[發明專利]一種土壤重金屬濃度空間分布預測準確性的定量評價方法

在審

• 申請號: 201811080901.0
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109060858A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 喬鵬煒;雷梅;顧閏堯;郭廣慧;陳同斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陸薇薇

本發明實施例提供了一種土壤重金屬濃度空間分布預測準確性的定量評價方法，可定量評價基于FPXRF測定數據的空間分布預測準確性。所述方法利用一致性度量CM為評價指標，以自然裂點法為預測結果的污染等級分級方法，以基于實驗室測定數據的空間分布預測結果為假設真實情況，對基于FPXRF測定數據的空間分布預測結果進行分析評價，從污染物濃度總體空間分布和不同污染等級空間分布兩個角度，定量評價基于FPXRF測定數據的空間分布預測準確性。本發明所述方法突破了單純從單點樣品角度評價FPXRF準確性和適用性的局限性，提供了從空間分布預測角度評價基于FPXRF測定數據的空間分布預測準確性的有效方法，為全面評價FPXRF準確性和適用性提供理論依據。

技術領域

本發明屬于土壤污染檢測技術領域，特別涉及一種土壤重金屬濃度空間分布預測準確性的定量評價方法。

背景技術

FPXRF(便攜式X射線熒光光譜儀)在土壤污染調查中的應用獲得迅速發展，利用FPXRF測定土壤重金屬濃度數據并進行空間分布預測是污染評價及土壤修復的前提。在土壤污染調查中，往往需要根據FPXRF測定數據分析土壤重金屬總體空間分布，并識別重點區域空間位置，劃分區域面積和邊界，基于FPXRF獲得的空間分布預測的準確性直接影響土壤污染調查工作可信度。當前由于基于FPXRF獲得的空間分布預測結果與基于化學測定數據空間分布預測結果之間存在差異性，導致重金屬總體空間分布及重點區域識別準確性較低。這就限制了FPXRF在土壤污染調查中的適用性。

目前還沒有針對基于FPXRF獲得的空間分布預測準確性進行分析的研究，已有研究只涉及了分析FPXRF測定單點土壤樣品重金屬濃度的準確性。雖然 FPXRF測定單點土壤樣品重金屬濃度誤差是基于FPXRF獲得的空間分布預測誤差的根本來源，但進行空間分布預測是將樣點誤差轉化為面誤差的過程，可以放大或縮小樣點誤差。因此，從重金屬空間分布角度分析基于FPXRF獲得的空間分布預測準確性對土壤污染調查具有更深遠的意義。

現有的空間分布預測準確性評價指標主要有RMSE(均方根誤差)、CRD (相對偏差系數)、Kappa系數和OA(總體精度)等。但RMSE、CRD和OA 都難以對污染物空間分布情況和具體污染區域識別準確性做出評價，而Kappa 系數在理論上存在兩個反論，沒有被學界完全接受。另外，在土壤污染調查和土壤修復中，往往需要將污染數據進行分級，以確定污染范圍，現有空間分布預測準確性評價指標并未涉及。為解決以上問題，需要開發一種從空間分布預測角度，可定量分析基于FPXRF測定數據的空間分布預測準確性的方法，以更加全面評價FPXRF準確性和適用性。

發明內容

針對上述現有的土壤污染FPXRF測定數據的空間分布預測準確性評價存在的問題，本發明旨在提出一種土壤重金屬濃度空間分布預測準確性的評價方法，可從土壤重金屬濃度空間分布角度，定量評價基于FPXRF測定數據的空間分布預測準確性。

本發明的實施例提供一種土壤重金屬濃度空間分布預測準確性的定量評價方法，包括步驟如下：

步驟1：分別采用實驗室化學分析測定和FPXRF測定對土壤重金屬濃度進行分析，得到兩套土壤重金屬濃度數據集；

步驟2：對所述兩套數據集分別進行空間插值，得到基于實驗室測定數據的空間分布圖和基于FPXRF測定數據的空間分布圖；

步驟3：采用自然裂點法將基于實驗室化學分析測定數據的空間分布預測結果劃分為若干污染等級，并根據各等級的等級斷裂點將基于FPXRF測定數據的空間分布預測結果也對應劃分出同等數目的污染等級；

步驟4：分別將基于實驗室測定數據和基于FPXRF測定數據的空間分布圖中相同污染等級的圖層進行疊加對比，根據兩個圖層中空間分布一致的面積，計算出各污染等級空間分布一致的程度，給出該污染等級基于FPXRF測定的土壤重金屬濃度空間分布的預測準確性的定量評價；