降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法及系统

摘要

本发明提供了一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法及系统，该方法包括以下步骤：获取原始采样数据，对原始数据进行分析，划定特高值边界，对高于特高值边界的数值进行调整以降低到该特高值边界值；将上述调整后的数据进行求对数处理；对初步修正后的数据进行插值处理；对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正；利用修复值作为阈值对修正后的图形进行修复范围划定，高于修复值的确定为所需修复区域。本发明能够降低图形上的特高异常点对周围区域的影响，大大提高划定的污染范围的准确度，以此来有效控制污染范围，修正后的模型能够较好的拟合真实的污染体修复范围，大大减少了为确定修复边界面临的环境风险和经济损失。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤污染修复领域与计算机软件开发领域，尤其涉及一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法及系统。

背景技术

近年来，工业污染场地引起的环境问题日益凸显，对人类健康和生态环境产生了严重威胁，并显著影响了土地和地下水资源的安全使用。随着我国产业结构调整的"退二进三"政策的逐步推进，许多城市内工业企业相继关停或转迁，遗留了大量的工业污染场地。基于风险的污染场地评价能够对场地潜在危害进行识别，为场地管理与修复提供科学的决策支持，目前已逐渐成为污染场地管控的主要手段。我国于2014年颁布的《污染场地风险评估技术导则》(HJ 25.3-2014)为污染场地土壤风险控制值的确定提供了依据，但在具体工程实践中对于如何根据所确定的修复目标值划定土壤修复边界和估算修复量尚缺乏科学性。修复边界划定得不准确，待修复土方量定的过低或过高会导致修复工作面临环境风险或经济损失。

传统的修复面积的确定主要有两种方法，一种是基于采样点控制范围进行修复面积的计算，该方法实际应用较为简单。在修复值已确定的情况下，通过对单个采样点进行分析，对比检测值与修复值，确定采样数据是否超标，以单采样点控制范围进行求和，进而得到总的修复范围。另一种方法是直接对原始采样数据进行空间插值，利用修复值作为阈值，进而划定修复区域。然而这两种方法都存在一定的局限性，前者忽视了污染体属性在空间上是连续变化的特点，而后者则未考虑到部分特高值对最终模型的影响，故划定的区域扩大或缩小了实际的修复范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法及系统，旨在用于解决现有的土壤修复面积确定方法未考虑到部分特高值对最终模型的影响的问题。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法，包括以下步骤：

获取原始采样数据，对原始数据进行分析，划定特高值边界，对高于特高值边界的数值进行调整以降低到该特高值边界值；

将上述调整后的数据进行求对数处理；

对初步修正后的数据进行插值处理；

对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正；

利用修复值作为阈值对修正后的图形进行修复范围划定，高于修复值的确定为所需修复区域。

进一步地，所述划定特高值边界具体采用以下方法：

用平均值乘以一定倍数的标准差作为特高值边界，公式如下：

W = Wavg + Wstd * n①

公式中，Wavg为场地范围内污染物检测值的平均值，Wstd为场地范围内污染物检测值的标准差，n为标准差系数，W即为确定的特高值边界。

进一步地，所述将上述调整后的数据进行求对数处理之后，还包括：观察处理结果后的数据分布形态，数据总体呈正态分布时即满足要求，若不满足，返回到式①中调整n值再次进行处理。

进一步地，所述对初步修正后的数据进行插值所采用的插值方法包括：克里金插值方法和反距离权重插值方法。

进一步地，所述对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正所采用的方法如下：

主要采用延拓的方法进行处理，其一般公式如下：

②

其中，h为点距，m取1，2，3…，为上延高度的倍距，△T(0,-mh)为上延mh距离的属性值，△T(nh,0)为插值后的图形数据，Cn为上延系数（n取0，1，2，3），m取不同值时其上延系数也不同。

另一方面，本发明还提供一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的系统，包括：

划定特高值边界模块，用于获取原始采样数据，对原始数据进行分析，划定特高值边界，对高于特高值边界的数值进行调整以降低到该特高值边界值；

求对数处理模块，用于将上述调整后的数据进行求对数处理；

插值处理模块，用于对初步修正后的数据进行插值处理；

空间滤波模块，用于对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正；

修复范围划定模块，用于利用修复值作为阈值对修正后的图形进行修复范围划定，高于修复值的确定为所需修复区域。

进一步地，所述划定特高值边界模块具体采用以下方法来划定特高值边界：

用平均值乘以一定倍数的标准差作为特高值边界，公式如下：

W = Wavg + Wstd * n①

公式中，Wavg为场地范围内污染物检测值的平均值，Wstd为场地范围内污染物检测值的标准差，n为标准差系数，W即为确定的特高值边界。

进一步地，所述插值处理模块所采用的插值方法包括：克里金插值方法和反距离权重插值方法。

进一步地，所述空间滤波模块对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正所采用的方法如下：

主要采用延拓的方法进行处理，其一般公式如下：

②

其中，h为点距，m取1，2，3…，为上延高度的倍距，△T(0,-mh)为上延mh距离的属性值，△T(nh,0)为插值后的图形数据，Cn为上延系数（n取0，1，2，3），m取不同值时其上延系数也不同。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法及系统，针对土壤污染修复范围的划定，在传统方法的基础上提出了一种改进方案，首先通过对原始采样数据进行修正来初步压制特高异常的采样点，对初步修正后的数据进行空间插值并对插值后的图形运用空间滤波的方法，降低图形上的特高异常点对周围区域的影响，大大提高划定的污染范围的准确度，以此来有效控制污染范围，在专业领域内首次应用了对污染体修复范围进行的二次修正，修正后的模型能够较好的拟合真实的污染体修复范围，大大减少了为确定修复边界面临的环境风险和经济损失。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的系统的方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提供一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法，包括以下步骤：

S101，获取原始采样数据，对原始数据进行分析，划定特高值边界，对高于特高值边界的数值进行调整以降低到该特高值边界值；

S102，将上述调整后的数据进行求对数处理；

S103，对初步修正后的数据进行插值处理；

S104，对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正；

S105，利用修复值作为阈值对修正后的图形进行修复范围划定，高于修复值的确定为所需修复区域。

本发明提供的这种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法及系统，针对土壤污染修复范围的划定，在传统方法的基础上提出了一种改进方案，首先通过对原始采样数据进行修正来初步压制特高异常的采样点，对初步修正后的数据进行空间插值并对插值后的图形运用空间滤波的方法，降低图形上的特高异常点对周围区域的影响，大大提高划定的污染范围的准确度，以此来有效控制污染范围，在专业领域内首次应用了对污染体修复范围进行的二次修正，修正后的模型能够较好的拟合真实的污染体修复范围，大大减少了为确定修复边界面临的环境风险和经济损失。

在一个实施例中，所述划定特高值边界具体采用以下方法：

用平均值乘以一定倍数的标准差作为特高值边界，实际运用中需结合场地特点及污染物属性来确定，其公式如下：

W = Wavg + Wstd * n①

公式中，Wavg为场地范围内污染物检测值的平均值，Wstd为场地范围内污染物检测值的标准差，n为标准差系数，其取值要跟据数据特点进行确定，W即为确定的特高值边界。

优选地，所述将上述调整后的数据进行求对数处理之后，还包括：观察处理结果后的数据分布形态，数据总体呈正态分布时即满足要求，若不满足，返回到式①中调整n值再次进行处理。

在一个实施例中，，所述对初步修正后的数据进行插值所采用的插值方法包括：克里金插值方法和反距离权重插值方法。

在一个实施例中，，所述对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正所采用的方法如下：

主要采用延拓的方法进行处理，其一般公式如下：

②

其中，h为点距，m取1，2，3…，为上延高度的倍距，△T(0,-mh)为上延mh距离的属性值，△T(nh,0)为插值后的图形数据，Cn为上延系数（n取0，1，2，3），m取不同值时其上延系数也不同。

用以上公式计算向上延拓值时，可以利用方形网络结点上的异常值。若以点距h作为所有长度的度量单位，则可以算出上延高度mh的属性值。如果所选的取值点不再方形网结点上，还需再用一元高次插值公式内插出所需的属性值，通过计算最终输出上延mh后的图形。

实施例2：

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的系统，由于该系统所解决问题的原理与前述实施例一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法相似，因此该系统的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

如图2所示，为本发明实施例提供的一种降低土壤修复中污染物异常特高值影响的系统，可以用于执行上述降低土壤修复中污染物异常特高值影响的方法实施例。该系统包括：

划定特高值边界模块21，用于获取原始采样数据，对原始数据进行分析，划定特高值边界，对高于特高值边界的数值进行调整以降低到该特高值边界值；

求对数处理模块22，用于将上述调整后的数据进行求对数处理；

插值处理模块23，用于对初步修正后的数据进行插值处理；

空间滤波模块24，用于对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正；

修复范围划定模块25，用于利用修复值作为阈值对修正后的图形进行修复范围划定，高于修复值的确定为所需修复区域。

在一个实施例中，所述划定特高值边界模块具体采用以下方法来划定特高值边界：

用平均值乘以一定倍数的标准差作为特高值边界，公式如下：

W = Wavg + Wstd * n①

公式中，Wavg为场地范围内污染物检测值的平均值，Wstd为场地范围内污染物检测值的标准差，n为标准差系数，W即为确定的特高值边界。

在一个实施例中，所述插值处理模块所采用的插值方法包括：克里金插值方法和反距离权重插值方法。

在一个实施例中，所述空间滤波模块对插值后的图形再次进行空间滤波实现图形修正所采用的方法如下：

主要采用延拓的方法进行处理，其一般公式如下：

②

其中，h为点距，m取1，2，3…，为上延高度的倍距，△T(0,-mh)为上延mh距离的属性值，△T(nh,0)为插值后的图形数据，Cn为上延系数（n取0，1，2，3），m取不同值时其上延系数也不同。

用以上公式计算向上延拓值时，可以利用方形网络结点上的异常值。若以点距h作为所有长度的度量单位，则可以算出上延高度mh的属性值。如果所选的取值点不再方形网结点上，还需再用一元高次插值公式内插出所需的属性值，通过计算最终输出上延mh后的图形。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。