發(fā)布時間：2017-11-24 05:27

  本文關(guān)鍵詞：基于BME方法融合兩種測定數(shù)據(jù)的土壤重金屬空間預(yù)測

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【摘要】：空間分布預(yù)測是區(qū)域土壤重金屬污染評價的重要一環(huán),而土壤密集采樣及重金屬含量測定是保證空間預(yù)測精度的基礎(chǔ)。目前,土壤重金屬含量測定主要方式有兩類:一是以ICP等儀器測定為代表的傳統(tǒng)實驗室測定方式,優(yōu)點是誤差小、準確率高,缺點是過程復(fù)雜、周期長、費用高;二是以X-Ray儀器測定為代表的快速測定方式,優(yōu)點是試樣制備過程簡短、分析時間短、多元素即時測定等,缺點為精度差,結(jié)果具有模糊性。因此,如何在土壤重金屬空間建模及預(yù)測中綜合利用這兩類不同精度的數(shù)據(jù),達到分析成本和計算精度的平衡值得研究。鑒于此,本研究選取武漢市七大主城區(qū)之一——青山區(qū)作為實驗區(qū)域。首先,采集96個20厘米以內(nèi)的表層土壤樣品,用兩種方式測定土壤中重金屬Cu和Zn的含量:用X-Ray和ICP測定38個樣品,用X-Ray測定剩余58土壤樣品。然后,基于同時用兩種方式測定的土壤重金屬含量數(shù)據(jù),分析兩種方式所測結(jié)果的相關(guān)性。結(jié)果表明,對于Cu和Zn含量,X-Ray所測結(jié)果與ICP所測結(jié)果相關(guān)系數(shù)分別為0.634和0.887,均為極顯著相關(guān),因此X-Ray所測結(jié)果可以可靠的作為軟數(shù)據(jù)運用于空間預(yù)測分析。最后,為比較在不同數(shù)據(jù)的利用方式下,不同空間預(yù)測方法的優(yōu)劣,本文選用5種空間預(yù)測方案,分別是:只使用ICP所測結(jié)果的普通克里格(HOK);使用ICP所測數(shù)據(jù)和X-Ray硬化后數(shù)據(jù)的普通克里格(HMOK);以ICP所測數(shù)據(jù)為主變量,以X-Ray硬化后數(shù)據(jù)為輔助變量的協(xié)同克里格(CK);以X-Ray所測的推薦值為中值,X-Ray所測的誤差值組成均一分布形式的軟數(shù)據(jù),聯(lián)合ICP所測數(shù)據(jù)(硬數(shù)據(jù)),使用貝葉斯最大熵(BME)方法進行預(yù)測(BME_I);以X-Ray所測的推薦值為期望值,考慮X-Ray所測的誤差值組成高斯分布形式的軟數(shù)據(jù),聯(lián)合ICP所測數(shù)據(jù)(硬數(shù)據(jù)),使用BME方法進行預(yù)測(BME_N)�？臻g預(yù)測表明:(1)各種方法所得結(jié)果中,重金屬含量的空間分布形式類似,Cu和Zn含量都是北部區(qū)域高于南部區(qū)域;(2)BME方法所得結(jié)果能克服克里格類方法的平滑效應(yīng)。而精度驗證與比較的結(jié)果表明:(1)對于Cu和Zn,BME方法所得結(jié)果的精度明顯優(yōu)于克里格類方法所得結(jié)果的精度;(2)BME方法中,BME_N的精度要高于BME_I的精度,說明相較于均一分布,高斯分布可能更接近于X-Ray測定結(jié)果所表達的信息。本研究的意義在于:拓展了空間地統(tǒng)計方法,而且基于X-Ray的軟數(shù)據(jù)利用方式也拓展了BME方法的應(yīng)用方式;X-Ray所測數(shù)據(jù)的有效利用,降低了土壤重金屬含量測定成本,同時保證了一定的空間預(yù)測精度水平,為區(qū)域土壤重金屬評估提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X833

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本文編號：1221197