非正規(guī)建筑垃圾場地空間布局特征研究以北京市昌平區(qū)為例

　　摘要：隨著城市化進(jìn)程中的建筑垃圾隨意堆積或填埋，使得大量非正規(guī)建筑垃圾堆積場出現(xiàn)，“無廢城市”建設(shè)困難，“垃圾圍城”現(xiàn)象已成為當(dāng)前社會的真實寫照。因此，研究建筑垃圾的空間布局現(xiàn)狀與對策對于我國建筑垃圾空間布局優(yōu)化發(fā)展是十分重要的。文章以北京市昌平區(qū)為例，基于谷歌地球與GIS軟件識別非正規(guī)建筑垃圾堆放場地的個數(shù)、地理位置、面積以及與居民點和河流的距離等信息，進(jìn)而得出垃圾分布的一般信息。通過對這些信息的點位、分布及高程等空間布局特征的分析，進(jìn)而厘清非正規(guī)垃圾場空間布局問題，提出政策建議，以期政府及相關(guān)部門能夠提高建筑垃圾的管理能力，降低“垃圾圍城”風(fēng)險。

　　關(guān)鍵詞：非正規(guī)建筑垃圾場;空間布局;昌平區(qū);影像解譯;GIS

　　引言伴隨著城市建設(shè)的不斷加快，大量建設(shè)與拆除工程不斷推進(jìn)，這些活動帶來的結(jié)果是建筑垃圾產(chǎn)生量高速增長，占城市垃圾總量的40%以上[1]。據(jù)統(tǒng)計，每萬的建筑施工工程，整個建設(shè)過程中建筑垃圾就會產(chǎn)生500~600t，而中國每年大于10億的工程不計其數(shù)，每年產(chǎn)生的建筑垃圾大約15.5億噸[2]。

　　然而，建筑垃圾的處理仍以隨地堆放或填埋為主，導(dǎo)致大批非正規(guī)建筑垃圾處理場出現(xiàn)，這也使得資源浪費問題、環(huán)境污染問題、居民健康問題日益凸顯[3]，成為“無廢城市”建設(shè)難點，“垃圾圍城”現(xiàn)象日益嚴(yán)重。正是由于這些建筑垃圾堆積場呈現(xiàn)出分布范圍廣，且堆放點逐年變化的特點，使得如果采用傳統(tǒng)的實地考察，人力測算垃圾場地分布，成本極高，且效率低下，特別是非正規(guī)垃圾場的分布與治理問題引起了人們廣泛關(guān)注。

　　首先，垃圾填埋雖然已成為解決垃圾圍城困擾的主要方式，“黑天鵝”變成“白天鵝”，但技術(shù)差、污染問題依然存在。其次，非正規(guī)建筑垃圾場空間分布廣、識別難等問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致相關(guān)監(jiān)管部門治理難度增大。那么，針對我國非正規(guī)建筑垃圾場址的統(tǒng)計以及空間分布研究，是目前解決我國建筑垃圾資源化管理的前提和重點。

　　現(xiàn)階段對非正規(guī)建筑垃圾堆放場地監(jiān)測與測算統(tǒng)計主要有人工方式[6]和現(xiàn)代信息技術(shù)。其中傳統(tǒng)人工監(jiān)測與測算成本較高，而現(xiàn)代信息技術(shù)遙感(RemoteSensing，RS)和地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem，GIS)則能夠快速、準(zhǔn)確、動態(tài)地收集大量的地理環(huán)境信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)追蹤，同時在計算機(jī)技術(shù)的支撐下，實現(xiàn)對地理數(shù)據(jù)的采集、儲存、管理、運算、分析、顯示，快速實現(xiàn)非正規(guī)建筑垃圾場的面積統(tǒng)計。目前基于RS和GIS的非正規(guī)垃圾堆放場地治理研究主要集中在非正規(guī)垃圾填埋場監(jiān)測與位置識別、生活垃圾線路優(yōu)化、垃圾處理場選址、垃圾流向預(yù)測等領(lǐng)域。

　　如趙敬等[7]提出將遙感影像應(yīng)用在垃圾定位及處理中，通過遙感影像上目標(biāo)地物信息的色彩、大小、形狀、紋理、圖型等特征，對建筑垃圾點進(jìn)行準(zhǔn)確定位;王桂琴等[8]運用最短路徑搜索法和GIS中網(wǎng)絡(luò)分析工具，探索生活垃圾運輸最優(yōu)路徑，提高了城市生活垃圾的收運效率、減少運輸過程中環(huán)境污染;陳寰等[9]提出利用GIS的空間分析功能，根據(jù)選定的評價因子分析確定最佳選址區(qū)域;王寧等[10]將“BIM+GIS”技術(shù)引入建筑垃圾管理過程中，提出建筑垃圾實時監(jiān)測與智能管控平臺。國外學(xué)者Seror,N等提出利用GIS的地理統(tǒng)計功能對以色列海法地區(qū)潛在的非法垃圾傾倒風(fēng)險升高區(qū)域進(jìn)行識別與分析[11];Madi,N等提出利用IS來管理和回收建筑垃圾，具體估算建筑垃圾的數(shù)量，確定回收垃圾設(shè)施合適土地的位置，并對回收進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評估[12]。

　　總結(jié)既有研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)術(shù)界缺乏對建筑垃圾管理實證，以及對非正規(guī)建筑垃圾場地分布的有效識別與空間分析研究，這嚴(yán)重影響人們對非正規(guī)垃圾場分布與管理的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，本文以北京市昌平區(qū)為例，利用多維空間數(shù)據(jù)軟件——“谷歌地球”(GoogleEarth，GE)與GIS實現(xiàn)對建筑垃圾堆積點的位置、數(shù)量、面積、類型等的識別;其次，對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，同時結(jié)合非正規(guī)垃圾分布特點分析垃圾成因;第三，結(jié)合數(shù)據(jù)定量分析，統(tǒng)計出堆積點的數(shù)量、密度、面積規(guī)模、環(huán)境影響等定量特征;第四，結(jié)合分析結(jié)果揭示非正規(guī)建筑垃圾場的現(xiàn)狀及空間分布所面臨的問題，并適當(dāng)提出一些政策建議，以期為政府及相關(guān)部門提供參考。

　　2數(shù)據(jù)與方法

　　2.1數(shù)據(jù)獲取

　　選取北京市昌平區(qū)作為研究區(qū)域，通過前期閱讀大量文獻(xiàn)，利用獲取GE影像非正規(guī)建筑垃圾場的識別方法——目視解譯法，即根據(jù)非正規(guī)建筑垃圾場GE影像解譯標(biāo)志識別垃圾場[7]。研究利用GE軟件選取北京市昌平區(qū)的遙感影像圖，依靠GE歷史影像功能和目視解譯法，標(biāo)記非正規(guī)建筑垃圾堆放場地，并以KML文件格式導(dǎo)出非正規(guī)建筑垃圾堆放場地位置作為數(shù)據(jù)源導(dǎo)入ArcGIS軟件，以確定研究區(qū)域內(nèi)建筑垃圾堆放場地位置以及場地面積，進(jìn)而對所得信息進(jìn)行分析。

　　考慮到分析結(jié)果的現(xiàn)實意義，本次識別的非正規(guī)建筑垃圾堆放場地包括拆遷后建筑垃圾未清理的場地，同時對垃圾場的直徑大小不設(shè)要求。根據(jù)目視解譯法原理以及GE影像解譯標(biāo)志，識別北京市昌平區(qū)范圍內(nèi)非正規(guī)建筑垃圾堆放場地，從顏色、形狀、紋理、位置布局以及歷史演變影像等方面出發(fā)。就顏色而言，影像是彩色的，不同的物體會呈現(xiàn)出不同的顏色，人的肉眼可以很容易區(qū)分不同地物。例如建筑垃圾的主要組成成分包含混凝土和紅磚。

　　形狀代表了一個物體的外形和結(jié)構(gòu)，地物都有各自的形狀，人造地物從影像中表現(xiàn)出規(guī)則的幾何形狀和清晰的邊界，自然地物則表現(xiàn)為不規(guī)則幾何形狀和不清晰的邊界。非正規(guī)建筑垃圾場多為不規(guī)則形狀，有條狀、發(fā)射狀，且與周圍地物沒有清晰邊界。多處建筑垃圾堆被植被環(huán)繞，呈現(xiàn)出多個連續(xù)間隔的圓狀垃圾堆，其他由于被植被覆蓋呈現(xiàn)出雜亂不規(guī)則的形狀。

　　地理位置是指地物的環(huán)境位置，環(huán)境位置在影像上代表著地物與其他地物間的空間位置關(guān)系，且地物與其周圍的地物之間會有著聯(lián)系。由于建筑垃圾堆積點的存在與城市的多種因素相關(guān)，并受到其制約，因此堆積點位置也是判斷是否為建筑垃圾場的重要特點。正規(guī)的建筑垃圾堆放場地會分布在遠(yuǎn)離居民區(qū)和河流，有公路通往此處，且周邊會有流動的運送車輛等區(qū)域，而非正規(guī)建筑垃圾場一般多分布在拆遷地區(qū)周圍。由于城鎮(zhèn)大面積拆遷，大量建筑垃圾一時間不知運往何處，大多會在原地堆積，或者被運往山澗或者偏僻地區(qū)隨意堆放，有些甚至傾倒在河邊。

　　2.2研究方法

　　由于GE影像所采集的文件不能滿足GIS建模需求，因此將數(shù)據(jù)源導(dǎo)入ArcGIS軟件中進(jìn)行處理。首先是對數(shù)據(jù)源進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，需要將KML格式轉(zhuǎn)換成shapefile格式。此外，為了不同的空間位置數(shù)據(jù)源實現(xiàn)空間配準(zhǔn)，且能對非正規(guī)建筑垃圾堆放場地多邊形進(jìn)行面積計算，因此需進(jìn)行坐標(biāo)投影變換。

　　其次，數(shù)據(jù)預(yù)處理后，利用ArcGIS的顯示、運算和分析功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑垃圾場位置、密度、面積等方面的分析，并提取每個區(qū)域非正規(guī)建筑垃圾堆放場地特征的屬性指標(biāo)，包括建筑垃圾場地數(shù)量及密度、建筑垃圾場地面積分級、距居民點距離、距河流距離等。最后，對北京市昌平區(qū)非正規(guī)建筑垃圾堆積點的數(shù)量、密度、面積規(guī)模等進(jìn)行定量統(tǒng)計，分析各個非正規(guī)建筑垃圾堆積點的空間位置特征、垃圾點成因及其環(huán)境影響，以達(dá)到對非正規(guī)垃圾場空間特征分析的目的。

　　3非正規(guī)建筑垃圾填埋場空間布局分析

　　3.1研究區(qū)概況昌平區(qū)位于北京市西北部，太行山脈與燕山山脈交匯處(東經(jīng)115°50′17″—116°29′49″、北緯40°′18″—40°23′13″)，面積1352km。該區(qū)域內(nèi)地勢由西北向東南逐漸形成一個緩坡傾斜地帶。西部、北部為山區(qū)，海拔在400~800米;東部、南部為平原地區(qū)，平原高度在30~100米。昌平區(qū)作為首都北京的后花園，近年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)改造面積迅速擴(kuò)大，而改造過程中產(chǎn)生的建筑垃圾量與日俱增。

　　4結(jié)論與對策建議

　　4.1研究結(jié)論

　　本文以北京市昌平區(qū)為例，提出基于GIS的非建筑垃圾填埋場的地理空間分布空間特征及其存在的問題進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

　　(1)從建筑垃圾場地空間點位分析來看，昌平區(qū)非正規(guī)垃圾場大多集中在區(qū)域中部，并呈現(xiàn)出數(shù)量多、密度大等特征。場地數(shù)量分析呈現(xiàn)各地區(qū)建筑垃圾場地數(shù)量分布不均，且差異較大，場地密度分布結(jié)果與垃圾場地數(shù)量分析較一致，生產(chǎn)、人口密度、拆遷改造等都對空間分布有著重要影響。

　　(2)昌平區(qū)建筑垃圾場地總面積來看，主要分布在昌平區(qū)東南區(qū)域，且各鎮(zhèn)(街道)之間存在較大差異，其中白善鎮(zhèn)面積分布密度最高，所識別出的建筑垃圾場地規(guī)模也呈現(xiàn)出不同態(tài)勢，多分布在建筑設(shè)施、拆遷區(qū)域周圍。其中，舊城改造、垃圾收集處理機(jī)制等對建筑垃圾堆放都產(chǎn)生了重要影響。另外，建筑垃圾堆放與居民點距離、河流分布等高度相關(guān)，距居民點500米范圍內(nèi)垃圾場占總量的89%，距離河流1500米范圍內(nèi)垃圾場分布64.85%，可以看出建筑垃圾堆放對環(huán)境造成的污染風(fēng)險程度較高。

　　(3)從高程分布上來看，建筑垃圾場呈現(xiàn)出以中部以南、東南部密集分布趨勢，其中，以舊城拆遷區(qū)域分布較為明顯，且點位密集，同時，大多數(shù)垃圾場地堆放主要在平原地區(qū)，山地分布較少，空間集聚趨勢明顯，逐漸向中南部平緩區(qū)域集中。

　　4.2政策建議

　　基于以上研究結(jié)論，本文對非正規(guī)建筑垃圾場空間分布提出如下政策建議：

　　(1)建筑垃圾源頭減量化。建筑垃圾主要來源于施工剩余材料與舊建筑拆除。改善施工現(xiàn)場的管理和改進(jìn)施工工藝是控制施工剩余材料源頭的必要措施。首先國家要加強對施工企業(yè)的監(jiān)督;其次，重視施工技術(shù)的改進(jìn)，國家和建筑施工企業(yè)要加大投入，立項開展建筑施工工藝的研究�？刂婆f建筑拆除的源頭，則必須從制度上約束企業(yè)無限制的拆遷。首先國家應(yīng)對不同類型建筑拆遷后產(chǎn)生的垃圾開展調(diào)查，確定垃圾產(chǎn)出量，以此為依據(jù)制定建筑垃圾產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)制定處罰制度，以此來約束企業(yè)的無限制拆遷。

　　(2)政府出臺政策，實行高效指導(dǎo)管理適當(dāng)提高建筑垃圾處理費用。由于處理場大多設(shè)在郊區(qū)，距離建筑垃圾產(chǎn)生點較遠(yuǎn)，而目前給予運輸公司的運輸費用較低，運輸公司獲利較少，導(dǎo)致建筑垃圾隨意傾倒堆積現(xiàn)象嚴(yán)重，非正規(guī)建筑垃圾堆積場地數(shù)量多、密度大、范圍廣;建筑垃圾處理場收取的費用也較低，難以滿足日常運作。建議政府出臺相關(guān)政策，一為明確建筑垃圾運輸費用的下限值，提高上限值;二為提高建筑垃圾場垃圾處理費用。

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　　(3)增加參與管理成員，培養(yǎng)大眾監(jiān)督意識建筑垃圾處理作為一項公共服務(wù)，政府主導(dǎo)但不等于政府包辦，所以增加建筑垃圾全過程管理的參與主體是很重要的。政府需與群眾、專家學(xué)者、非政府環(huán)境保護(hù)組織、新聞媒體等主體合作，一起監(jiān)督，一起管理，發(fā)揮組織與個人的力量。在增加主體政策開展前，首先必須通過宣傳教育，培養(yǎng)大眾的共同監(jiān)督意識，培養(yǎng)各個主體的社會責(zé)任感，增強與政府合作的積極性。

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　　作者：劉欣，王君燕

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