ArcGIS在垃圾分類(lèi)普及中的應(yīng)用

袁文容

(天津市東堤頭中學(xué) 天津300412)

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展給我們的物質(zhì)生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也使我們不得不面對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)所帶來(lái)的種種環(huán)境問(wèn)題。每年生活垃圾產(chǎn)量增幅迅猛，垃圾填埋和焚燒不僅污染環(huán)境，同時(shí)也浪費(fèi)了很多資源，因此，垃圾分類(lèi)管理勢(shì)在必行。在信息高速發(fā)展的時(shí)代，ArcGIS作為一款數(shù)據(jù)可視化和空間疊加分析處理能力強(qiáng)大的地理信息技術(shù)軟件，能有效地反映東堤頭鎮(zhèn)垃圾分類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀，為實(shí)行垃圾分類(lèi)管理提出合理化建議。

1 垃圾分類(lèi)普及的重要性

1.1 垃圾分類(lèi)管理的必要性

《“十四五”規(guī)劃綱要》明確提出，“因地制宜推進(jìn)農(nóng)村生活垃圾處理，改善農(nóng)村人居環(huán)境”和“全面提高資源利用效率，推行垃圾分類(lèi)和減量化、資源化，加快構(gòu)建廢舊物資循環(huán)利用體系”。西堤頭鎮(zhèn)地處天津市郊區(qū)，居民分布密集，人流量大，生活垃圾產(chǎn)量高，在加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的今天，全面推行垃圾分類(lèi)管理刻不容緩。

1.2 民眾的垃圾分類(lèi)意識(shí)淡薄

通過(guò)對(duì)在校學(xué)生和當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行的抽樣調(diào)查顯示，在收回 1588份有效問(wèn)卷中，79.3%的學(xué)生和63.6%的居民認(rèn)為“人們的環(huán)保意識(shí)淡薄”，對(duì)垃圾分類(lèi)知識(shí)的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，學(xué)生和居民的正確率分別為58.42%和 57.42%。由此可以看出，民眾對(duì)垃圾分類(lèi)的認(rèn)識(shí)不夠全面，環(huán)保意識(shí)較淡薄。

1.3 中學(xué)生中普及垃圾分類(lèi)意識(shí)的重要性

作為現(xiàn)代中學(xué)生，非常有必要在價(jià)值觀形成的關(guān)鍵時(shí)期，用實(shí)際行動(dòng)認(rèn)識(shí)學(xué)校所在地區(qū)的生活環(huán)境，關(guān)注家鄉(xiāng)的環(huán)境建設(shè)，深入了解家鄉(xiāng)的發(fā)展，形成可持續(xù)發(fā)展的觀念，增強(qiáng)愛(ài)祖國(guó)、愛(ài)家鄉(xiāng)的情感，扣好人生的第一顆扣子。

2 ArcGIS軟件與學(xué)生地理實(shí)踐活動(dòng)

2.1 ArcGIS的優(yōu)勢(shì)

ArcGIS是地理信息技術(shù)中非常普遍的一款軟件，在計(jì)算機(jī)硬件支持下，可以通過(guò) ArcGIS軟件對(duì)地球表層空間的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示、輸出等操作，具有信息量大、功能強(qiáng)、可視性佳的優(yōu)勢(shì)。

2.2 ArcGIS軟件應(yīng)用思路與流程

本文結(jié)合ArcGIS軟件在中學(xué)地理實(shí)踐活動(dòng)中的應(yīng)用功能，初步設(shè)計(jì)了 ArcGIS助力垃圾分類(lèi)意識(shí)普及的學(xué)習(xí)流程(圖 1)。查閱資料和頭腦風(fēng)暴確立項(xiàng)目，以實(shí)地調(diào)研和問(wèn)卷調(diào)查為主要研究方法，通過(guò)ArcGIS的數(shù)據(jù)可視化功能對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖表達(dá)，進(jìn)而為調(diào)研報(bào)告的撰寫(xiě)和成果推廣提供數(shù)據(jù)和地理事實(shí)支撐，學(xué)生辯論賽和宣傳講座培養(yǎng)了學(xué)生的垃圾分類(lèi)意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀念。

圖1 ArcGIS助力垃圾分類(lèi)意識(shí)普及的學(xué)習(xí)流程圖Fig.1 Learning flow chart of ArcGIS helping to popularize awareness of garbage classification

2.3 “六只腳”軟件輔助采集數(shù)據(jù)

實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生分組對(duì)生活的鄉(xiāng)村進(jìn)行實(shí)地走訪調(diào)查，利用手機(jī)軟件“六只腳”APP采集垃圾收集點(diǎn)的經(jīng)緯度、垃圾桶分類(lèi)情況、垃圾量、垃圾類(lèi)型、垃圾中塑料的比例等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的科學(xué)采集，是為ArcGIS可視化和空間分析提供科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而又直觀的支撐。

3 ArcGIS在垃圾分類(lèi)意識(shí)普及中的應(yīng)用

3.1 實(shí)地調(diào)研獲取數(shù)據(jù)，提升學(xué)生垃圾分類(lèi)意識(shí)

“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，實(shí)地調(diào)查、問(wèn)卷調(diào)查和基于 ArcGIS的分析都是生成性的知識(shí)。學(xué)生調(diào)研過(guò)程中走遍家鄉(xiāng)的每處角落，利用手機(jī)軟件“六只腳”采集了每一個(gè)垃圾桶的實(shí)際數(shù)據(jù)，大量的數(shù)據(jù)在利用“騰訊文檔”整理(表 1)和共享的過(guò)程中，讓學(xué)生深刻地感受到了每天產(chǎn)生的垃圾數(shù)量之大，對(duì)環(huán)境的傷害之大，深埋于心的環(huán)境意識(shí)和垃圾分類(lèi)意識(shí)開(kāi)始覺(jué)醒。

皮亞杰的建構(gòu)主義認(rèn)為，當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化，而原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無(wú)法同化新環(huán)境提供的信息時(shí)就會(huì)引起的兒童認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生重組與改造。平常的生活習(xí)慣中，垃圾隨意打包丟棄是常見(jiàn)的，通過(guò)對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)可視化處理輸出的垃圾量的分布圖和可回收垃圾分布圖進(jìn)行分析，學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到這樣的生活習(xí)慣是極不環(huán)保的，垃圾分布不均，且垃圾中可回收垃圾比例很大。可視化的數(shù)據(jù)與生活中雜亂堆砌在垃圾桶中的可回收垃圾形成了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，使學(xué)生意識(shí)到隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為滿足發(fā)展的需要，人類(lèi)大量從自然界獲取資源并排放污染物，人類(lèi)與自然環(huán)境之間的矛盾沖突日益加劇，人地協(xié)調(diào)觀已經(jīng)顯示出其重要性，只有正確的資源觀、環(huán)境觀和發(fā)展觀才能獲得可持續(xù)發(fā)展。從而幫助學(xué)生重新認(rèn)識(shí)垃圾分類(lèi)的重要性，建構(gòu)了垃圾分類(lèi)意識(shí)，提高了學(xué)生垃圾分類(lèi)意識(shí)水平。

3.2 ArcGIS數(shù)據(jù)可視化，提高學(xué)生垃圾分類(lèi)水平

①垃圾收集基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)對(duì)比，了解垃圾分類(lèi)中存在的硬件問(wèn)題[1]。通過(guò)對(duì) ArcGIS輸出的垃圾收集基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)分析學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，西堤頭村和劉快莊村垃圾收集點(diǎn)設(shè)置較為合理，東堤頭村垃圾收集點(diǎn)過(guò)于集中，分布不均，原因在于調(diào)研活動(dòng)期間，東堤頭村內(nèi)正在進(jìn)行水管改造工程。從分類(lèi)垃圾桶設(shè)置來(lái)看，東堤頭、西堤頭、劉快莊 3個(gè)村的垃圾收集點(diǎn)已具備分類(lèi)垃圾桶的比例分別為 27.2%、50.2%、35.3%，基礎(chǔ)設(shè)施狀況不容樂(lè)觀，會(huì)制約垃圾分類(lèi)的實(shí)施[2]。

②垃圾量數(shù)據(jù)對(duì)比，提高學(xué)生垃圾減量化意識(shí)。東堤頭村和劉快莊村垃圾量分布不均，東堤頭村集中在“楓水灣家園”及津榆公路沿線，劉快莊村主要集中在楊北公路沿線的永川小區(qū)。這些地區(qū)為村莊的高層建筑和國(guó)道省道，人口分布密集，人流量大，生活垃圾較多；東堤頭村內(nèi)雖因工程建設(shè)影響垃圾收集點(diǎn)設(shè)置，但并未出現(xiàn)垃圾隨意丟棄的現(xiàn)象。西堤頭村的垃圾量分布較為均勻，并未發(fā)現(xiàn)特別集中的投放點(diǎn)，鎮(zhèn)政府機(jī)關(guān)、鎮(zhèn)衛(wèi)生院、超市、酒樓等均在楊北公路沿線，人流量大，商業(yè)活動(dòng)較多，雖然垃圾總量較多，但因?yàn)槔皵?shù)量多，且分布非常密集，使得垃圾量分布均勻，并未出現(xiàn)集中投放的情況。

③可回收垃圾數(shù)據(jù)對(duì)比，提高學(xué)生垃圾分類(lèi)投放意識(shí)。424處垃圾收集點(diǎn)中，202處可回收垃圾比例超過(guò)或等于 50%，可回收垃圾占比最高的是劉快莊村主干道劉東路沿線、東堤頭村的“楓水灣家園”，分布較為集中的是西堤頭村楊北公路沿線和劉快莊村的永川小區(qū)。上述地點(diǎn)均為人口密集的高層建筑或者商業(yè)活動(dòng)最為頻繁的地區(qū)，可回收垃圾主要包括飲料瓶、礦泉水瓶、塑料袋、快遞塑料包裝物、一次性塑料餐盒和餐具等。

表1 實(shí)地調(diào)研獲取的數(shù)據(jù)整理(部分)Tab.1 Data obtained from field surveys(part of data)

3.3 基于 ArcGIS數(shù)據(jù)分析撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告，提高學(xué)生垃圾分類(lèi)能力

學(xué)生根據(jù)ArcGIS數(shù)據(jù)分析，并對(duì)學(xué)校周邊3個(gè)學(xué)生分布密集村莊的垃圾分類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施、垃圾量、可回收垃圾量等要素進(jìn)行疊加分析，更全面地認(rèn)識(shí)了家鄉(xiāng)在垃圾分類(lèi)管理中面臨的問(wèn)題，結(jié)合問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，尋找原因，并針對(duì)性地提出可行性措施，從而提高了學(xué)生的垃圾分類(lèi)能力。

3.4 成果推廣，增強(qiáng)學(xué)生垃圾分類(lèi)責(zé)任感

初中是學(xué)生個(gè)性化、多樣化的階段，是落實(shí)“立德樹(shù)人”的關(guān)鍵時(shí)期。通過(guò)調(diào)研獲取的家鄉(xiāng)發(fā)展與環(huán)境建設(shè)的一手資料只有加以推廣，讓更多人了解家鄉(xiāng)發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和可行性的建議，才能發(fā)揮宣傳和教育的作用。利用家長(zhǎng)會(huì)和學(xué)生的年級(jí)會(huì)進(jìn)行了多場(chǎng)學(xué)生辯論會(huì)和宣傳講座，學(xué)生準(zhǔn)備了大量素材和資料，將問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果和調(diào)研數(shù)據(jù)的 ArcGIS可視化結(jié)果展示給學(xué)生和家長(zhǎng)，對(duì)家鄉(xiāng)實(shí)施垃圾分類(lèi)管理的重要性和迫切性進(jìn)行了很好的宣傳和普及，幫助更多的人更加深入認(rèn)識(shí)家鄉(xiāng)生態(tài)文明建設(shè)的光明前景，激發(fā)起建設(shè)家鄉(xiāng)的志向，培養(yǎng)了學(xué)生和民眾積極參與垃圾分類(lèi)的主人翁責(zé)任意識(shí)。

4 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)能力

《“十四五”規(guī)劃綱要》中提到，要“完善終身學(xué)習(xí)體系，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)”。合理及時(shí)的自我評(píng)價(jià)、同伴互評(píng)和教師評(píng)價(jià)，能引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)與思考，有效保障合作學(xué)習(xí)共同體的建設(shè)，能更好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)能力。

基于ArcGIS普及垃圾分類(lèi)的地理實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)方式包括過(guò)程性評(píng)價(jià)(自評(píng))、成果評(píng)價(jià)(互評(píng)和師評(píng))，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)主體多元化。以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生在地理實(shí)踐活動(dòng)中主動(dòng)參與，主動(dòng)構(gòu)建，在小組合作中培養(yǎng)小組合作意識(shí)和垃圾分類(lèi)的意識(shí)。評(píng)價(jià)量表如表2和表3所示。

表2 “西堤頭鎮(zhèn)生活垃圾分類(lèi)調(diào)研”項(xiàng)目自評(píng)表Tab.2 Self-evaluation form for project of “Research on Domestic Waste Classification in Xiditou Town”

表3 “西堤頭鎮(zhèn)生活垃圾分類(lèi)調(diào)研”項(xiàng)目成果評(píng)價(jià)表(互評(píng)、師評(píng))Tab.3 Achievement Evaluation chart for “Research on Domestic Waste Classification in Xiditou Town”(mutual evaluation，teacher evaluation)

5 結(jié) 論

隨著人們生活水平的提高，生活垃圾數(shù)量和可回收垃圾數(shù)量都在日益增加，使得生活垃圾處理的負(fù)擔(dān)也在日趨嚴(yán)重，加快對(duì)生活垃圾進(jìn)行合理化、最優(yōu)化、資源利用最大化處理的要求迫在眉睫。本文通過(guò)學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)地調(diào)研科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)孬@取數(shù)據(jù)，利用ArcGIS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，為垃圾分類(lèi)管理提出可行性建議，并利用學(xué)生組織的宣傳講座和辯論賽[3]，提高了家長(zhǎng)和在校生對(duì)垃圾分類(lèi)的重要性的認(rèn)知，提高了學(xué)生和民眾的垃圾分類(lèi)能力，達(dá)到了普及垃圾分類(lèi)管理的目的，完成生態(tài)文明建設(shè)和立德樹(shù)人的根本任務(wù)。