顾及空间因素的协克吕格土壤环境评价模型研究

摘要

随着工农业生产的发展，耕地土壤污染问题越来越突出，特别是耕地土壤重金属和农药等有机物污染尤为突出，对土壤环境各项污染因子进行评价、预测就显得尤为重要。本文以地统计学方法为基础，提出顾及地形等空间因素的协克吕格模型，使之更符合土壤环境实际情况，能够更加准确反应土壤污染程度的空间变异性，并应用南方某市的土壤监测数据，分别对内梅罗污染指数评价模型、克吕格模型和顾及空间因素的协克吕格模型的评价效益进行比较，得出顾及空间因素的协克吕格模型较优的结论。本文的具体工作及结论有： (1)以内梅罗指数为模型，对土壤重金属中Pb进行综合评价。根据该方法得出研究区域内各个子区的土壤污染等级，并对该结果进行评价。 (2)以地统计学中普通克吕格方法做为土壤污染空间变异的统计模型，对土壤重金属中Pb在研究区域内进行综合评价，在研究区得到Pb的空间变异规律。并对该结果进行评价。结果表明：在大尺度下，由于受地形地貌等空间因素的影响，普通克吕格方法的误差较大，不能很好的反映土壤污染的空间变异性。 (3)针对普通克吕格方法在大尺度上的不适应性，提出改进方法，即对研究区域先进行高程采样，得到DEM模型，再利用遥感图像对研究区域进行河流水系提取。最后根据上述等空间因素，对研究区进行分区，把大尺度的研究区最终分形为中尺度，小尺度，最终得到顾及空间因素的协克吕格模型。对土壤重金属中Pb在研究区域内进行综合评价，得到Pb的空间变异规律。 (4)对上述三种评价模型的结果的精度进行评价。最终得出在研究区域为大尺度的情况下，顾及空间因素的协克吕格土壤环境评价模型是精度最高、预测能力最好的模型。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2土壤评价模型的国内外研究成果

1.2.1污染指数法评价模型

1.2.2基于地学统计的空间变异评价、预测模型

1.2.3 GIS在土壤环境评价模型中的运用

1.3研究的目的与意义

1.4论文的主要内容及思路

第二章基于GIS的指数法评价模型

2.1环境模型与GIS的耦合

2.1.1 GIS与环境模型

2.1.2 GIS与环境模型的耦合方法

2.1.3 GIS空间扩展分析

2.2传统指数评价模型

2.3 GIS引入经典评价模型

2.4小结

第三章普通克吕格评价模型

3.1地统计及克吕格插值模型

3.1.1地统计学发展及统计原理

3.1.2各种克吕格法理论基础

3.1.3克吕格法的特性

3.2土壤重金属克吕格法应用

3.2.1土壤重金属各向同性半变异函数及模型的拟合

3.2.2土壤重金属各向同性半变异函数空间变异结构分析

3.2.3土壤重金属各向异性半变异函数

3.3土壤采样点Pb含量的数据分析

3.4土壤采样点Pb含量的空间插值分析

3.5小结

第四章顾及空间因素的协克吕格评价模型

4.1土壤污染地形相关性

4.2协克吕格

4.2.1协克吕格法概述

4.2.2协克吕格法方程

4.3顾及地形等空间因素的分区

4.3.1以DEM为标准

4.3.2以主要河流为分区标准

4.3.3以重点污染源企业和气候因素为分区标准

4.3.4综合得到二级研究区分区图

4.4实例应用

4.4.1Pb的空间变异结构

4.4.2Pb的空间插值结果及分布特征

4.5小结

第五章总结与展望

5.1结论

5.2展望

附表

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的学术论文

致谢