[發明專利]一種重金屬穩定污染源的土壤污染預測方法及系統

有效

• 申請號: 202010171255.X
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111428917B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 郝星耀;潘瑜春;李淑華;董士偉;李曉嵐
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0635;G06Q50/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發明實施例提供一種重金屬穩定污染源的土壤污染預測方法及系統，該方法包括：將目標污染區域劃分為多個預設尺寸的網格，并建立元胞自動機模型；對于當前時刻的每一網格，元胞自動機模型根據每一網格的若干鄰域網格發生污染的概率，計算每一網格下一時刻發生污染的概率；重復上述過程預設次數，預測每一網格在預設時刻發生污染的概率。本發明實施例采用元胞自動機地理空間模擬框架，通過網格周圍的鄰域網格發生污染的概率，對該網格下一時刻發生污染的概率進行預測，從而實現對土壤重金屬污染風險擴散進行動態模擬，以提高模擬的空間尺度適應性和精度。

技術領域

本發明涉及農業技術領域，尤其涉及一種重金屬穩定污染源的土壤污染預測方法及系統。

背景技術

風險評估是對潛在或未來的負面影響進行識別和分析的過程。在土壤重金屬污染的風險評估中，是對未來土壤重金屬污染的相關因素和污染程度進行量化分析。

當前的土壤污染風險評估工作，主要基于某個時間點土壤污染狀況調查數據，對主要污染物狀況和土壤及地下水污染范圍進行描述，對農產品質量安全風險、公眾健康風險或生態風險進行評估。也有研究采用擴散模擬模型來描述重金屬污染的動態變化過程。

例如，重金屬污染物在土壤或土壤水中的擴散常使用對流擴散模型進行模擬；重金屬污染物通過空氣沉降的擴散常用高斯擴散模型進行模擬。以上兩種模型都屬于數值模擬方法，可以實現對重金屬污染物的擴散分布進行動態描述和預測。

在目前重金屬污染風險擴散評估應用中，都是利用一定時間范圍的監測點進行污染評價，不能反映污染程度動態變化，也無法預示風險。

發明內容

為了解決上述問題，本發明實施例提供一種重金屬穩定污染源的土壤污染預測方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供一種重金屬穩定污染源的土壤污染預測方法，包括：

將目標污染區域劃分為多個預設尺寸的網格，并建立元胞自動機模型；

對于當前時刻的每一網格，所述元胞自動機模型根據每一網格的若干鄰域網格發生污染的概率，計算每一網格下一時刻發生污染的概率；

重復上述過程預設次數，預測每一網格在預設時刻發生污染的概率，所述預設次數根據所述當前時刻、所述預設時刻和時間步長確定，所述時間步長表示一次迭代所代表的時間。

優選地，所述預設尺寸為參考柵格數據的柵格大小，所述參考柵格數據為所有輔助數據中空間分辨率最高的數據。

優選地，對于任一網格，所述任一網格和所述任一網格的若干鄰域網格組成Moore鄰域模型。

優選地，對于任一網格，根據所述任一網格的若干鄰域網格發生污染的概率，計算所述任一網格下一時刻發生污染的概率，具體包括：

其中，P^t+1表示所述任一網格在t+1時發生污染的概率，P^t表示所述任一網格在t時發生污染的概率，表示所述任一網格的第i個鄰域網格在t時發生污染的概率，diffuseCoef表示擴散系數，d_i表示運移動力在所述任一網格擴散方向上的分量大小。

優選地，所述運移動力在所述任一網格擴散方向上的分量大小通過如下公式確定：

其中，α表示所述運移動力的方向與鄰中連線的夾角，所述鄰中連線為所述任一網格的第i個鄰域網格與所述任一網格的連線。

優選地，所述運移動力在所述任一網格擴散方向上的分量大小通過如下公式確定：