CN111077280A - 一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法 - Google Patents

一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，该方法包括：数据采集；获取线状图层数据；获取点状图层数据I和点状图层数据II；校正河流位置关系，确定河流流向；校正水质监测站点和农村污水处理设施的位置关系；创建河网模型，确定溯源关系；创建路网模型；获得起关键权重的溯源结果和污染物扩散路径。本发明利用校正后的河网数据、水质监测站点数据和农村污水处理设施数据，创建河网模型和路网模型，进而确定溯源关系，找到起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果，并得到污染物扩散路径，为建立农村污水处理设施和水质监测站点的水质监管策略提供依据。

Description

一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源 分析方法
技术领域
本发明涉及环保信息分析技术领域，尤其涉及一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法。
背景技术
我国拥有很多的江河湖，随着经济的发展，它们整体污染情况比较严重，大约90％的湖泊出现了水体富营养化，严重影响到生态平衡，我国城乡饮水安全问题受到威胁。近年来，随着政府对环境治理的逐渐重视，国家加大基础设施和环保投资力度，在水环境综合整治和“水十条”行动推动下，地表水水质有所改善，但实现“水十条”III类水体要求的难度大。
当前，我国工业废水和城市生活污水整治力度很大，绝大部分通过管网收集后进入市政污水厂内集中处理，而2018年，我国农村生活污水排放量大约为230亿吨，按照要求，农村区域因地制宜建设了大量生活污水处理设施，当前对农村污水进行处理的行政村比例为25.0％左右。但是，由于农村污水处理设施数量庞大，地理位置高度分散，运维费人费力，越来越多的设施运维监管问题开始暴露出来，普遍出水不达标，有效运行率很低，农村污水处理设施的污水排放对地表水水质的影响日趋明显。
因此，有必要建立一套农村污水处理设施与地表水水质监测站点间影响关联关系的溯源分析方法，从而支撑农村污水处理设施和水环境质量的长效监管，实现政府精准治水的环境目标。
发明内容
本发明提供了一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，该方法能够确定河网区域内农村污水处理设施与水质监测站点之间的溯源关系，找到起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果，并得到水质监测站点与农村污水处理设施之间的污染物扩散路径，为建立农村污水处理设施和水质监测站点的水质监管策略提供依据。
具体技术方案如下：
一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，包括以下步骤：
(1)采集待分析的河网区域内所有河流的属性数据，所有水质监测站点的属性数据，以及将农村污水排放至河网区域内的所有农村污水处理设施的属性数据；
(2)利用步骤(1)获得的所有河流的属性数据，形成面状图层数据，从面状图层数据中抽取每条河流的河流中心线，再对河流中心线进行对象化处理，使得区域内每一条河流均由一条线来表征，并确保河流的连通性，得到由河网区域内所有河流组成的线状图层数据；
(3)对步骤(1)获得的水质监测站点的属性数据进行空间化处理，使得河网区域内每一个水质监测站点均由一个点来表征，得到由河网区域内所有水质监测站点组成的点状图层数据I；
(4)对步骤(1)获得的农村污水处理设施的属性数据进行空间化处理，使得河网区域内每一个农村污水处理设施均由一个点来表征，得到由河网区域内所有农村污水处理设施组成的点状图层数据II；
(5)利用GIS软件对步骤(2)获得的线状图层数据中各河流间的位置关系进行校正编辑，得到各河流间连接关系正确的河网数据A；结合河流的流向规律，确定不同时期内河流的流向，得到具有河流流向信息的河网数据B；
(6)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(3)获得的点状图层数据I，通过空间位置校正和空间叠加分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ；
(7)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(4)获得的点状图层数据II，通过空间位置校正，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，再通过空间叠加分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ；
(8)利用步骤(5)获得的河网数据B、步骤(6)获得的点状图层数据Ⅲ和步骤(7)获得的点状图层数据Ⅳ，创建以河流数据为线，水质监测站点和农村污水处理设施为点的河网模型；根据河网模型，确定农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源关系；
(9)利用步骤(5)获得的河网数据B，创建以河流线为流通路径，河流流向模拟道路单行线的路网模型；
(10)根据各河流污染物的扩散衰减因子，设定路网模型中的距离因子，得到各水质监测站点或各农村污水处理设施的网络服务区和导航路径，再以网络服务区作为筛选因子，获得起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果，并根据导航路径，得到水质监测站点与农村污水处理设施之间的污染物扩散路径。
本发明提及的“河网区域”是指基于行政区域范围能覆盖农村污水处理设施污水排放的所有河网分布区域；“流通路径”是指沿河网中心线的连通线区域；“扩散衰减因子”是指河流污染物的最大传播距离；“距离因子”是指河网污染物传播的距离成本，参考河流污染物扩散衰减因子而设立；“网络服务区”是指从某一水质监测站点或某一农村污水处理设施开始，包含从该点开始的指定距离因子范围内的所有河网扩散路径区域；“导航路径”是指路网模型中生成的传播路径，也就是水质监测站点与农村污水处理设施之间的关联扩散路径。
上文所述的属性数据包含河流、农村污水处理设施和水质监测站点的名称以及相应的地理位置信息数据。进一步地，步骤(1)中，所述河流的属性数据至少包括河流编号、河流名称；所述水质监测站点的属性数据至少包括水质监测站点编号、水质监测站点名称、水质监测站点经纬度；所述农村污水处理设施的属性数据至少包括农村污水处理设施编号、农村污水处理设施名称、农村污水处理设施经纬度。
进一步地，步骤(2)中，所述对象化处理的方法为：利用GIS软件将面状图层数据转化成边线集合数据，根据线与线之间的平行关系，生成区域内每条河流的中心线集合数据，得到区域内所有河流的线状图层数据；再对所述线状图层数据进行拆分、合并，使线状图层数据对应到实际河流对象上，得到由区域内所有河流组成的河流对象化的线状图层数据。
进一步地，步骤(3)中，所述空间化处理的方法为：将步骤(1)获得的水质监测站点的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件将Excel文件转换成空间化的点状图层数据I。
进一步地，步骤(4)中，所述空间化处理的方法为：将步骤(1)获得的农村污水处理设施的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件将Excel文件转换成空间化的点状图层数据II。
本发明中步骤(2)、(3)和(4)之间无顺序上的要求，可交换前后顺序；同样，步骤(6)和(7)之间也无顺序上的要求，可交换前后顺序。
由于获取的河流属性信息所形成的线状图层数据经常会在河流的连接处出现断开或连接错乱的情况，所以需要进行河流间的拓扑连接关系修正，可通过人工方式进行修正，修正的依据为卫星遥感数据。
河流一年内的流向会随着不同的季节发生改变，为了确保河流流向信息的准确性，需要先根据当地水利部门的信息资料进行不同季节的流向标注，才能够获得更加准确的具有河流流向信息的河网数据B。
作为优选，步骤(5)中，根据河流流向规律将河流流向场景分为三个时期，分别是平水期、枯水期和洪水期；根据当地水利部门的信息资料，将三个时期的河流流向进行标注，获得具有河流流向信息的河网数据B。
由于数据精度及多源数据的问题，几乎所有水质监测站点都不是完全落在对应河网的河流中心线上。进一步地，步骤(6)中，采用影像定义空间参考方法进行空间位置校正，使点状图层数据I中水质监测站点的空间位置与卫星遥感数据中实际水质监测站点的空间位置正确匹配，再利用空间叠加分析法对校正后的数据进行分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ。
由于农村污水处理设施所处位置必然无法与河流中心线重合，所以更需要进行空间位置纠偏，以确保农村污水处理设施落在河流中心线上。进一步地，步骤(7)中，采用影像定义空间参考方法进行空间位置校正，使点状图层数据II中农村污水处理设施的空间位置与卫星遥感数据中实际农村污水处理设施的空间位置正确匹配，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，并在河流中心线上找到距离农村污水处理设施最近的点作为农村污水处理设施修正点，再利用空间叠加分析法对修正后的数据进行分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ。
进一步地，步骤(8)中，所述的河网模型为基于ArcGIS几何网络的上下游空间分析方法模型(Geometry Network)，此模型为有向网络模型，将河流模拟为管道，水质监测站点和农村污水处理设施模拟为网络中的待分析对象，从而进行上下游关系的分析。通过上述河网模型可以对某一具体水质监测站点进行分析，得到对该水质监测站点水质情况有影响的农村污水处理设施；也可以对某一具体农村污水处理设施进行分析，得到该农村污水处理设施能够影响的下游水质监测站点。
进一步地，步骤(9)中，所述的路网模型为ArcGIS的交通网络模型，此模型为无向网络模型，将河流流向模拟为道路的单行线，分析网络中从待分析对象开始的污染物传播路径和传播距离。
通过上述河网模型以及路网模型给出的溯源结果，可以分析得到对某一具体水质监测站点有关键影响的农村污水处理设施在河网污染物扩散过程中的网络传播成本(也可以分析得到某一具体农村污水处理设施能够影响的关键性的下游水质监测站点)，利用此成本可以按污染物的最大传播距离进行筛选，去除掉影响力微弱的关联对象；并得到某一农村污水处理设施与某一水质监测站点之间的具体污染物扩散路径，为后续的建立农村污水处理设施和水质监测站点的水质监管策略提供依据。
本发明提及的“网络传播成本”是指路网模型中的距离成本，具体就是河流污染物的传播距离。本发明河网模型和路网模型中涉及的河流流向、水质监测站点属性数据、农村污水处理设施属性数据、扩散衰减因子等输入数据，均可以在模型分析计算过程中实时修改和更新。实时修改和更新是指模型参数发生修改时，可以通过该技术实时更新模型，而据此生成的河网模型和路网模型按修改后的数据做出正确的分析结果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用校正后的河网数据、水质监测站点数据和农村污水处理设施数据创建河网模型和路网模型，进而确定河网区域内农村污水处理设施与水质监测站点之间的溯源关系，找到起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果，并得到水质监测站点与农村污水处理设施之间的污染物扩散路径，为建立农村污水处理设施和水质监测站点的水质监管策略提供依据。
(2)同时，本发明支持自动化智能化的河流流向动态修改及水质监测站点属性数据和农村污水处理设施属性数据的增、删、改，整个过程完全自动化完成，模型结果实时反映为模型更新后的分析结果。
附图说明
图1为本发明基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例1
一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，具体步骤如下：
(1)采集待分析的河网区域内所有河流的属性数据，所有水质监测站点的属性数据，以及将农村污水排放至河网区域内的所有农村污水处理设施的属性数据；
其中，河流的属性数据为河流编号、河流名称；水质监测站点的属性数据为水质监测站点编号、水质监测站点名称、水质监测站点经纬度；农村污水处理设施的属性数据为农村污水处理设施编号、农村污水处理设施名称、农村污水处理设施经纬度；
(2)利用步骤(1)获得的所有河流的属性数据，形成面状图层数据，从面状图层数据中抽取每条河流的河流中心线，再对河流中心线进行对象化处理，使得区域内每一条河流均由一条线来表征，并确保河流的连通性，得到由河网区域内所有河流组成的线状图层数据；
对象化处理的方法为：利用GIS软件将面状图层数据转化成边线集合数据，根据线与线之间的平行关系，生成区域内每条河流的中心线集合数据，得到区域内所有河流的线状图层数据；再对所述线状图层数据进行拆分、合并，使线状图层数据对应到实际河流对象上，得到由区域内所有河流组成的河流对象化的线状图层数据；
(3)对步骤(1)获得的水质监测站点的属性数据进行空间化处理，使得河网区域内每一个水质监测站点均由一个点来表征，得到由河网区域内所有水质监测站点组成的点状图层数据I；
空间化处理的方法为：将步骤(1)获得的水质监测站点的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件将Excel文件转换成空间化的点状图层数据I；
(4)对步骤(1)获得的农村污水处理设施的属性数据进行空间化处理，使得河网区域内每一个农村污水处理设施均由一个点来表征，得到由河网区域内所有农村污水处理设施组成的点状图层数据II；
所述空间化处理的方法为：将步骤(1)获得的农村污水处理设施的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件将Excel文件转换成空间化的点状图层数据II；
(5)利用GIS软件对步骤(2)获得的线状图层数据中各河流间的位置关系进行校正编辑，得到各河流间连接关系正确的河网数据A；结合河流的流向规律，确定不同时期内河流的流向，得到具有河流流向信息的河网数据B；
根据河流流向规律将河流流向场景分为三个时期，分别是平水期、枯水期和洪水期；根据当地水利部门的信息资料，将三个时期的河流流向进行标注，获得具有河流流向信息的河网数据B；
(6)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(3)获得的点状图层数据I，通过空间位置校正和空间叠加分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ；
采用影像定义空间参考方法进行空间位置校正，使点状图层数据I中水质监测站点的空间位置与卫星遥感数据中实际水质监测站点的空间位置正确匹配，再利用空间叠加分析法对校正后的数据进行分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ；
(7)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(4)获得的点状图层数据II，通过空间位置校正，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，再通过空间叠加分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ；
采用影像定义空间参考方法进行空间位置校正，使点状图层数据II中农村污水处理设施的空间位置与卫星遥感数据中实际农村污水处理设施的空间位置正确匹配，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，并在河流中心线上找到距离农村污水处理设施最近的点作为农村污水处理设施修正点，再利用空间叠加分析法对修正后的数据进行分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ；
(8)利用步骤(5)获得的河网数据B、步骤(6)获得的点状图层数据Ⅲ和步骤(7)获得的点状图层数据Ⅳ，创建以河流数据为线，水质监测站点和农村污水处理设施为点的河网模型；根据河网模型，确定农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源关系；河网模型为基于ArcGIS几何网络的上下游空间分析方法模型(Geometry Network)；
(9)利用步骤(5)获得的河网数据B，创建以河流线为流通路径，河流流向模拟道路单行线的路网模型；路网模型为ArcGIS的交通网络模型；
(10)根据各河流污染物的扩散衰减因子，设定路网模型中的距离因子，得到各水质监测站点或各农村污水处理设施的网络服务区和导航路径，再以网络服务区作为筛选因子，获得起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果，并根据导航路径，得到水质监测站点与农村污水处理设施之间的污染物扩散路径；
具体为：先进行河网模型分析，得到水质监测站点和农村污水处理设施的上下游关联关系；然后根据不同时期和不同的污染物，在路网模型中设置本次分析的扩散衰减因子，参考扩散衰减因子设置值设定网络服务区的距离因子，得到面状的网络服务区域，以此面状网络服务区域对河网模型上下游关联关系分析结果中的待分析对象进行空间筛选，从而获得落在网络服务区域内起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果；再对所选择的具体的水质监测站点和农村污水处理设施进行污染物扩散分析，利用路网模型的导航路径，得到水质监测站点与农村污水处理设施之间的污染物扩散路径。
应用例1
(1)以杭嘉湖平原某地级市为例，采集该区域河流属性数据、水质监测站点属性数据、以及将农村污水排放至河网区域内的农村污水处理设施属性数据，河流数据涉及3433个面状对象，水质监测站点涉及73个，农村污水处理设施涉及2267个。
河流属性数据为：河流编号、河流名称；
水质监测站点属性数据为：水质监测站点编号、水质监测站点名称、水质监测站点经纬度；
农村污水处理设施属性数据为：农村污水处理设施编号、农村污水处理设施名称、农村污水处理设施经纬度；
(2)利用GIS软件读取河流属性数据，利用GIS软件读取河流属性数据，形成面状图层数据，再将面状图层数据转化成边线集合数据，根据线与线之间的平行关系，生成区域内每条河流的中心线集合数据，得到区域内所有河流的线状图层数据，共涉及13669个河流线状对象；再对线状图层数据进行拆分、合并，使线状图层数据对应到实际河流对象上，区域内每一条河流均由一条线来表征，并确保河流的连通性，得到由区域内所有河流组成的河流对象化的线状图层数据，共涉及4042个河流线状对象。
(3)利用GIS软件读取水质监测站点的属性数据，获得的73个水质监测站点的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件使得区域内每一个水质监测站点均由一个点来表征，将Excel文件转换成区域内空间化的73个水质监测站点组成的点状图层数据I。
(4)利用GIS软件读取农村污水处理设施的属性数据，获得的2267个农村污水处理设施的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件使得区域内每一个农村污水处理设施均由一个点来表征，将Excel文件转换成区域内空间化的2267个农村污水处理设施组成的点状图层数据II。
(5)利用GIS软件对线状图层数据中各河流间的位置关系进行校正编辑，得到各河流间连接关系正确的河网数据A；结合河流的流向规律，将河流流向场景分为三个时期，分别是平水期、枯水期和洪水期。根据该地区水文部门信息资料，对4042个河流线状对象中的109个，将三个时期的河流流向进行标注，获得具有河流流向信息的河网数据B。
(6)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(3)获得的点状图层数据I，通过空间位置校正和空间叠加分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ；
(7)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(4)获得的点状图层数据II，通过空间位置校正，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，再通过空间叠加分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ；
(8)利用步骤(5)获得的河网数据B、步骤(6)获得的点状图层数据Ⅲ和步骤(7)获得的点状图层数据Ⅳ，创建以河流数据为线，水质监测站点和农村污水处理设施为点的河网模型(平水期、枯水期和洪水期)；根据河网模型，确定农村污水处理设施与水质监测站点间的上下游关联关系。
(9)利用步骤(5)获得的河网数据B，创建以河流线为流通路径的路网模型(平水期、枯水期和洪水期)。
(10)根据不同时期和不同的污染物，设置需要分析的扩散衰减因子。以杭嘉湖平原某地级市平水期氨氮扩散分析为例，按2公里为氨氮在平水期最大扩散距离进行分析：分析前先设置扩散衰减因子为2公里，然后选择要分析的水质监测站点或农村污水处理设施，在这里选择水质监测站点A进行上游追溯分析，选择完成后，进行河网模型的分析，得到水质监测站点A上游的农村污水处理设施A、B、…..N。然后，再以当前选择的水质监测站点A为起点进行路网模型的网络服务区分析，分析过程中按扩散衰减因子设置值2公里当作网络服务区生成的距离因子，分析后得到以水质监测站点A为中心的网络服务区域，以此面状的服务区域为空间筛选范围对河网模型分析结果(上游所有农村污水处理设施A、B、…..N)进行空间筛选，得到在落在服务区域内的农村污水处理设施，从而获得水质监测站点A起关键权重的农村污水处理设施的溯源结果。
上述分析完成后，利用路网模型的导航路径，可对所选择水质监测站点A和上游某农村污水处理设施进行传播路径分析。如上述例子中，水质监测站点A起关键权重的农村污水处理设施为农村污水处理设施A、农村污水处理设施B、农村污水处理设施X。选择其中任何一个农村污水处理设施，如选择农村污水处理设施B，会自动生成一条路径，该路径起点为水质监测站点A的位置，终点为农村污水处理设施B的位置，其代表的意义为：污染物氨氮从农村污水处理设施B排入支流，经过所在的支流汇入到干流，最后影响到水质监测站点A的水质情况，路径代表了氨氮随河流流动的具体扩散路径。

Claims (10)

1.一种基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集待分析的河网区域内所有河流的属性数据，所有水质监测站点的属性数据，以及将农村污水排放至河网区域内的所有农村污水处理设施的属性数据；
(2)利用步骤(1)获得的所有河流的属性数据，形成面状图层数据，从面状图层数据中抽取每条河流的河流中心线，再对河流中心线进行对象化处理，使得区域内每一条河流均由一条线来表征，并确保河流的连通性，得到由河网区域内所有河流组成的线状图层数据；
(3)对步骤(1)获得的水质监测站点的属性数据进行空间化处理，使得河网区域内每一个水质监测站点均由一个点来表征，得到由河网区域内所有水质监测站点组成的点状图层数据I；
(4)对步骤(1)获得的农村污水处理设施的属性数据进行空间化处理，使得河网区域内每一个农村污水处理设施均由一个点来表征，得到由河网区域内所有农村污水处理设施组成的点状图层数据II；
(5)利用GIS软件对步骤(2)获得的线状图层数据中各河流间的位置关系进行校正编辑，得到各河流间连接关系正确的河网数据A；结合河流的流向规律，确定不同时期内河流的流向，得到具有河流流向信息的河网数据B；
(6)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(3)获得的点状图层数据I，通过空间位置校正和空间叠加分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ；
(7)利用卫星遥感数据校正步骤(5)获得的河网数据B和步骤(4)获得的点状图层数据II，通过空间位置校正，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，再通过空间叠加分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ；
(8)利用步骤(5)获得的河网数据B、步骤(6)获得的点状图层数据Ⅲ和步骤(7)获得的点状图层数据Ⅳ，创建以河流数据为线，水质监测站点和农村污水处理设施为点的河网模型；根据河网模型，确定农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源关系；
(9)利用步骤(5)获得的河网数据B，创建以河流线为流通路径，河流流向模拟道路单行线的路网模型；
(10)根据各河流污染物的扩散衰减因子，设定路网模型中的距离因子，得到各水质监测站点或各农村污水处理设施的网络服务区和导航路径，再以网络服务区作为筛选因子，获得起关键权重的各水质监测站点或各农村污水处理设施的溯源结果，并根据导航路径，得到水质监测站点与农村污水处理设施之间的污染物扩散路径。
2.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(1)中，所述河流的属性数据至少包括河流编号、河流名称；所述水质监测站点的属性数据至少包括水质监测站点编号、水质监测站点名称、水质监测站点经纬度；所述农村污水处理设施的属性数据至少包括农村污水处理设施编号、农村污水处理设施名称、农村污水处理设施经纬度。
3.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(2)中，所述对象化处理的方法为：利用GIS软件将面状图层数据转化成边线集合数据，根据线与线之间的平行关系，生成区域内每条河流的中心线集合数据，得到区域内所有河流的线状图层数据；再对所述线状图层数据进行拆分、合并，使线状图层数据对应到实际河流对象上，得到由区域内所有河流组成的河流对象化的线状图层数据。
4.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(3)中，所述空间化处理的方法为：将步骤(1)获得的水质监测站点的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件将Excel文件转换成空间化的点状图层数据I。
5.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(4)中，所述空间化处理的方法为：将步骤(1)获得的农村污水处理设施的属性数据以Excel文件形式保存在GIS软件中，再根据属性数据中的经纬度信息，利用GIS软件将Excel文件转换成空间化的点状图层数据II。
6.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(5)中，根据河流流向规律将河流流向场景分为三个时期，分别是平水期、枯水期和洪水期；根据当地水利部门的信息资料，将三个时期的河流流向进行标注，获得具有河流流向信息的河网数据B。
7.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(6)中，采用影像定义空间参考方法进行空间位置校正，使点状图层数据I中水质监测站点的空间位置与卫星遥感数据中实际水质监测站点的空间位置正确匹配，再利用空间叠加分析法对校正后的数据进行分析，确保水质监测站点落在河流中心线上，得到包含正确位置的水质监测站点及其属性数据的点状图层数据Ⅲ。
8.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(7)中，采用影像定义空间参考方法进行空间位置校正，使点状图层数据II中农村污水处理设施的空间位置与卫星遥感数据中实际农村污水处理设施的空间位置正确匹配，确定农村污水处理设施最临近的河流中心线，并在河流中心线上找到距离农村污水处理设施最近的点作为农村污水处理设施修正点，再利用空间叠加分析法对修正后的数据进行分析，确保农村污水处理设施落在河流中心线上，得到包含正确位置的农村污水处理设施及其属性数据的点状图层数据Ⅳ。
9.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(8)中，所述的河网模型为基于ArcGIS几何网络的上下游空间分析方法模型。
10.如权利要求1所述的基于河网的农村污水处理设施与水质监测站点间的溯源分析方法，其特征在于，步骤(9)中，所述的路网模型为ArcGIS的交通网络模型。
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