[发明专利]矿区土壤重金属含量采样点异常高值影响范围的确定方法

说明书

本发明提出一种矿区土壤重金属含量采样点异常高值影响范围的确定方法，属于矿区环境评价技术领域。该方法将获取的各采样点的各类重金属含量数据采用三倍标准差方法提取异常高值点，并分别生成所有采样点和异常高值点的Voronoi图；将与各异常高值点所在Voronoi多边形具有公共Voronoi边的采样点作为相应异常高值点的一阶邻近点；根据重金属含量衰减系数确定各异常高值点的动态缓冲区半径；将异常高值点Voronoi图与缓冲区的交集作为异常高值点的影响范围。本发明既保留了异常高值点对其附近局部区域土壤重金属含量的影响，又避免了不同异常高值点影响区域之间的相互干扰，有效提高土壤重金属含量空间插值精度，更准确反映出矿区附近土壤重金属污染情况。

技术领域

本发明属于矿区环境评价技术领域，特别涉及针对矿区重金属含量空间分布特征研究的准确性需求，对矿区重金属含量采样点异常高值影响范围的确定方法。

背景技术

鉴于重金属对人类健康的严重危害及其在自然环境中的难降解性，矿区重金属污染的治理一直是国内外矿区环境保护领域的研究热点和难点。合理、准确地评价重金属物质在矿区周围的空间分布特征，是及时、有效地制定出重金属污染物治理措施的基本前提。

重金属含量的异常高值点一般出现在采矿点周边或污染物聚集区域，在重金属空间分布中起着关键作用，矿区重金属分布研究的难点在于，如何确定异常高值点及其影响范围。通常获得土壤重金属含量空间分布特征的主要步骤如下：(1)通过矿区土壤采样，获取采样点的重金属含量数据；(2)根据空间自相关理论或极差法等确定研究区域采样点中的异常高值点和正常点，并剔除异常高值点，以保证采样点的正态分布特征，提高地统计学分析的精度；(3)对研究区域进行地统计学分析，获得采样点间重金属含量分布的空间相关性信息，作为空间插值的前提条件；(4)采用克里金插值等方法进行空间插值，获得研究区域内的重金属含量连续分布特征；(5)进行缓冲区分析，设定不同的缓冲区范围，研究缓冲区内的污染程度。这种方法的不足主要体现在以下几个方面：(1)在重金属含量采样点中剔除了异常高值点及其影响区域，从而忽略了异常高值点的影响，导致污染空间分布评价结果失真；(2)缓冲区范围需人为指定，缺少定量依据；(3)不能够对矿区重金属污染进行准确的评价，无法体现客观存在的诸多异常高值点的影响。

发明内容

本发明的主要目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种矿区土壤重金属含量采样点异常高值影响范围的确定方法，力求更准确地反映矿区土壤重金属空间分布特征，解决传统方法精度低、难以真实反映矿区附近土壤重金属污染情况等问题。

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿区土壤重金属含量采样点异常高值影响范围的确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)通过对矿区土壤采样，获取各采样点的各类重金属含量数据；

2)根据三倍标准差方法确定矿区土壤重金属含量的异常高值点和正常采样点；通过对各采样点的Voronoi多边形和各异常高值点的Voronoi多边形进行汇总，分别生成全部采样点的Voronoi图和异常高值点的Voronoi图；

3)将与各异常高值点所在Voronoi多边形具有公共Voronoi边的采样点作为相应异常高值点的一阶邻近点，所述各异常高值点的一阶邻近点通过构建全部采样点的Delaunay三角网确定；

4)根据各异常高值点与其一阶邻近点之间的重金属含量衰减系数确定相应异常高值点的动态缓冲区半径，并根据所有异常高值点的动态缓冲区半径得到所有异常高值点的动态缓冲区范围；

5)将所有异常高值点动态缓冲区范围与异常高值点Voronoi图取交集作为矿区重金属含量异常高值点的影响范围。

本发明的特点及有益效果：