然后经过归一化处理使其满足
Figure BDA0002212573010000072
即可求出Bi关于Am相对重要度，也即权重。首先将
Figure BDA0002212573010000073
进行归一化处理为所求特征向量，也即元素Bi(i＝1,2,......,n)的权重，然后计算最大特征值
Figure BDA0002212573010000081
计算候选方案综合评价。这个层次模型的目标层是对所选场址适宜性综合评价垃圾填埋场候选方案数学模型：
Figure BDA0002212573010000082
Ri为选址适宜度指数，数值越高，表示越适合。X为准则层第n 个子因素的权重；Y为制约因素指标层的第n个因素的权重；由此计算出得分进而评价该候选区域的适宜性。
利用其空间分析的功能和结果输出的直观性，先选出几个候选地址。再构建选址模型将几个候选场址进行综合评价，选出最适宜的垃圾填埋的场址。最后利用GIS的MapCalculator功能将以上最适宜的垃圾填埋的场址各个因子进行加权叠加分析，得到符合模型的理论区域，并用地图直观地的显示出垃圾填埋场最佳选址。
本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，依托GIS平台，利用其空间分析功能和层次结构模型进行适宜性分析后，直观输出的结果，可快速用于快速精确选出对周边环境影响较小的垃圾填埋场，降低成本。
进一步地，图3为本发明实施例一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置结构示意图；如图3所示，包括：
地理数据获取模块1，获取地理数据；具体包括：获取土地利用数据、取水点分布数据、洪泛区数据、居民区分布数据、交通路线数据、地形高程数据以及现年的城市规划数据；
地理数据库模块2，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；
专题图制作模块3，通过所述图形数据制作各项GIS专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区、特殊用地图和DEM图；
空间分析模块4，对所述各项GIS专题图进行空间分析；具体包括对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域；
适宜性分析模块5，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；
地图输出模块6，输出最佳垃圾填埋场选址地图；具体包括图面尺寸，添加名称、比例尺、图例、指南针、经纬网信息。
本发明实施例提供一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置执行上述方法，依托GIS平台，利用其空间分析功能和层次结构模型进行适宜性分析后，直观输出的结果，可快速用于快速精确选出对周边环境影响较小的垃圾填埋场，降低成本。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取地理数据；具体包括：获取土地利用数据、取水点分布数据、洪泛区数据、居民区分布数据、交通路线数据、地形高程数据以及现年的城市规划数据；
S2，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；
S3，通过所述图形数据制作各项GIS专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区、特殊用地图和DEM图；
S4，对所述各项GIS专题图进行空间分析；具体包括对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域；
S5，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；
S6，输出最佳垃圾填埋场选址地图；具体包括图面尺寸，添加名称、比例尺、图例、指南针、经纬网信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，其特征在于，所述的S4步骤具体包括：
S41，对所述城市取水点分布图和居民区分布图进行缓冲区分析，得到取水点领域分析图和居民区辐射图；
S42，对所述交通路线图中的主干路功能以可达度为半径作缓冲区再重分类得到交通便利图；
S43，将所述取水点辐射图、居民区辐射图、洪泛区分布图、特殊用地图、和自然保护区分布图叠加分析功能进行联合，得到禁止建设垃圾填埋场地区图；
S44，将所述DEM图经过提取及重分类，得到平缓底层图；
S45，将所述禁止建设垃圾填埋场分布图、平缓底层图与政区图进行交集取反叠加分析得到可建垃圾填埋场区域图；
S46，将可建设垃圾填埋区域图和交通便利区图进行加权叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于GIS的垃圾填埋场的选址方法，其特征在于，所述的S5步骤中，所述层次结构模型包括目标层、准则层和指标层；所述适宜度指数计算公式：
Figure FDA0002212571000000021
Ri为选址适宜度指数，数值越高，表示越适合。X为准则层第n个子因素的权重；Y为制约因素指标层的第n个因素的权重。
4.一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置，其特征在于，包括：
地理数据获取模块(1)，获取地理数据；具体包括：获取土地利用数据、取水点分布数据、洪泛区数据、居民区分布数据、交通路线数据、地形高程数据以及现年的城市规划数据；
地理数据库模块(2)，将所述地理数据用几何形体和图形符号数字化为图形数据存入新建的空间地理数据库；
专题图制作模块(3)，通过所述图形数据制作各项GIS专题图；具体包括：城市取水点分布图、洪泛区分布图、居民区分布图、交通路线图、自然保护区、特殊用地图和DEM图；
空间分析模块(4)，对所述各项GIS专题图进行空间分析；具体包括对所述各项GIS专题图进行缓冲分析、重分类和叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域；
适宜性分析模块(5)，建立垃圾填埋场选址的综合评价体系递阶层次结构模型，对所述垃圾填埋场候选区域进行适宜度指数分析；
地图输出模块(6)，输出最佳垃圾填埋场选址地图；具体包括图面尺寸，添加名称、比例尺、图例、指南针、经纬网信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置，其特征在于，所述空间分析模块，包括：对所述城市取水点分布图和居民区分布图进行缓冲区分析，得到取水点领域分析图和居民区辐射图；对所述交通路线图中的主干路功能以可达度为半径作缓冲区再重分类得到交通便利图；将所述取水点辐射图、居民区辐射图、洪泛区分布图、特殊用地图、和自然保护区分布图叠加分析功能进行联合，得到禁止建设垃圾填埋场地区图；将所述DEM图经过提取及重分类，得到平缓底层图；将所述禁止建设垃圾填埋场分布图、平缓底层图与政区图进行交集取反叠加分析得到可建垃圾填埋场区域图；将可建设垃圾填埋区域图和交通便利区图进行加权叠加分析，得到垃圾填埋场候选区域。
6.根据权利要求4所述的一种基于GIS的垃圾填埋场的选址装置，其特征在于，所述适宜性分析模块中，所述层次结构模型包括目标层、准则层和指标层；所述适宜度指数计算公式：
Ri为选址适宜度指数，数值越高，表示越适合。X为准则层第n个子因素的权重；Y为制约因素指标层的第n个因素的权重。
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