土壤重金属污染风险区划分方法、装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种土壤重金属污染风险区划分方法、装置、电子设备及介质，上述方法包括：用土壤重金属污染风险区划分采样点数据集构建基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型，根据重要因素间的相关性和因素重要性筛选最优因素，生成最优输入变量集，其与优化预测模型生成最优参数组一起输入预测模型，生成优化的预测模型，利用优化的预测模型计算待划分风险区域的规则间隔点集的风险等级，最后优化处理由风险等级数据生成待划分区域的土壤重金属污染多级风险区。应用本发明专利技术实施例中的方法、装置、电子设备及介质有效提高了风险区划边界的精准度，解决地统计空间插值方法对采样点代表性和数量的依赖性强问题。值方法对采样点代表性和数量的依赖性强问题。值方法对采样点代表性和数量的依赖性强问题。

【技术实现步骤摘要】
土壤重金属污染风险区划分方法、装置、电子设备及介质


[0001]本专利技术属于环境污染评价
，具体涉及一种区域土壤重金属污染风险区划分方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]土壤是地球生态系统的重要组成部分、人类赖以生存的自然资源，在人类的生产生活中占据着至关重要的位置。土壤重金属污染关系国家粮食安全和人民身体健康，污染风险区的准确划分是开展土壤重金属污染风险评估、风险管控及修复治理的重要基础性工作。
[0003]土壤重金属的空间分布受自然和人为多种因素综合影响，是具有高度异质性的复合体。目前，土壤重金属污染风险区划分普遍采用地统计空间插值方法，旨在利用有限的采样点数据的空间相关性，对非采样点处的土壤重金属含量进行无偏最优估计，这不仅要求采样数据真实且具有代表性，采样点的数量更是至关重要。理论上，提高采样密度可获得高精度空间数据信息，然而对于土壤重金属检测，检测精度和准确性较高的实验室检测法具有检测周期长、工作繁琐的问题，因此，采样密度越高，所需的人力、物力、财力和时间越多，土壤重金属污染风险区划分的成本越高。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域土壤重金属污染风险区划分方法，其特征在于，该方法包括：根据待划分风险区域内各采样点的土壤重金属含量计算各采样点的土壤重金属污染风险等级；获取所述待划分风险区域的重要因素的空间连续分布数据，所述重要因素影响土壤重金属时空分布，再从所述空间连续分布数据中提取所述各采样点的重要影响因素值；将所述各采样点的坐标位置与各采样点的土壤重金属污染风险等级和重要影响因素值的一一映射，整合映射后的各采样点数据生成土壤重金属污染风险区划分采样点数据集；将所述土壤重金属污染风险区划分采样点数据集划分为训练集和测试集，构建基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型；计算所述影响土壤重金属时空分布的重要因素间的相关性，结合所述相关性和所述基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型产生的因素重要性，筛选最优因素，生成最优输入变量集；优化所述基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型的重要参数生成最优参数组，将所述最优参数组和所述最优输入变量集输入基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型，生成优化的土壤重金属污染风险等级预测模型；提取代表所述待划分风险区域的规则间隔点集，利用所述优化的土壤重金属污染风险等级预测模型计算所述规则间隔点集的风险等级，优化处理由所述规则间隔点集的风险等级数据生成所述待划分区域的土壤重金属污染多级风险区。2.根据权利要求1所述的一种区域土壤重金属污染风险区划分方法，其特征在于，根据待划分风险区域内各采样点的土壤重金属含量计算各采样点的土壤重金属污染风险等级，包括：按照土壤重金属污染风险评价方法，根据所述各采样点的土壤重金属含量计算其土壤重金属污染风险值；根据所述土壤重金属污染风险评价方法的风险等级阈值评估所述各采样点的风险等级。3.根据权利要求1所述一种区域土壤重金属污染风险区划分方法，其特征在于，所述影响土壤重金属时空分布的重要因素包括自然因素和人为因素，自然因素至少包括海拔、坡度、坡向和土壤类型，人为因素至少包括土地利用类型、与居住区、道路和河流的距离。4.根据权利要求3所述的一种区域土壤重金属污染风险区划分方法，其特征在于，获取所述待划分风险区域的重要因素的空间连续分布数据的方法，包括：基于DEM数据提取待划分风险区域的海拔、坡度和坡向数据；栅格化待划分风险区域的土壤类型和土地利用类型数据；基于待划分风险区域的土地利用类型数据计算所述各采样点与居住区、道路和河流的距离的数据。5.根据权利要求1所述的一种区域土壤重金属污染风险区划分方法，其特征在于，提取所述各采样点的重要影响因素值，包括：将所述各采样点叠加到影响土壤重金属时空分布的重要因素的空间连续分布数据，按照所述各采样点的坐标位置提取所述各采样点的土壤重金属时空分布的重要影响因素值。
6.根据权利要求1所述的一种区域土壤重金属污染风险区划分方法，其特征在于，优化所述基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型的重要参数生成最优参数组，包括：按照设定的参数空间建立参数字典，对所述参数字典的重要参数采用循环嵌套、逐一遍历的优化模式，在未优化参数中选择一个作为待优化参数，固定已优化参数值，设定其他未优化参数值；其中，待优化参数的遍历循环优化过程具体包括：利用参数随机搜索交叉验证的方式训练所述基于随机森林算法的土壤重金属污染风险等级预测模型，以生成的最优参数组为标准更新参数范围，形成优化参数字典；再按照所述优化参数字典，利用参数网格搜索交叉验证的方式训练所述基于随机森林算法的土壤重金属污染风...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹姗姗，陆安祥，孙伟，孔繁涛，刘继芳，韩昀，安民，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业信息研究所，
类型：发明
国别省市：