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基于克里格插值对工业区土壤评价
时间：2014-09-02 11:12 文章来源：http://www.lunwenbuluo.com 作者：王伟等 点击次数：
摘 要：本文采用微元法分析单因子扩散，基于地统学半方差函数，证明克里格插值在寻找污染源的最优拟合。根据改进内梅罗综合指数法对污染物污染指数进行综合分析。改进的内梅罗指数法反映指数的连续变化，有效地解决了因子数量多，指数分布集中的问题，效果较好。
关键词：微元法；半方差函数；克里格插值；改进内梅罗综合指数
中图分类号：X524 文献标识码：B
引言
城市工业区是城市生产工业设施、机械加工制造较为集中的地区。工业区土壤的污染情况也是明显高于普通住宅区和商业区。土壤污染主要是重金属污染，重金属包括Cu、Cr、Cd、Zn、Pb、As、Ni、Hg这8种。重金属不能被土壤微生物分解，且很容易在生物体内积累，通过食物链等环节在人体内积累，严重危害人类身体健康。工业区土壤污染往往呈现一定的规律，可通过理论分析获得其空间分布和扩散趋势。对工业区土壤污染物的空间分布与扩散的理论研究和应用，可以为相关部门提供测量分析和决策的依据，辅助制定相关政策。
1 单因子微元法与克里格插值处理
流体理论或称微分方程模型，其主要思路是利用元素法，将整体看做很小的小块组合而成。区域划分成很小的微元，在这个微元上，重金属成分保持不变。由此便可建立起空间直角坐标系，从而便于确定重金属的空间分布。然而空间分布具有随机性和一定的结构特性，利用地址统计学和克里格插值[1]可很好地描述各元素分布位置和浓度，可确定污染源的位置。
1.1 微元法确定扩散模型
采用微元法将整个区域划分成微小的单元体，单元体长度为，污染的扩散可看做单位体对立面污染物的输入与输出。
以方向为例，当趋近于0时，A1面进入的污染物与A2面出的污染物的质量接近相等，则整个单元体质量可看做固定值。假设污染物在此刻相对固定，即在内，视作不变。方向扩散系数为，污染物浓度为，则内污染区域方向直线上从到范围内污染物质量为：
分析积分形式，大致确定在内，从到范围污染物分布规律。上式对积分，保证到内质量相等。得到关于方向上，污染物扩散的偏微分方程：
其中表示初始状态污染源处单元体的浓度。根据柯西条件和傅里叶变换[2]，得到在方向浓度随时间变化模型如下：
1.2 半方差函数
半方差函数，或称半变异函数，是地址统计学的基本工具。基于微元法，将污染物看做随空间连续变化的量，记空间上某点处重金属含量与三维坐标对应，表示为，称为区域化变量，在一维坐标条件下表示轴。第次测量值为，与区域变量相距处的观测值为，定义半方差函数为区域变量在和处观测值差的方差一半，具体如下：
其中为所有测量值的对数。若假设重金属含量平稳，则半方差函数只于测量地点距离有关，即：
污染的空间扩散可看做连续的过程，所以半方差函数确定的一系列离散的点可通过拟合看做连续的分布。根据地质统计学的研究现状[3][4]，变异函数所确定的理论模型有线性模型、指数模型、球状模型。
1.3 克里格插值
克里格插值是基于变异函数，对污染物空间分布做插值分析的方法。上述地质学中的变异的拟合是理论的模型，能够说明重金属之间的相关性距离，在确定反应真实分布时存在缺陷。克里格插值是基于离散的半方差函数，它是对实验变异函数的最优拟合。
在模型中，待估点的污染物估计值为，其表示周围已知变量的线性组合[6]，组合的系数为，即：
为已知测量数据的个数。为避免误差，使对的估计无偏，应保证无偏条件，即系数之和为1。利用拉格朗日乘数法可得到极值化的估计值的组合，从而得到最优拟合。拉格朗日乘数法确定克里格方程组如下：
为极小化处理时的拉格朗日乘数。上式是基于半方差函数构造的普通克里格插值法，是对空间重金属污染物的最优拟合，由于保证了无偏估计，插值效果较一般插值效果更好。目前，克里格插值发展有多种，包括泛克里格插值法、协克里格插值法等多种方法。
2 结论
重金属对土壤造成的污染很难确切的评价，每种评价方法都有各自的优缺点，常用的评价方法只是根据重金属浓度来判断污染的状况怎样，这是很不准确的。本文主要从重金属扩散的原理进行分析，得到重金属的扩散特点，利用改进的内梅罗指数对工业区的重金属污染进行了综合的评价。
参考文献
[1] 刘刚，赵荣，刘纪平，等.澜沧江流域降水量空间分布的克里格插值分析[J].测绘科学，2007，32（3）：104-105.
[2] 孙硕，晋榕榕.城市表层土壤中心数污染物的扩散分析[J].时代金融，2013，3：307-308.
[3] 王耀，李欣，王子佳.城市表层土壤重金属污染分析[J].浙江外国语学院报，2013，3.
[4] 戴安妮，周晶，陈杰，等.城市表层土壤重金属污染分析的数学模型[J].浙江外国语学院报，2013（4）：57-65.
[5] 李新，程国栋，卢玲.青藏高原气温分布的空间插值方法比较[J].高原气象，2003，22（6）：565-573..
[6] 相建华.GIS在中国区域地壳稳定性评价中的应用[J].山西建筑，2006，32（4）：116-117.
[7] 范栓喜，甘卓婷，李美娟，等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报，2012，26（17）：310-315.
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