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在旧城摩苏尔的米丹地区，规划对被毁建筑的最佳碎片清除

摘要

摩苏尔老城解放后，米丹地区似乎是老城受影响最严重的地区。在本次研究中，利用地理信息系统(GIS)对Midan地区的岩屑进行了详细的研究，首先利用GIS对被破坏区域进行了界定，然后计算了岩屑总量和重量。在研究过程中，还确定了各种碎片(建筑石头、石膏和混凝土)的比例。结果表明，破坏约89处。整个米丹地区的47%此外，研究表明，Midan地区的碎片总量估计为0。7300万立方米，其中住宅建筑约占86座。碎片总量的87%。碎片的总重量估计为1。200万吨，其中0。9100万吨是遗址的旧建筑材料(建筑石材、石膏)。

最后,最优路线收集残骸Midan地区被发现利用ArcGIS网络分析师扩展,考虑到研究区域的考古遗址,该采集系统认为减少收集时间的好处,路程,man-effort因此金融和环境成本。总距离和累积时间列于一个表内，提供建议路线的详细资料。

关键字

地理信息系统，灾害管理，碎片，碎片收集，定量评估，最佳路线，摩苏尔古城

2019年6月7日接受，2019年12月27日接受主编Arne Ragossnig。

介绍

摩苏尔老城在解放后，由于城市结构、基础设施和文化遗产遭到严重破坏，老城经历了大规模的恶化。由于其密集的建筑性质，米丹地区似乎是旧城最受影响的部分。清除大量产生的碎片的需要突出了制定一个适当和有效的管理制度以便立即将碎片从受影响地区清除的重要性。

清除碎片的策略因国家而异(酒井等人)。,2019)。碎石的数量、分布和可用的清除碎石的设备因国而异(Periathamby等人)。(Asari et al.， 2012)，以及人力和财力资源的差异，从而为灾难废物管理留下了广泛的选择(Asari et al.， 2012)。,2013)。

地理信息系统(GIS)技术引入了几种使用标准计量的算法解决方案。路径长度)来确定特定目的地的最佳路径(Karadimas等人。,2008)。利用这项技术进行废物管理、收集和运输，可以减少时间、距离和燃料消耗，从而产生经济和环境效益

污染物排放(Chalkias and Lasaridi, 2009)。在以前的许多研究中，GIS已经确定了最佳的路径(Abdallah等人)。,2019)。

目前的研究旨在确定和量化摩苏尔老城米丹地区的碎片，此外还确定了卡车从研究地区清除碎片的最佳路线，以减少收集距离、收集时间和总收集成本。

方法采集数据

研究区域的卫星图像来自WorldView-2卫星。这是2014年和2017年摩苏尔老城的卫星多光谱图像。5米分辨率

摩苏尔大学环境技术系，摩苏尔，伊拉克

通讯作者:

莎拉·D。Al-Jarjees，环境技术系，摩苏尔大学环境科学和技术学院，摩苏尔，44002，伊拉克。

电子邮件:saradurgham@uomosul.edu.iq

Al-Jarjees和Al-Ahmady

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图1所示。2014年7月17日拍摄的米丹地区卫星图像(a)。

(b) 2017年7月18日拍摄。

与栅格图像一起使用，使用ArcGIS与网络分析扩展进行地图输入和处理。

卫星图像数据分析和受灾地区的计算

使用卫星图像,破坏地区Midan地区被确定使用GIS进行图像变化检测过程两个空间,一个2014年7月17日(图1 (a))和其他2017年7月18日(图1 (b)),第二次是减去从第一个区分解放之后的变化。

然后，使用Arc地图软件，通过数字化处理，按照各自的层对被破坏的场地进行识别，如图2所示。然后计算总的破坏面积。然后，应用下列公式确定被破坏地区的百分比:

比例=

(被毁面积/总面积)* 100%

(1)

实现了GIS应用，方便了大量数据的计算。

在此基础上，利用地理信息系统(GIS)对被破坏区域的数据进行土地利用层覆盖。结果根据土地使用(住宅、商业、工业、其他用途)重新分类，并固定在稍后将出现在结果部分的表中。

图2。被破坏的区域层。

损失评估

米丹地区的建筑物受到了逐步的破坏。在实地调查期间，对其所有部分进行了损害评估，随后将实地调查的结果与卫星图像分析的结果相匹配。

迈丹地区的困难

在实地调查中，一些房子有自己的墙壁，而一些房子是建在邻居的墙上(从两边和房子后面)。此外，有些房子很窄，家具无法从房子里搬出来。此外，房间的尺寸没有固定的尺寸或统一的模式。

值得一提的是，在第一个业主去世后，继承的房屋的很大一部分被分割成两个或更多的部分。这一点在对拱顶的调查中得到了证实，因为在房屋之间有组合拱顶，它们的墙壁在位置、形状和历史上都与建筑的一般形状不符。

上述因素使Midan地区建筑更随机,因此复杂的场景,使碎片的大小的计算精确的方式非常困难,因为没有统一的建筑模式,可以用来计算单位面积上的碎片的速度。

实地测量及计算

根据联邦应急管理署(FEMA)，进行现场测量时要考虑的关键步骤之一是根据该地区受土地利用影响的碎片的性质和数量(FEMA, 2010)来划分研究区域(如果需要)。因此，在实地工作中，研究区域是根据居住区域(一层或两层)、商业和工业区域以及其他使用区域的土地使用情况来划分的。通过选择覆盖研究区域的50个地点来测量碎石的高度，并使用每个土地利用类别的水平仪来测量碎石的高度。

废物管理及研究38(4)

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图3。用于野外作业的容器。

然后，将计算结果与研究区域的卫星图像分析结果相结合，计算出碎片的体积，即被破坏的区域(根据土地使用)乘以碎石的平均高度(从野外工作中获得)。每个工地的碎石桩的体积是由建筑物的类型(住宅、商业和工业、其他用途)决定的。该过程是利用GIS进行的。结果稍后将出现在结果部分的一个表中。

用于将碎片体积转换成重量的因素根据碎片组成材料的类型不同而不同，这种类型在不同区域之间可能有很大的差异。因此，使用已知尺寸的容器来测量碎石比使用预先设定的公式和方程来将碎石的体积转换成重量更可取(NASEM, 2014) (BHAS, 2015)。在此基础上，选取了15个遗址的废墟样本，尽可能多的覆盖了Midan地区，该过程中使用的容器尺寸为0。5times;0。5times;0。6米，如图3所示。然后，使用容器，使用300克灵敏度的天平(型号A12E)对每个样品称重。

计算系数(gamma;)将碎石的体积换算成重量单位，重量与体积之比按下式计算:

转换因子gamma;=重量(吨)(体积(立方米))1

(2)

然后根据碎片的体积乘以计算出的换算因子计算出碎片的重量，得到的结果显示在一个表中，稍后将在结果一节中说明。

碎片成分比例的估计

根据获得的信息顾问在考古艺术学院/部门/摩苏尔大学一个研究小组进行了一项社会经济调查Midan地区的城市更新项目内的旧城市摩苏尔市的摩苏尔(Altuhafi et al。,2013)。这项调查的结果与从摩苏尔工程学院/大学的顾问、摩苏尔市政当局的工程人员、建筑承包商和米丹地区的当地居民收集的数据进行了比较，这些数据是根据该地区建筑施工期间的建筑材料比例计算得到的。结果表明，这些碎片的成分占80%

旧建筑材料(建筑石材和石膏)和20%的混凝土碎片。

然后，应用以下方程:

旧杂物的体积

=岩屑总量*旧岩屑物料比例

(3)

混凝土和砌块的体积

=碎片总量*新碎片材料的比例

(4)

定位中间站

在制定灾害管理计划的过程中，联邦应急管理局建议设立一些地点作为收集垃圾的中间站，以方便垃圾的储存、分类和运输到专用的垃圾填埋场(联邦应急管理局，2007年)。

时的标准考虑定位废墟的临时存储站点土地利用、土地的所有权,历史和考古遗址,主要子公司道路网,网站的面积(应该容纳的残骸附近地区),垃圾站点的距离和距离的主要开放道路(程,2018)。本研究采用的临时存放地点准则如下:

土地所有权。摘要土地权属在选择中间站的选址中起着非常重要的作用。一般来说，可以使用公共财产，而私有财产需要土地所有者的批准，因此常常被排除在外(Sener等人)。,2006)。

土地使用。在选择中间站的位置时，应考虑土地利用的性质。在选择收集碎石的临时站地点时，应排除农业区和住宅区。此外，住宅区被认为是私有财产(Bosompem等人)。,2016)。

主要及次要道路网络。道路和网络站点是在选择中间站点位置时应该排除的决定因素(Demesouka等人)。,2013)。

考古和历史遗址。考古遗址被视为屏障，在专家介入之前，不允许任何改变其用途或转移其废墟的行动，以保护这些历史遗迹，并可能使用剩余的碎片重建它们(Curkovic, 2012)。访问道路。米丹地区有一个密集的道路网络，可以很容易地进入任何被选作收集碎片临时站的地点。

距离瓦砾堆的位置。场地距离碎石桩的距离作为临时站影响运输成本，因此场地距离碎石桩的最大距离为2 km (Demesouka et al.)。,2013)。为

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米丹地区，废墟覆盖了大片地区，米丹地区内的一个地点将被选择来收集距离瓦砾堆不超过2公里的碎片。

利用地理信息系统，根据上述参数，通过重叠层对收集碎片的临时站点进行识别。图4中的白色部分表示不受标准约束的区域。

在此之后，一些候选地点已经被发现，为了选择最合适的地区，进行了实地检查，并在那些不受决定因素影响的地区中确定了最合适的地点。该站点后来被用于GIS在碎片清除过程中确定最佳路线的过程中。

清除碎片的最佳路线

Esri的arcgis桌面版10.4。本研究采用网络分析(NA)可拓和路径求解器进行最优路径确定过程。

为了计算碎片清除的最佳路径，ArcGIS网络分析路径求解器有几个输入。首先，2014年7月17日拍摄的卫星图像对Midan地区的路网进行了初步数字化处理，并根据2017年7月18日拍摄的另一张卫星图像对数据进行了修改(由于解放后路网严重恶化)(注图5(a))。

然后，构建研究区域的网络数据集，以确保所有的街道段在路口连接。该数据集是由程序直接构造来创建连接层的(Orsquo;connor, 2013)。图5(b)为一层瓦砾堆遗址，另一层为研究中的考古遗址

然后添加区域(被认为是屏障(图5(c))。

起点位于主干道附近(如图5(d)中的点1所示)，因为使用物理和地形障碍(O Leary et al.)，路线的起点和终点最好靠近主干道(O Leary et al.)。,2002)。

碎片清除轨道的最后一点必须靠近沉积地点(奥利里等人)。,2002)。因此，端点位于以前作为临时存储站点的位置附近(即(图5(d)中的第23点表示本研究中所选地点的最近合适位置，作为收集碎片的临时站点。

确定距离和时间参数(米为距离单位，分钟为时间单位)。过去的交通工具

图4。白色区域被允许用作临时存储场所。

图5。用于计算最优路线的层。

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图6。米丹地区遭到破坏。

收集碎片被认为是一辆18吨的大卡车(目前可用于摩苏尔市)。最后，给出程序求解顺序，计算出从Midan区域清除碎片的最优路径。

结果与讨论

破坏地区

通过对米丹地区卫星图像的分析，确定了破坏面积，并以平方米为单位进行了计算。图6显示了被破坏的站点。

很明显,从图7 Midan地区已经受到严重破坏,这是在协议与联合国环境规划署的报告(环

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