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关键词:地理信息系统;虚拟现实;国土资源管理;三维地理信息系统
1 引言
在国土资源管理领域中,二维地理信息系统的大量应用取得了可喜的成果,有了充实的数据基础,但也存在着二维地学特征无法表述的信息,这是传统地理信息系统无法逾越的瓶颈,例如:在进行土地、矿产规划以及在研究和计算地下矿产资源储量的过程中,传统的二维地理信息系统显得力不从心。
通过地理信息技术以及三维虚拟现实技术的结合应用,这些问题就迎刃而解了。使用地理信息系统建立地理信息数据库,对重点区域目标进行采样,运用虚拟现实技术建立三维模型成为了一种很好的解决问题手段。这里就对这两种技术在国土资源管理中的具体应用谈一下看法,希望与大家共同交流和探讨,并得到指正。
2 地理信息系统简介
在我国,地理信息系统(GIS)于60年代中期开始形成并逐渐发展起来。地理信息系统脱胎于地图,它们都是地理信息的载体,具有存贮、分析和显示地理信息的功能。
地理信息系统主要由地理信息数据、软件环境、硬件环境组成。
现在,很难将地理信息系统作为单一独立的系统提出,现在的地理信息技术具有如下的特征:地理信息系统、遥感、以及全球定位系统三者结合应用日益紧密;空间数据的表达更加趋向复杂,更加趋向于三维化;要求更为智能化的专家辅助决策系统;系统功能的开发应用以及组件式开发应用;地理信息系统应用更加趋向于网络化,更加强调与用户进行交互的功能。
现在地理信息系统的应用已经朝着多元化的方向发展,可以说这种技术已经成为了时下最为热门的边缘交叉学科,应用前景很广阔。
3 虚拟现实技术简介
虚拟现实(VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体,是当今前景最好的计算机技术之一。它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,用户通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流,是一种先进的数字化人机接口技术。与传统的模拟技术相比,其主要特征是:操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中,与之产生互动,进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。
“人工现实”、“遥在”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等都是虚拟现实的不同表述形式。
利用个人计算机和低级工作站进行仿真,将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互,这种系统的特点是结构简单、价格低廉,组成灵活,易于普及推广,是一套经济实用的系统。
4 地理信息系统与虚拟现实结合应用技术
(1) 虚拟地理环境(VGE)
虚拟环境是虚拟现实系统的核心。“沉浸感(Immersion)”是虚拟现实系统区别于其他计算机应用系统的典型特征。
(2) 三维地理信息系统(3D-GIS)
3D-GIS即基于地理信息系统的虚拟现实技术,这项技术已经在数字虚拟城市等方面得到应用。GIS技术的发展成熟,及其可视化的发展趋势,使得基于GIS技术的虚拟现实在越来越多的方面得到重视,并在越来越多的领域得到初步的应用。
目前,该项技术已经在国土相关领域开展应用,发展前景相当乐观。
(3) 3D-GIS系统开发简介
目前基于GIS的虚拟现实技术的主要开发工具包括三大方面:
传统的GIS系统开发工具:包括ArcGIS、MapInfo、SuperMap等;
专门的3DGIS软件,如国内灵图公司的VRMap,美国Alberta大学开发的 MR等;
专业的3D游戏开发工具,如OpenGL、Direct等。
5 应用简介
(1) 在国土规划工作中的应用
国土规划是对虚拟现实技术需求最为迫切的领域之一,政府规划部门、工程技术人员和各界人士可以通过使用虚拟现实技术,从不同的角度,实时互动真实地看到规划效果,获得前所未有的直观感受,这是传统的表现手段沙盘、效果图、平面图等所不能达到的。而且打破了专业人士和非专业人士之间沟通的障碍,使得各部门能通过统一的仿真环境进行交流,能更快地找到问题、达成共识和解决一些设计中存在的缺陷。
应用虚拟现实技术,将三维地面模型(DTM)、正射影像(DOM)和地理信息矢量数据及建立成功的三维立体模型融合在一起,再现城市建筑及城市模型,用户在计算机屏幕前可以很直观地看到生动逼真的城市街道景观,可以进行查询、量测、漫游、飞行浏览等一系列图形及地理信息系统相关的操作,满足国土资源管理由二维GIS向三维虚拟现实的可视化发展需要,为规划设计工作提供可视化空间地理信息服务。在国土规划中系统应用效果图如图所示。
该系统的设计采用了目前流行的GIS软件,采用Direct技术构建三维虚拟环境,采用专门的软件对真实物体进行切片等仿真处理,达到了身临其境的真实演示应用效果。
(2) 在矿产资源储量管理工作中的应用
矿产资源储量管理工作是国土资源领域中另外一个迫切需要虚拟现实技术的应用要求。
以往在矿产资源储量计算的过程中,进行了大量的物探及化探工作,收集了大量的地质相关图纸,专家们根据这些资料和一些科学公式及多年经验,对一矿区进行储量的核算。这种测算的方式显然已经不能满足管理部门的要求了,采用地理信息系统技术、虚拟现实技术设计并表示矿体特征,根据国际公认的储量计算模型计算矿产资源储量是一个很不错的解决方案,我们在实际工作过程中使用这些技术进行了矿产资源储量的计算,达到了满意的效果。在实际工作过程中,我们采用了一款三维分析性能良好的软件,下图是软件应用的具体显现。
6 结束语
地理信息系统是一门已经广泛应用的交叉学科,其发展成熟,可对应用及管理工作提供有效的支持。
虚拟现实是一门新兴的技术,国内对这项技术尚属于研究阶段,但现在已经有可喜的进展了,一些公司已经开发出了采用虚拟现实技术的应用系统,甚至已经开展了广泛的应用。它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。有朝一日,虚拟现实系统成为一种对多维信息处理的强大系统,成为人们进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。
在国土资源管理领域中,应用功能强大的地理信息系统技术和更加真实表现的虚拟现实技术,一定会带来更大的应用收益。
参考文献
[1]王炜,包卫东,张茂军,等.《虚拟仿真系统导论》.国防科技大学出版社.
一、行业发展现状及主要特点
“十一五”时期以来,国家采取一系列措施,大力推动循环经济发展,再生资源回收的理念渐入人心。在相关政策带动下,再生资源回收行业规模明显扩大,对国民经济贡献度进一步提高。截至2013年底,全社会再生资源回收企业10多万家,从业人员超过1 800万。2013年,废钢铁、废塑料、废有色金属、废纸、废轮胎、报废汽车、废弃电器电子产品、报废船舶8大品种回收量超过1.6亿吨,回收总值接近4 800亿元;废钢铁、废有色金属、废弃电器电子产品的回收率超过70%。初步测算,与使用原生资源相比,相当于节约1.7亿吨标准煤,减少废水排放113亿吨,减少二氧化碳排放4亿吨,减少二氧化硫排放375万吨。行业发展呈现出如下特点:
(一)政策环境不断优化
2007年,商务部、发展改革委等6部门《再生资源回收管理办法》,明确商务主管部门作为再生资源回收行业主管部门。2009年,国务院公布《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,明确废弃电器电子回收处理的生产者责任。2011年,国务院办公厅印发《关于建立完整的先进的废旧商品回收体系的意见》,根据文件精神,2012年5月,经国务院同意,建立了由商务部牵头,22个单位组成的废旧商品回收体系建设部际联席会议制度。
(二)企业实力日趋增强
供销合作社系统企业和一些民营企业借力政策支持,不断拓展回收网络,延伸产业链,成为回收体系的主体,初步实现了经营产业化、利废资源化和处理无害化。一批规模较大、技术设备较先进、分拣加工能力较强的全国性和区域性龙头企业脱颖而出,其中年销售额1亿元以上企业超过200家,10亿元以上企业超过20家。
(三)回收体系逐步建立
自2006年起,商务部会同相关部门开展了以回收站点、分拣中心和集散市场建设为核心的“三位一体”回收体系试点,到2012年试点城市达90家。2009~2012年,中央财政累计投入33.5亿元,支持75个城市新建和改扩建51 550个网点、341个分拣中心、63个集散市场;同时,支持建设122个区域性回收利用基地,有效推动了试点城市向网点布局合理、管理规范、回收方式多元的方向发展,试点城市重点品种回收率超过60%;回收利用基地对再生资源利用企业和城市矿产项目形成有力支撑。
(四)技术水平稳步提高
再生资源回收企业积极引进先进设备和加工利用技术,开展精深加工,创新经营业态,传统的回收、分拣、加工处理工艺得到改造升级。如聚酯塑料(PET)瓶片熟料生产技术,废印制电路板环保处理及资源回收设备,均达到国际先进水平。电池回收企业与生产企业开展废电池再生利用活动,利用电镀废渣及冶炼废渣等工业废料提取各种有价金属等,取得了良好成效。部分城市借助现代信息技术,设置智能回收设施和设备,方便市民自助完成废弃物交售;有些地区设立了固体废物信息交换中心,整合了回收热线、信息系统和回收站点,形成客户交投、信息交换、废品回收、在线监控于一体的网络服务平台。
二、存在的问题及面临的形势
(一)问题及原因分析
再生资源回收体系建设工作虽然取得了明显成效,但与加快转变经济发展方式,建设两型社会的要求还有较大差距,存在的问题也较为突出,具体表现为“四低”:
1.组织化程度低。再生资源回收以社会化个体回收为主,具有一定规模的企业回收量仅占回收总量的10%~20%。行业小、散、差的特点明显,回收主体组织化程度低,市场竞争力差,管理工作难度大。
2.分拣技术水平低。行业内技术研发普遍投入不足,操作工人缺乏技术培训,专业知识水平和技能操作水平较低。除少数企业回收工艺和装备较先进、环境保护设施较完善外,大多数从业主体设备简陋、技术落后,分拣精细化、专业化水平较低,在一定程度上影响再生资源的利用率。
3.经营规范化程度低。标准化、规范化的运作流程尚未形成,回收、运输、储存、利用各环节协作配套不够。酸浸、火烧等野蛮拆解和不具备资质私自拆解现象普遍存在,偷盗销赃行为时有发生,乱堆乱放、乱设摊点现象还比较严重,造成行业秩序混乱,存在一定环保隐患。
4.部分品种回收率低。废玻璃、废电池、废节能灯、废纺织品等品种,受回收成本高、利用价值较低和利用水平有限等因素影响,经济效益较差,回收率较低,一般只有30%左右,个别品种甚至随生活垃圾丢弃,对生态环境造成影响。
上述问题产生的原因主要有以下几方面:
公众认识不到位。社会上普遍存在把再生资源等同于“垃圾”的错误认识,对再生资源回收工作不够重视,没有在源头上做好分类,在一定程度上提高了后端回收成本。一些地方对做好回收工作的认识不足,没有科学规划,定位不清,回收行业发展滞后于当地经济社会发展。
各方责任不清晰。除对废弃电器电子产品回收处理建立了基金制度外,其他品种尚未明确相关制度要求。特别是对于价低量小的品种,缺乏相关制度规范,生产者责任延伸制度不健全,销售者和消费者对产品废弃后的回收责任尚未明确。
监管执法难度大。由于市场准入门槛低,企业数量多、规模小、经营分散,对无照经营、技术落后、环保不达标或根本没有任何环保设施的小企业和小作坊有效监管难度大,致使不规范企业依靠低环保成本抢占市场,出现“劣币驱逐良币”现象。
政策配套性不强。2011年回收行业增值税优惠政策取消后,受宏观经济形势影响,再生资源回收企业发展面临较大困难,亟需进一步完善相关税收政策。废玻璃、废节能灯等品种由于回收成本高、利润薄,靠市场机制难以调动企业积极性,缺乏政策支持和制度创新。此外,行业监管政出多门、职权分散,支持政策和工作措施缺乏配套性。
(二)面临的形势
从国际形势看,发展循环经济已成为抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略,发达国家纷纷加快部署,采取立法和财税支持等多种手段,推动再生资源回收等行业快速发展。如欧盟提出将在未来10年重点发展低碳产业与循环经济,到2020年实现主要金属和建筑材料基本由再生资源提供。
从国内现实看,我国经济高速增长,但发展的不平衡、不协调、不可持续性日益显现,粗放发展方式已难以为继。我国现有主要矿产资源人均储量和占有量大大低于世界平均水平,石油、铁矿、铜矿国际依存度不断提高,随着工业化、城镇化进程加快,资源消耗量将有增无减,资源瓶颈愈发突出,对国家经济安全构成严重威胁。
面对严峻局面,只有将废弃商品有效、及时回收,提高再生资源回收率和利用水平,才能形成“资源—产品—废弃产品—再生资源”的循环发展模式,实现资源的循环利用,达到缓解资源紧张局面、减少污染、保护生态环境的目的。
从政策环境看,国家“十二五”规划纲要明确提出要“完善再生资源回收体系,推进资源再生利用产业化”,把“再生资源回收体系示范”作为七项重点工程之一,首次将回收工作列入国民经济发展规划。《国务院办公厅关于建立完整的先进的再生资源回收体系的意见》([2011]49号)是关于再生资源回收的指导性、纲领性文件,为实现回收体系建设提供了政策保障。
三、指导思想、基本原则和主要目标
(一)指导思想
全面贯彻落实党的十和十八届三中、四中全会精神,以深化改革、转变发展方式和发展绿色流通为主线,围绕规范回收利用秩序,降低回收利用成本和提高回收利用率,着力加强再生资源回收管理法律法规建设,推进再生资源回收管理体制改革和回收模式创新,提升再生资源回收行业规范化水平和规模化程度,构建多元化回收、集中分拣和拆解、安全储存运输和无害化处理的完整的先进的回收体系。
(二)基本原则
1.坚持政府引导和市场运作相结合。政府部门通过制定法规、制度改革、标准建设和政策引导等措施,着力加强对市场失灵品种的引导,提高重点品种的回收率。其他品种的回收则以市场化运作为主,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用。
2.坚持统筹当前和立足长远相结合。结合当前再生资源回收行业发展中存在的突出问题,提出有针对性的政策和措施。同时,着眼于长远,坚持减量化、再利用、资源化的循环经济理念,通过制度改革和技术服务创新,为行业发展提供制度保障。
3.坚持突出重点和兼顾全局相结合。以回收、分拣环节为重点,同时,着眼于再生资源回收全程和全产业链管理。从产废源头入手,建立健全回收渠道,逐步实现应收尽收;通过提高分拣加工技术水平,实现与利废环节的有效衔接。
4.坚持总体设计与因地制宜相结合。加强再生资源回收体系的整体规划,总结经验,借鉴国外做法,明确工作目标和任务。各地根据经济社会发展水平、资源条件等情况,科学选择建设模式,避免重复建设、资源浪费和污染环境。
(三)主要目标
到2020年,在全国建成一批网点布局合理、管理规范、回收方式多元、重点品种回收率较高的回收体系示范城市,大中城市再生资源主要品种平均回收率达到75%以上,实现85%以上回收人员纳入规范化管理、85%以上社区及乡村实现回收功能的覆盖、85%以上的再生资源进行规范化的交易和集中处理。培育100家左右再生资源回收骨干企业,再生资源回收总量达到2.2亿吨左右。行业规模化经营水平大幅提升,技术水平显著提高,规范化运行机制基本形成。
四、主要任务
(一)分类建立回收体系
从产生源头看,再生资源主要分为四类:生活类(居民家庭)、产业类(工业、农业、建筑业等)、服务消费类(超市、百货店、维修店等)和公共机构类(机关、学校、医院等)。针对四类再生资源的特点,应分类建立不同模式的回收体系:
1.以三级网络为基础的生活类再生资源回收体系。在城市,巩固和提升以回收网点、分拣中心和集散市场(回收利用基地)为代表的三级回收网络,并根据城市发展需要调整网络构成;在农村,建立城乡一体化、县域一盘棋的规划管理和实施机制,鼓励龙头企业延伸回收网点,以城带乡,城乡互动,建设与城镇化进程相适应的再生资源回收体系。
2.厂商直挂的产业类再生资源回收体系。鼓励回收企业与各类产废企业和产业集聚区建立战略合作关系,建立适合产业特点的回收模式。同时,鼓励有条件的企业将分拣和加工的再生资源直接配送给利用企业和国家城市矿产示范基地,通过厂(企)商直挂,减少中间环节,满足下游利用企业的需求,提高回收利用率。
3.与回收企业对接的公共机构类再生资源回收体系。组织有资质、实力强的回收企业与公共机构对接,通过开展义务回收、协议回收、定期回收、流动回收等多种方式,建设规范收集、安全储运、环保处理的示范模式。
4.以逆向物流为特点的服务消费类再生资源回收体系。充分发挥流通企业面向广大消费者分散销售且便于集中回收的优势,倡导销售者责任,推动绿色商场建设,利用销售配送网络,试点建立逆向物流回收渠道。
(二)完善回收节点功能
完整的回收体系应以回收网点为基础,分拣中心为核心,集散市场为补充,储存运输为联结,信息管理平台为支撑,为有效提高回收利用效率,重点从以下几方面推进:
1.多样设置回收网点。按照“便于交售”的原则,城市每1 000~1 500户居民设置一个回收点,乡镇每1 500~2 000户居民设置一个回收点,结合垃圾分类工作的开展,鼓励和推动回收体系与垃圾收运体系各环节有机结合。对难以设立固定站点的地区,组织统一管理、规范作业的流动回收车,借助电话、便民服务平台等各种方式,构建便民利民的回收网络。在部分有条件的社区、商场及公共场所设置自动回收设施,试点智能回收。
2.提高分拣加工水平。分拣加工是回收体系的核心,分拣中心的数量、规模和结构,既要充分考虑周边地区再生资源回收量,与回收网点有效衔接,又要兼顾周边产业和利废企业的需求,实现产废、利废的衔接。加大分拣加工技术研发力度,促进分拣自动化和精细化。在有条件的地区,按照土地集约、生态环保的原则,试点建设一批回收分拣集聚区,推动再生资源回收行业从松散粗放型向集约型、规模型、产业型、效益型方向转化。
3.升级改造集散市场。推动集散市场向具备分拣、加工、处理等多功能的回收分拣集聚区转变,实现信息交换、价格形成、商品配送和资金结算等功能,推动线上与线下交易相结合。同时配备集中的污染治理设施,杜绝露天堆放等易造成二次污染的储藏方式。
4.完善储存运输系统。合理规划和建设各类中转和存放设施,防止出现扬散、流失、渗漏。进一步提高再生资源回收企业运输能力,同时借助专业物流企业的力量,建立安全、高效、环保的物流系统。按照相关法律法规开展危险废弃物的运输。
5.建设公共服务平台。完善信息采集、分析、处理和机制,编制重点品种价格指数,解决传统交易中信息滞后和不对称的问题,为回收处理及再利用的相关服务商提供信息,引导资源合理配置,促进回收体系各节点、各环节的对接和整合,促进回收与利用环节的有效衔接。
(三)培育龙头回收企业
1.支持回收企业公司制改造。引导传统回收企业按照建立现代企业制度的要求,完善公司法人治理结构,建立健全科学的决策程序和激励约束机制。加强企业采购、销售、资金和财务管理,积极运用信息技术,提高管理效率和管理水平。
2.鼓励各类资本进入回收领域。积极推进跨地区、跨行业、跨所有制的资产重组,促进产业集聚和整合。鼓励国内外各类资本进入再生资源回收、分拣和加工环节,健全外国投资者并购安全审查管理。鼓励龙头企业以连锁经营、特许经营等现代组织方式整合中小企业和个体经营户。
3.加大与利用企业的对接。鼓励回收企业与国家“城市矿产”示范基地等利用企业建立战略合作,促进回收与利用的有效衔接。同时,鼓励有实力的企业开展供应链管理,形成部分重点品种上建回收网络、中连物流、下接利废产业的产业链,拓宽企业发展空间,稳定和保障再生资源供应。
(四)强化行业秩序监管
强化回收渠道的治安管理,严厉打击利用再生资源制假售假、以假充真、以次充好、以旧充新等违法犯罪行为,依法查处收购国家禁止收购物品、收赃销赃等违法犯罪行为。强化再生资源回收利用各环节的污染防治工作,支持污染防治设施建设,加大环保执法力度,依法查处污染环境的企业并向社会公布。严格以环保、节能指标为主要依据的行业准入和退出机制。推动企业开展环境管理体系认证及清洁生产审核。加大预防和打击废物非法进口力度,加强对进口再生资源的监管,规范市场秩序,降低交易成本,营造统一规范、竞争有序的市场环境和回收秩序。同时,积极发挥行业中介组织作用,制订行业自律性行规、行约,引导行业规范有序发展。
(五)健全回收管理制度
1.加大法治工作力度。加快出台《报废机动车回收拆解管理条例》,推动将《再生资源回收管理办法》上升为《再生资源回收管理条例》。研究建立销售商、消费者对于废弃产品回收处理的责任分担机制。积极研究废旧纺织品、餐厨垃圾等品种的回收管理制度。加大《废弃电器电子回收管理条例》的实施力度,进一步落实生产者责任制度。积极探索再生资源回收体系与城市垃圾清运体系的有效融合,促进两网协同发展。
2.强化标准化工作。研究建立科学合理、功能齐全、统一权威的再生资源标准体系总体框架,加强回收目录、产品分类、分拣加工作业、运输储存、回收污染控制技术等基础类和通用类标准的制修订。通过认证认可等多种方式,加大标准贯彻落实力度,加强对现行标准的宣传,引导行业规范化发展。
3.加强行业统计和信息。在典型企业调查的基础上,形成分品种、分地区的统计报表,建立适应行业发展特点的统计体系。加强对统计数据的分析,定期形成行业发展报告。制定《再生资源主要品种回收模式指南》,加强分类指导。
(六)深入开展宣传教育
充分运用媒体优势,倡导绿色低碳、环保健康、循环利用的生产生活方式,强化道德约束。鼓励使用资源循环再生产品,减少一次性用品生产和消费,限制商品过度包装。广泛推介各具特色的回收体系建设成功模式,宣传推广再生资源回收的先进理念、方法途径、政策法规,提高全社会对再生资源回收体系建设工作的认识,营造全社会重视和支持再生资源回收的良好氛围。
五、重点工程
(一)回收模式创新工程
1.重点品种回收模式创新。针对废玻璃、废电池、废节能灯等价值低、易污染品种,探索与垃圾分类试点相结合、自动回收设施布点与专业物流相结合等回收模式,探索借助再生资源交易平台,实现面向全社会的第三方回收模式。
2.企业回收模式创新。按照布局前瞻化、物流专业化、分拣精细化、产业一体化的要求,积极探索、创新各种行之有效回收模式,大力发展整合网络、产业共生、“三位一体”等各类再生资源回收模式,鼓励其他回收模式的创新。
(二)回收分拣示范工程
在全国范围内规划建设一批分拣技术先进、环保处理设施完备、劳动保护措施健全的区域性回收分拣基地和专业性分拣中心。充分考虑全国各区域再生资源主要品种产生量及增长趋势、再生产业及相关产业的发展规模、人口密集度、经济发展水平、城镇化进程、区域面积、区位交通条件等综合因素,到2020年,建设区域性回收分拣基地200个,专业分拣中心2 000个,与遍布全国城乡、网络纵横的回收站点有效衔接,形成完善的再生资源回收体系,与以再生资源加工利用为主的城市矿产基地形成有效对接。
(三)分拣技术创新工程
鼓励企业研发和应用智能型回收设施、设备,推广机械化、自动化和先进适用的分拣加工处理装备,促进再生资源分拣处理企业技术升级改造。鼓励研发基于物联网的再生资源收运系统监测技术和传感识别设备,推动企业回收处理技术的创新。
六、保障措施
(一)建立部门协同工作机制
进一步完善各级再生资源回收体系建设工作领导与协调机制,明确专门机构和人员,建立部门协调机制,明确责任,形成工作合力。充分发挥行业协会的桥梁和纽带作用;加强行业数据的统计分析,建立行业信息定期制度和行业预警制度。
(二)加大财税支持政策力度
按照向公益性品种、向产业集聚和向科技创新倾斜的原则,利用各级财政资金,加大对回收企业的支持力度。对引进先进技术后开展消化吸收并产业化的建设项目,国家有关专项资金给予重点支持。完善促进再生资源回收体系建设的税收政策。研究通过发展基金、财政补贴、税收优惠等多种方式,逐步构建以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,支持新型回收模式开发创新,鼓励先进适用技术、工艺及装备的推广示范。
(三)完善土地金融支持手段
落实和完善支持再生资源回收体系建设的用地政策,对列入各地再生资源回收体系建设规划的重点项目,在符合土地利用总体规划前提下布局和选址,不断提高土地节约集约利用水平。鼓励金融机构按照风险可控、商业可持续的原则,创新金融产品,完善金融服务,推广应收账款、收费权质押以及专利、版权等知识产权在内的无形资产质押贷款业务,加大对再生资源回收重点项目和骨干企业的信贷支持力度,引导社会资本参与再生资源回收体系建设。
(四)建立科技人才支撑体系
建立再生资源回收分拣加工利用相关技术遴选推广机制,适时国家鼓励的再生资源分拣加工利用有关技术、工艺、设备名录。鼓励企业采用融资租赁方式对分拣设备进行更新改造。建立促进产业发展的咨询服务体系,培育和扶持一批专业化服务公司,为行业发展提供咨询服务。积极创造条件吸引专业人才,加大人才引进和培育力度。支持高校开设循环经济和再生资源回收相关专业,完善专业人才培养和健全产学研衔接互动机制,鼓励大专院校、科研院所参与再生资源回收、分拣、处理技术联合攻关,增强自主创新能力。支持有条件的企业设立职业培训机构,强化回收一线工人的职业教育和培训。
七、组织实施
【关键词】3S技术 土地资源管理 应用
土地是人类赖以生存的基础。我国幅员辽阔,地形丰富,但由于人口众多,土地资源面临的问题越来越严重,作为一种不可再生资源,其管理和规划应该与时俱进。“3S”技术的应用就为土地资源管理提供了重要工具和技术手段,它包含RS技术、GIS技术、GPS技术,对土地规划、整理、使用、勘测都发挥着重要作用。
1 “3S”技术的简介与功能概述
“3S”技术作为一个将遥感系统、地理信息系统以及全球定位系统相结合的集成技术,具有获取远程信息、数据库快速更新整合并能复合分析的功能。在“3S”技术中,地理信息系统相当于人类的大脑一般,将由遥感系统和全球定位系统这“两只眼睛”搜集起来的信息数据进行管控,这整个技术的集合方式如图1所示。
1.1 RS技术
RS即遥感技术(Remote Sensing),是指通过传感器接收来自远距离目标的各类地理的电磁波信息,并通过对这些信息进行捕获、分析、处理,从而对远距离目标进行检测和识别的一种现代化远距离探测的综合技术。该种技术是根据不同物体对波普的不同反应所形成的信息进行反馈工作,一般用于土地资源调查、环境质量检测、植被资源分布调查等方面,具有庞大的数据处理功能,获取信息的速度快、周期短。
1.2 GIS技术
GIS即地理信息系统(Geographic Information Systems),是指计算机系统以测量的地理空间数据为基础,对各种信息按照一定类别进行组合、分析,对数据的动态进行检测,最终输出各种地理信息,为信息管理提供服务。它包括计算机硬件和软件系统、数据库系统、应用人员和组织机构四个部分,是地理学、环境科学、空间科学、信息科学和管理科学等多种科学有机结合的专业性计算机软件系统,而且可将所获得的信息直观、可视的展现在电脑上。
1.3 GPS技术
GPS即全球定位系统(Global Positioning System)),是一种将全球卫星导航与定位系统相结合的技术。其主要功能是可提供点、线、面三维坐标,具有覆盖密度高、全天候、多功能、定位速度快、抗干扰性强等特点。这种技术包括三大部分:空间部分,如GPS卫星星座;地面控制部分,如地面监控系统;用户设备部分,如GPS信号接收机。由于其高超的性能被广泛应用在土地测量、规划、调查、检测等各个方面,同时在军事和民用中也占有一席之地。
2 “3S”技术在土地资源管理中的应用
随着资源与环境问题逐渐全球化,“3S”技术在土地资源管理地理信息系统中的应用会越来越广泛。这不仅仅只是简单的技术结合,而是将其技术内在的联系合成一种功能系统。鉴于现实情况,土地资源管理在未来必将走可持续发展道路,“3S”技术所包含的遥感技术、地理信息技术和定位技术将不断推动土地资源的研究发展。下面就具体来探讨一下3S技术在土地资源管理地理信息系统中如何的应用。
2.1 RS技术的应用
RS技术主要应用于土地资源调查等基础性地质工作。传统的土地资源整理开发调查是以1:10000地形详查图为底稿而工作的,但是因为1:10000地形详查图不能很好的反映所勘察地区的实际地形情况,现势性较差,常常导致调查结果不够准确,需要大量的后期野外工作,影响工作效率。RS技术利用遥感对远距离目标进行真实的反应,遥感卫星的飞行高度一般在4000千米-600 千米之间,图像分辨率一般从1 千米-1米,这大大提高了土地资源调查的速度和精确度,为下一步的数据分析提供了有效依据,还可以将形成的影像作为底图对项目进行查漏补缺。
2.2 GIS技术的应用
GIS技术一般应用于地理信息系统管理,可以对土地这种不可再生资源进行调查规划和土地资源动态的检测。随着社会经济的飞速发展,我国各级企事业机关单位都需向着信息化的方向前进,信息化建设已成为当前的重要任务之一。与此同时,经济社会与资源环境之间的矛盾也在国家发展中慢慢暴露出来,分析、解决这些在时间上、空间上具有关联性的问题,需要合理的方案建议,GIS软件系统就可以为此提供帮助。
2.3 GPS技术的应用
GPS技术作为一种定位系统,可以用于土地资源的调绘和数据的收集,检测核实要开发使用的地区位置是否符合申报。在对土地进行地物测量期间,通常在前期的规划设计时要求设计底稿是实测比例尺不小于1:5000的全要素地形图,工作底稿是1:2000的地形图。面对如此高的比例要求,此时就可以采用GPS技术进行布设控制,采集数据。GPS技术不仅在此应用得力,当面对突发变化时还能够迅速做出反映,使得数据库得到及时更新。
3 “3S”技术在土地资源管理中的前景
“3S”技术通过对土地的利用现状进行动态跟踪调查,完全改变了我国土地资源信息管理模式,使我国传统的土管方法都得到了提升。
不可否认,这种技术因其优越性,表现出了更加广泛的应用空间。在未来,该技术可以与网络技术、云计算等高新科技相结合,使土地资源管理地理信息系统更加多元化,更加高效智能的为人类提供服务,并将人类的土地资源管理系统带入全数字化时代。
4 结束语
综上所述,利用“3S技术”既可以提高土地资源管理信息系统的准确性和实效性,使得我国的土地资源管理工作步入智能化、信息化时代,还可以在管理过程中避免人力、物力、财力的浪费。毋庸置疑,随着“3S”技术在土地资源管理中更深入的应用,所带来的“数字化”必将成为未来世界发展的主流。在这种情况下,我国也应加紧发展“3S”技术,紧跟时代潮流。
参考文献
[1]吕姗.“3S”技术在土地资源管理中的应用进展[J].福建农业学报,2013,11:1175-1179.
[2]郜惟,李乃康.3S技术在土地资源管理中的应用[J].农业网络信息,2013,05:97-99.
[3]汪蜜.“3S”技术及其在土地资源管理中的应用[J].安徽农学通报,2013,19:136-147.
开展标准化工作有利于实现对建筑垃圾从产生到消纳全过程的科学管理和资源化利用。因此,为加快实现“三个北京”的战略目标,提升市容环境卫生管理水平,促进首都环境建设,研究制定北京市建筑垃圾处理的标准体系就显得尤为重要。
一、国外建筑垃圾处理及标准简介
发达国家大多实行“建筑垃圾源头削减并综合利用”的策略,且都在政府层面建立了较为完善的法律、法规体系,在行业层面建立了切实可行的标准、规范体系,因此,可以有效地管好建筑垃圾的“一生”甚至“轮回”。代表性国家有德国、美国和日本等。
(一)德国:政府积极参与,完善市场机制
德国的建筑垃圾处理有四个特点,一是政府积极参与;二是法律、法规体系相对完整,法律监管体制完善;三是积极调动市场的调节作用,具备完善的市场运作机制,鼓励企业介入建筑垃圾处理;四是建筑垃圾处理技术先进,回收再利用率高。
从20世纪70年代至今,德国已经制定了与垃圾处理有关的法规180多个,其中与建筑垃圾处理和回收有关的重要法规有:
(1)循环经济和垃圾处理法及由其而来的规定:
《关于需要特殊监测的垃圾的规定》(1996年);
《关于需要监测的垃圾的规定》(1996年);
《关于欧洲垃圾目录介绍的规定》(2001年);
《关于资质规定》(1996年);
《运输许可规定》(1996年);
《关于垃圾经济草案和收支平衡的规定》(1996年);
《关于废物处理工厂的规定》(1996年);
《关于垃圾处理协会会员的方针》(1996年)。
(2)关于减少包装垃圾的规定。
(3)联邦污染保护法及由其而来的规定:
《关于垃圾处理的资质规定》;
《关于垃圾处理的许可办法规定》。
(4)建筑法。
(5)联邦土地保护法。
(6)危险物品和化学物品法。
(二)美国:实施分级利用,加强准入制度
美国每年产生建筑垃圾3.25亿吨,约占城市垃圾总量的40%,其对建筑垃圾的处理方针是:减量化、资源化、无害化和综合利用产业化。具体实施分为三级利用:现场分拣利用,一般性回填为第一级利用;作为建筑物或道路的基础材料,经加工成骨料,再制成各种建筑用砖等为第二级利用;最后将建筑垃圾加工成水泥、沥青等再利用为第三级利用。
美国政府先后制定通过了《固体废弃物处理法》、《超级基金法》和《建筑垃圾填埋场设计规范》,同时还建立了建筑垃圾运输准入制度、处理建筑垃圾行政许可制度等一系列规范和制度。
(三)日本:建筑垃圾零排放,法规标准做保障
日本资源相对匮乏,因此十分重视建筑垃圾的再生利用,其主导方针是:尽可能不从施工现场运出垃圾,建筑垃圾要尽可能重新利用。日本明确要求建筑师在设计时要考虑建筑在50年或者100年后拆除的回收效率,建造者在建造时采用可回收的建筑材料和方法,并尽量做到建造零排放。垃圾回收技术的发展为建筑垃圾的资源化提供了技术保障,也为日本建筑垃圾产业链的发展带来了契机,使日本建筑垃圾的处理趋于标准化和规范化。
从20世纪60年代末开始,日本就制定一系列法律、法规及政策措施促进建筑垃圾资源化利用,具体见表1、表2。
二、建筑垃圾处理标准体系研究
采用魏尔曼标准化三维结构将北京市建筑垃圾处理标准体系分为三个层次、五个专业门类和七个专业序列。
层次维:包括基础标准、通用标准和专用标准。基础标准分为四个门类:术语、图形标志、分类与方法以及基本原则标准。通用和专用标准主要包括综合,建筑垃圾收集、运输,建筑垃圾转运、处理,保洁作业服务四大类。
门类维:门类是按照标准化对象划分的大类,各门类间是并列关系。
序列维:按照标准的专业序列展开。分为综合技术、方法、工艺、工程、产品、信息、管理七大序列。序列间按照标准化内容分类,无顺序关系。除综合技术外,其他六个序列均下设子序列:
(1)综合技术序列。包括涉及两个及两个以上的序列、具有综合性或难以归入其他六个序列的技术标准。
(2)方法序列。包括监测与检验两个子序列。
(3)工艺序列。包括工艺技术和质量要求两个子序列。工艺技术主要指工艺路线、工艺流程、工艺步骤、工艺指标、技术要求、工艺控制以及新工艺发展技术条件等;质量要求主要指对产品/服务需要的表述或将需要转化为一组针对实体特性的定量或定性的规定要求,以使其实现并进行考核。
(4)工程序列。包括环卫设施建设的全过程,按照顺序关系分为规划设计、施工建设、运行维护和质量评价四个子序列。
(5)产品序列。包括设备、材料和车辆三个子序列。
(6)信息序列。包括信息技术和信息管理两个子序列。
(7)管理序列。包括技术管理、经济管理、行政管理以及生产管理四个子序列。
标准体系编号表示标准在体系中的位置。对于列入标准体系表中的每一项标准,均有唯一的标准体系编号与之对应。北京市建筑垃圾处理标准体系编码由行业号、层次号、专业门类号、专业序列号、子序列号及顺序号六位编码组成,并以符号“.”分隔,如图1所示。体系的第一位编码为标准行业号,环境卫生行业为“1”;第二位编码为层次号;第三位编码为专业门类号;第四位编码为专业序列号;第五位编码为子序列号;第六位编码为顺序号。其中,空置项编码为0,顺序号编码为两位数,其他编码均为一位数。其中,对于某类工程项目技术规范,其包含规划设计、施工建设、运行维护以及质量评价全过程,则该项目工程序列子序列编号空置,即设为0。
三、结论与建议
北京市建筑垃圾标准仅11个,还不成体系,多为整体规范性标准,从各种门类的内容上看,已有标准主要集中在工艺整体规范(2条)、管理考核(1条)、运输车辆技术要求(3条)和再生产品(4条),而对于收集和运输的技术要求、收集站的运行和管理、建筑垃圾的填埋、建筑垃圾综合处理站的建设、运行、管理等方面还是完全空白。因此,按照实际需求和本研究的方法,现阶段建议由政府主管部门牵头,联合相关单位制定9项标准,见表3。
参考文献:
[1]北京市统计局.北京统计年鉴2012[M].中国统计出版社,2012.
[2]隋玉武.德国建筑垃圾高回收率原因简析[J].再生资源与循环经济,2010.
关键词:电厂;节能减排;自动化技术;火力发电;环境污染
文献标识码:A中图分类号:TM621文章编号:1009-2374(2016)09-0082-02
1概述
社会的发展越来越快,社会的经济水平也越来越高。在生活水平提高之后,越来越多的人们逐渐开始重视其生活质量的问题。电能是人们生活、发展过程中必不可少的资源,电量的增多可以保障日常生活、工作的稳定。然而我国的发电结构还处于以火力发电为主的层面,而火力发电则会使用大量的煤炭资源。煤炭资源属于不可再生资源的一种,长期、大量的消耗最终会导致煤炭资源的稀缺,不利于我国的长久发展。不仅如此,大量的燃烧煤炭也会造成空气的污染。为此我国逐渐把可持续发展问题作为当前的发展重点来看待,尤其是节能减排工作。节能减排不仅可以有效地节约资源,同时也可以减少因废气的排放而造成的环境污染。随着科学技术的不断发展,电厂不仅仅依靠手工操作进行生产,进而转向了利用自动化技术进行生产。这也大大提高了电厂的工作效率,从而为节能减排起到了推动作用。
2运用自动化技术实现节能减排的相关理念
2.1运用自动化产品实现节能减排
为了逐步实现节能减排的目标,一些电厂开始运用自动化产品作为辅助工具。如电厂利用微电脑系统进行控制以及使用软启动等技术,从而在一定程度上可以依靠自动化产品使节能减排成为可能。一些自动化产品的使用,使得电厂在控制方面的精准度有所提升。在对电厂的运行功率以及运行负载进行严格的控制之后,耗电量以及耗费的能源逐渐减少,因此,使用自动化产品可以有效地帮助电厂实现节能减排。
2.2运用自动化系统实现节能减排
除了运用自动化产品实现节能减排之外,也可以利用自动化系统使节能减排成为可能,比如运用调度自动化以及管理自动化等,在提高企业经济效益的同时,也能有效地控制资源以及能源的投入量问题。依靠节能系统实现对电厂投入的控制,从而使电厂节约成本,并且节约各种资源,进而促进节能减排工作的顺利实现。
3电厂节能减排中自动化技术的应用
3.1实现自动化系统的一体化进程
目前,电厂的自动化系统由三层结构构成,即过程控制、制造执行以及经营规划三层。为了有效地实现节能减排,除了运用先进的技术、设备之外,还要利用先进的自动化系统。通过系统的控制,进而实现操作以及调度等方面的优化。我国有六种耗能较多的工矿企业:有色、冶金、建材、电力、造纸以及化工。这些工矿企业不仅耗费大量的能源、资源,也会对环境造成严重的污染。为此,就需要对其重点的能耗设备进行节能控制,减少能源的消耗,同时对其重点污染源进行污染治理,因此,逐渐完善控制装置并进行系统的及时优化势在必行。通过各种系统和先进设备的共同作用,对能源的除尘、脱硫等流程进行严格控制。同时对各种易产生污染的环节进行优化处理,从而使燃烧技术更为优化,使能源消耗与污染物的排放降至最低,进而实现电厂的节能减排工作。
3.2节能自动化产品的研制和技术的开发
由于科学技术的不断进步,电厂也逐渐实现手工控制操作向自动化控制的方向发展。同时,实现了自动化控制之后,也使电能生产的方式更加优化、合理,使得电能的生产效率也实现了逐步提升。目前,电厂的自动化技术一般都是运用变送器对计算机系统以及大屏幕的监视器、现场总线等进行控制。虽然国家及电厂正在加大力度实现发电结构的转型,但是在我国的电力规划中指出,即使到2030年,我国电厂发电结构依然是以火力发电为主。而预计4年后,我国的装机容量便可多达14亿千瓦,其中火力发电所占的比重就多达10亿左右。因此,在以火力为主的发电结构模式下,节能减排工作更是困难重重,要及时需找新的方法,加快节能自动化产品和自动化技术的研发。首先可以寻找新的自动化节能方法,可以不断引进外国先进的节能技术,再与我国先进的技术相结合,实现无触点调压、稳压等;其次,采用移相控制技术以及电子安全保护技术等方法及时地对发电机的输出功率进行调整和改变,加强微电脑对电厂的控制管理,不断提高电机的工作效率,使能耗逐渐降低,从而达到节约资源的目的;最后,可以加快研制新的自动化产品和自动化技术,使可再生及不可再生资源的储能效率及生产效率等都获得较大程度的提高。
3.3结合信息管理进行节能减排
在电厂使用自动化技术进行控制的早期,一般都是单纯地对控制系统方面的单输出和单输入情况进行分析整理,之后再对其进行人工绘图。而这种操作方法一般都会存在很大的误差,且工作效率低。由于电厂对于信息管理的重视不够,导致自动化技术与管理信息化程度严重不匹配。为了改变这一局面,就要重视二者的协调发展,从而提高系统统计数据的准确性,也使自动控制的实用性更强,使操作更为简单、方便。
4成功运用自动化技术进行节能减排的表现
4.1变频技术的应用
电厂使用变频技术能有效地控制节能减排。在电厂的运行过程中,一般会利用煤、燃气或是油等资源进行发电,因此,就会有很多浪费现象从中产生。煤、燃气以及油等资源的消耗使我国能源的投入量大大提高。而在电厂实际发电的过程中,对于能源的消耗也很大,以致节能减排难以实现,使用变频技术可以有效降低能源消耗。变频调节器的使用也会在很大程度上降低燃料的消耗量,从而根据电厂的实际情况对能源投入进行调节和控制。与此同时,变频调节器的使用也可以优化锅炉的运行状态,控制燃料在燃烧时的风量。变频技术的应用可以帮助电厂解决能源消耗以及资源浪费等问题,逐渐实现电厂的节能减排、降低消耗,从而获得更多的经济收益。
4.2运用现场总线技术
运用现场总线技术可以帮助电厂顺利实现节能减排。随着经济的不断发展,电厂总线布置涉及的范围也越来越广。现场总线技术与传统的技术相比具有比较明显的优势:一是可以使硬件设备的应用数量有所降低。现场总线技术一般采用的是计算机控制,同时利用PC,使得硬件设施的需求量大为减少,并且其控制站的面积也可以因此大大缩减;二是从安装方面来讲,现场总线操作起来更为简捷、方便。在现场总线的其中一条线路上可以进行多个设备的接入,从而为电厂节约了更多的资金。同时,应用现场总线技术也在一定程度上可以解放人力。由于其工作量小,相对的,电厂对于人力、物力方面的投入也会相对减少。
4.3碳素焙烧控制技术
利用碳素焙烧技术进行生产时,焙烧可以影响生产的各个方面,如对环保产生影响、对能耗产生影响、对成品的品质和成品的寿命造成影响等。然而碳素焙烧技术在生产过程中具有多道工艺,因此,对于环境造成的影响也极其恶劣。但是由于长时间缺乏控制,所以其相对的能耗也比较大且污染严重。目前,针对这一情况已经研发出专门控制碳素焙烧的技术,在电厂的投入使用中,不仅为电厂节约了大量的能源,也减少了对于环境造成严重污染的污染物的排放,同时为电厂带来了巨大的经济效益,使得节能减排工作逐渐成为现实。
5电厂节能减排中自动化技术的发展方向
5.1走可持续发展之路
电厂在节能减排过程中运用自动化技术可以促进电厂实现高水平、高质量的发展。在利用自动化技术的同时,能够有效实现电厂的可持续发展。自动化技术使节能减排成为可能。在降低能源消耗、减少对环境的污染的同时,不仅为国家节约了大量资源、能源,也逐渐促使国家向环境友好型方向发展。
5.2促进自动化技术的规模化发展
自动化技术的运用是符合时展潮流的,而且在电厂的实际应用中,不仅节约成本、降低消耗、保证环境质量,同时也增加了企业的经济效益。利用自动化技术,可以实现利用小型系统就可以实现大规模节能减排的效果,因此,要促进自动化技术向规模化方向发展。扩大自动化技术的应用范围之后,可以实现更大规模的节能减排目标。在全国各个领域、各大工矿企业推广自动化技术,从而实现全方位的节能减排工作。
5.3深化自动化技术的应用
目前,自动化技术主要应用于电厂的节能减排工作上,所以要不断深化自动化技术的应用,使自动化技术在安全控制方面的应用力度不断加强,从而使节能减排工作水平的安全性能不断提高。减少自动化技术的安全隐患,从而提升其应用效益,不断满足电厂在节能减排方面的需求。
6结语
我国电厂的发展为我国提供了大量生活必须的电能,有助于社会的安全与稳定。然而在实际的生产发展过程中,电厂的正常运行需投入大量的能源、资金,同时,能源、燃料的燃烧也给环境带来了巨大的危害。由于煤等能源属于不可再生资源,如果大量使用,子孙后代将无这种资源的福祉可享。为此,我国的发展不能只建立在眼前利益之上,而应更多地考虑长远利益的发展。与此同时对于环境的污染也成为世界各国广泛关注的焦点,因此一定要重视节能减排工作的落实。为此,电厂引进先进的自动化技术,在一定程度上降低了能源的消耗和污染物的排放,也促进了电力生产事业的发展。
参考文献
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