[发明专利]基于地理探测器的湖泊富营养化定量分析方法及存储介质

权利要求书

1.一种基于地理探测器的湖泊富营养化定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取研究区湖泊的矢量数据图层，根据所述矢量数据图层沿着湖泊形态轮廓绘制湖边缓冲区范围和湖心缓冲区范围；

S2、获取所述研究区湖泊的各驱动因子；

S3、在所述湖边缓冲区范围和所述湖心缓冲区范围分别预选取多个水质取样点位置；

S4、获取各所述水质取样点位置的水质监测数据，并根据所述水质监测数据计算各水质取样点位置的综合营养状态指数；

S5、基于所述综合营养状态指数，利用地理探测器分析各所述水质取样点位置的驱动因子中单因子以及多交互因子对湖泊水污染空间分布的影响程度，获得影响水污染空间分布的驱动因子的解释力；

S6、基于各所述驱动因子的解释力的大小，分别汇总各驱动因子所属污染源类型，并加权各驱动因子的解释力大小占所有驱动因子的解释力大小总和百分比，定量计算各驱动因子和各种污染源的湖泊污染贡献百分比。

2.如权利要求1所述的一种基于地理探测器的湖泊富营养化定量分析方法，其特征在于，在步骤S4中，各所述水质取样点位置的水质监测数据采用便携式水质监测仪或通过国标法测得，根据以下公式计算各水质取样点位置的综合营养状态指数：

式中，TLI(Σ)表示综合营养状态指数，W_j表示第j种参数的营养状态指数的相关权重，TLI_j表示第j种参数的营养状态指数；

其中，第j种参数的营养状态指数的相关权重计算公式为

式中，r_ij表示第j种参数与基准参数i的相关系数，m为评价参数的个数。

3.如权利要求1所述的一种基于地理探测器的湖泊富营养化定量分析方法，其特征在于，步骤S5中，所述利用地理探测器分析各所述水质取样点位置的驱动因子中单因子以及多交互因子对湖泊水污染空间分布的影响程度的步骤，包括：

S51、进行因子探测，包括以下步骤：

S511、利用地理探测器计算各驱动因子对湖边、湖心的各水质取样点位置的污染状况空间分布解释力；

S52、进行交互探测，包括以下步骤：

S521、将各驱动因子两两组合得到双因子，利用地理探测器分析双因子的耦合作用，获得双因子耦合作用时对应的解释力以及双因子之间的关系；

S522、找出双因子之间的关系为双因子增强或双因子非线性增强的双因子组合以及每个双因子组合对应的解释力大小，将每个双因子组合进行排序，汇总并计算每个双因子和单个因子所属污染源类型。

4.如权利要求3所述的一种基于地理探测器的湖泊富营养化定量分析方法，其特征在于，步骤S511中，所述利用地理探测器计算各驱动因子对湖边、湖心的各水质取样点位置的污染状况空间分布解释力的计算公式具体为：

其中，q_t表示第t种驱动因子的解释力，t表示驱动因子的种类，t∈{1,2,...,T}，T表示驱动因子的总数，h表示第t种驱动因子的分层，H_t表示第t种驱动因子的总分层数，N_th表示在第h层中包含第t种驱动因子的缓冲区总数，即第h层中包含第t种驱动因子的取样点总数，N表示全流域的缓冲区总数，即流域内水质取样点的总数，表示第h层的水质综合营养状态指数的方差，σ²表示全流域的水质综合营养状态指数的方差，具体的计算公式分别为：

其中，P_i表示第i个水质取样点的综合营养状态指数，i表示第i个水质取样点，i∈{1,2,...,M}，M表示流域内水质取样点的总数，P表示水质取样点水质综合营养状态指数的平均值，k表示第h层中第k个水质取样点，k∈{1,2,...,N_h}，N_h表示第h层中水质取样点的总数，P_hk表示第h层中第k个水质取样点的水质综合营养状态指数，P_h表示第h层中水质取样点水质综合营养状态指数的平均值。