[發(fā)明專(zhuān)利]一種重金屬污染耕地修復(fù)治理的智能化決策方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110046203.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112893427B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安毅;林大松;武麗娜;霍莉莉;杜兆林;秦莉;丁健;姚彥坡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所
• 主分類(lèi)號(hào): B09C1/00
• 分類(lèi)號(hào): B09C1/00;G06N7/00
• 代理公司: 蘇州國(guó)卓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32331
• 代理人: 劉靜宇

本申請(qǐng)涉及一種重金屬污染耕地修復(fù)治理的智能化決策方法，將已有重金屬污染耕地修復(fù)治理信息整合分析，通過(guò)計(jì)算各個(gè)不同案例得出每個(gè)修復(fù)措施對(duì)應(yīng)的待決策指標(biāo)修復(fù)指數(shù)，以計(jì)算出的待決策指標(biāo)修復(fù)指數(shù)作為輸入，構(gòu)建對(duì)應(yīng)修復(fù)措施的適宜概率計(jì)算模型，通過(guò)不同案例給出的數(shù)據(jù)，得到對(duì)應(yīng)修復(fù)技術(shù)的模型，然后根據(jù)待處理土壤的待決策指標(biāo)的輸入，獲取最優(yōu)修復(fù)措施；這樣可以防止人為決策的盲目性，極大地提高了決策準(zhǔn)確度；同時(shí)可以有效利用歷史數(shù)據(jù)為后期相關(guān)修復(fù)工作提供數(shù)據(jù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬污染耕地修復(fù)治理的智能化決策方法。

背景技術(shù)

耕地土壤重金屬污染具有危害面廣、危害程度大、危害時(shí)間久等特點(diǎn)，直接影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、人居環(huán)境、人體健康、生態(tài)環(huán)境等，因此重金屬污染耕地的修復(fù)治理勢(shì)在必行。我國(guó)區(qū)域發(fā)展不均衡，土壤類(lèi)型多樣，污染類(lèi)型復(fù)雜且修復(fù)治理技術(shù)研究起步較晚，目前相關(guān)研究多為區(qū)域性研究，且主要為采用物理、化學(xué)修復(fù)技術(shù)。

上述技術(shù)方法存在的主要問(wèn)題有：(1)修復(fù)治理技術(shù)方法多針對(duì)局部地區(qū)開(kāi)展，缺乏適用性研究；(2)針對(duì)待修復(fù)區(qū)域，歷史修復(fù)治理技術(shù)方法參考性較小，資源浪費(fèi)；(3)歷史性數(shù)據(jù)僅僅提供對(duì)應(yīng)修復(fù)方式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并不能量化，難以作為參考依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用已有耕地、區(qū)域背景信息、產(chǎn)量信息、修復(fù)信息等構(gòu)建案例庫(kù)，計(jì)算修復(fù)案例的修復(fù)指數(shù)并構(gòu)建相關(guān)模型，結(jié)合研究區(qū)域特征及進(jìn)行采樣分析，通過(guò)擬合模型篩選修復(fù)技術(shù)，并將研究區(qū)域耕地修復(fù)信息納入案例庫(kù)進(jìn)行模型更新，提高模型精度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種重金屬污染耕地修復(fù)治理的智能化決策方法，所述方法包括：

(1)修復(fù)案例庫(kù)構(gòu)建：

獲取相關(guān)信息，構(gòu)建修復(fù)案例庫(kù)；

(2)修復(fù)指數(shù)計(jì)算：

計(jì)算每個(gè)修復(fù)案例的重金屬M(fèi)的修復(fù)指數(shù)Iq，具體公式如下：

Iq＝(Mq*N)/C (1)

其中，Mq為重金屬M(fèi)在q技術(shù)下的污染修復(fù)目標(biāo)完成率，包含但不限于土壤重金屬全量降低率，土壤重金屬有效態(tài)降低率、農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量降低率等；N為修復(fù)組農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與對(duì)照組農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的比值，C為年均每畝修復(fù)成本與當(dāng)季種植成本之和與正常年份種植成本的比值；

(3)修復(fù)技術(shù)模型參數(shù)確定：

以修復(fù)案例的修復(fù)指數(shù)Iq和數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的土壤指標(biāo)和氣象指標(biāo)為輸入(x)，構(gòu)建QDA模型，確定各類(lèi)修復(fù)技術(shù)模型對(duì)應(yīng)參數(shù)，具體如下：

其中，當(dāng)修復(fù)案例的修復(fù)指數(shù)Iq值≤1時(shí)，取i＝0；當(dāng)修復(fù)案例的修復(fù)指數(shù)Iq值1時(shí)，取i＝1；兩種情況帶入模型獲取兩組QDA模型，分別為QDA₀模型、QDA₁模型；π_i的取值范圍為0-1；μ為所有指標(biāo)均向量；∑為所有指標(biāo)協(xié)方差矩陣；

(4)修復(fù)技術(shù)及措施推薦：

(4.1)計(jì)算待修復(fù)區(qū)域的修復(fù)技術(shù)適宜性

在待修復(fù)區(qū)域進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，所述采樣監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括輸入QDA模型中的土壤指標(biāo)和氣象指標(biāo)，結(jié)合上步獲取的各類(lèi)修復(fù)技術(shù)對(duì)應(yīng)的QDA₀模型、QDA₁模型參數(shù)，計(jì)算各類(lèi)修復(fù)技術(shù)的正負(fù)修復(fù)概率P_y；

所述正負(fù)修復(fù)概率1時(shí)記為P(1)，正負(fù)修復(fù)概率≤1時(shí)記為P(0)，依據(jù)正負(fù)修復(fù)概率計(jì)算修復(fù)概率P_(M，q)，具體公式如下：