【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤监测，特别是涉及一种基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法。
技术介绍
1、在工业化和城市化快速发展进程中，城镇及其周边往往存在大量的污染或潜在污染场地，它们威胁着周边居民的身体健康，并显著影响土地和地下水资源的安全使用，也成为许多大中城市土地资源安全再利用的限制因素。当前，在城镇建设过程中，建设用地的用途变更为住宅、公共管理与公共服务用地的地块，需要开展土壤污染状况调查评估；土壤污染状况调查通常在土地使用前由用地单位自行开展，其一方面增加了用地单位的负担，另一方面也会出现过度调查，造成社会成本的浪费。
2、针对上述问题，在规划阶段由政府部门统一开展土壤监测成为一种可行的方法，然而，目前开展的土壤监测，往往不考虑整体的规划因素和分类监测方法，简单采集大量土壤样本来估计污染物分布范围，在带来巨大工作量的同时其结果的精准程度也往往较低，因此，需要一种切实可行的建设用地的土壤监测方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，通过对目标区域的建设用地进行格栅分类，确定需进行土壤监测的区域，并执行不同策略的土壤监测方法。为了实现本专利技术的上述目的，采用以下技术方案：
2、一种基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，所述方法包括：
3、步骤1，根据目标区域土地规划数据得到建设用地格栅图。
4、获取城镇目标区域的地图，以及建设用地、农用地和未利用地的分布数据，在目标区域的地图上叠加建设用
5、步骤2，基于空间叠图优化法将建设用地格栅图进行区域划分。
6、基于卫星传感数据获取所述建设用地中的已建成建筑物区域和未建设区域的分布图，以及从政府公开信息中获取已建成建筑物区域需要更新的区域，将所述未建设区域和已建成建筑物区域需要更新的区域映射到所述建设用地格栅图上，形成第一格栅图。
7、进一步的，基于爬虫技术从政府公开信息中获取已确定用途为住宅用地或公共管理与公共服务用地的区域分布数据，在所述第一格栅图上叠加所述分布数据，得到第二格栅图。
8、进一步的，根据所述第二格栅图将所述建设用地分为三个区域：第一区域为建设用地中不需要更新的已建成建筑物区域，第二区域为未建设区域和已建成建筑物区域需要更新的区域中已确定用途为住宅用地或公共管理与公共服务用地的区域，第三区域为未建设区域和已建成建筑物区域需要更新的区域中未确定用途的区域，以及未建设区域和已建成建筑物区域需要更新的区域中目前确定的用途不是住宅用地或公共管理与公共服务用地的区域。
9、步骤3，根据区域划分结果，利用土壤监测分类模型将土壤监测区域分为两类。
10、所述土壤监测分类模型将土壤监测区域分为第一类监测区域和第二类监测区域，所述土壤监测区域为第二区域和第三区域的总和；所述第一类监测区域包括第二区域和部分第三类区域。
11、进一步的，所述确定第一类监测区域的方法为：s1表示第二格栅中的第一区域格栅集合，s2表示第二格栅中的第二区域格栅集合，s3表示第二格栅中的第三区域格栅集合，格栅为长度l的正方形，以目标格栅xi的中心点为圆心，以r为半径得出的区域范围内，分别统计格栅属于s1、s2和s3的数目a、b和c，则目标格栅xi的分类权重值fxi：
12、
13、其中，半径r的取值满足：r≥4l，为分配权重，满足：1>q2>q3>q1>0，且q2+q3+q1＝1。
14、进一步的，计算所有属于第二区域和第三区域的格栅的分类权重值，将第二区域中的格栅的分类权重值最小值fximin设为分类阈值，当第三区域中的格栅的分类权重值不小于fximin时，将该格栅区域划分为第一类监测区域。
15、进一步的，将所述第三区域中格栅的分类权重值小于fximin的格栅区域划分为第二类监测区域。
16、步骤4，对两类土壤监测区域执行不同的土壤监测方法。
17、当所在格栅区域属于第一类监测区域，若格栅区域内存在污染源，采用分区布点法进行土壤监测；若格栅区域内不存在污染源，则采用随机布点法进行土壤监测。
18、当所在格栅区域属于第二类监测区域，则对所述格栅所在地采用随机布点法进行土壤监测。
19、进一步的，所述分区布点法包括：采集存在污染源的格栅区域土壤表层样本，确定污染物的平均浓度。
20、将大于污染物的平均浓度的区域设置为重点监测区域，对重点监测外区域采用等距网格设置监测工作单元，所述工作单元只监测土壤表层污染物浓度；对所述重点监测区域按照密度大于重点监测外区域的方法设置监测工作单元，并在一个工作单元上同时监测土壤表层和垂直方向的污染物浓度；所述土壤表层为0-50cm深度范围的土壤，所述垂直方向的采样深度为50cm-6m。
21、进一步的，所述随机布点方法包括：根据采集的样本确定的监测工作单元数量，将格栅区域基于监测工作单元数量进行等面积划分，在每个划分面积内随机设置一个监测工作单元，所述工作单元只监测土壤表层污染物浓度。
22、进一步的，所述监测工作单元数量的确定方法为：式中，n为最佳采样数，λα为置信度为α时的t分布特征值，s为样本标准差，x为样本平均值，k为最大允许误差，取90％。
23、本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：
24、一、本专利技术根据建设用地的格栅图将建设用地分为建设用地中不需要更新的已建成建筑物区域，未建设区域和已建成建筑物区域需要更新的区域中已确定用途为住宅用地或公共管理与公共服务用地的区域，和未建设区域和已建成建筑物区域需要更新的区域中未确定用途的区域或未建设区域中目前确定的用途不是住宅用地或公共管理与公共服务用地的区域；提高了确定土壤监测目标区域的效率，并根据模型算法确定可能转变用途的区域，提前进行土壤监测工作，有效提升了土壤监测区域划分的准确性。
25、二、本专利技术将需要进行土壤监测的区域进行划分并执行不同的监测方法，大大减少了传统土壤监测工作单元设置的工作量，能够精准的指导城镇建设用地的土壤监测工作。
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1.一种基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述建设用地格栅图的获取方法为：获取城镇目标区域的地图，以及建设用地、农用地和未利用地的分布数据，在目标区域的地图上叠加建设用地分布数据得到建设用地分布图，将所述建设用地分布图进行格栅化处理，形成建设用地格栅图。
3.根据权利要求2所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述区域划分方法包括：
4.根据权利要求1所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述土壤监测分类模型将土壤监测区域分为第一类监测区域和第二类监测区域，所述土壤监测区域为第二区域和第三区域的总和；所述第一类监测区域包括第二区域和部分第三类区域。
5.根据权利要求4所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，确定所述第一类监测区域的方法为：
6.根据权利要求4所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，当所在格栅区域属于第一类监测区域，若格栅区域内
7.根据权利要求6所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述分区布点法包括：采集存在污染源的格栅区域土壤表层样本，确定污染物的平均浓度；
8.根据权利要求6所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述随机布点方法包括：根据采集的样本确定的监测工作单元数量，将格栅区域基于监测工作单元数量进行等面积划分，在每个划分面积内随机设置一个监测工作单元，所述工作单元只监测土壤表层污染物浓度。
9.根据权利要求8所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述监测工作单元数量的确定方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述建设用地格栅图的获取方法为：获取城镇目标区域的地图，以及建设用地、农用地和未利用地的分布数据，在目标区域的地图上叠加建设用地分布数据得到建设用地分布图，将所述建设用地分布图进行格栅化处理，形成建设用地格栅图。
3.根据权利要求2所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述区域划分方法包括：
4.根据权利要求1所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，所述土壤监测分类模型将土壤监测区域分为第一类监测区域和第二类监测区域，所述土壤监测区域为第二区域和第三区域的总和；所述第一类监测区域包括第二区域和部分第三类区域。
5.根据权利要求4所述的基于空间叠图优化法的区域土壤监测方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊杰，钱靖华，
申请(专利权)人：北京市生态环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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