CN116483807B - 一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土壤污染领域，涉及数据分析技术，现有的土壤污染物环境与毒性数据库构建方法无法采用不同的区域分割方式提取分割区域的污染数据的问题，具体是一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，对土壤污染物监测地区进行区域分割：随机选取一种区域分割方式将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，将分割区域发送至服务器，服务器接收到分割区域后将分割区域发送至污染分析模块，区域分割的方式包括随机分割方式、地势分割方式以及作物分割方式；本发明可以对土壤污染物监测地区进行区域分割，区域分割的方式包括多种类型，在首次进行土地分割时直接随机采取任一分割方式即可将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域。
Description
技术领域
本发明属于土壤污染领域，涉及数据分析技术，具体是一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法。
背景技术
土壤污染物是指使土壤遭受污染的物质。其来源极其广泛，主要包括来自工业和城市的废水和固体废弃物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体以及大气沉降物等，另外在自然界某些矿床或元素和化合物的高集中心周围，由于矿物的自然分解与风化，往往形成自然扩散带，使附近土壤中某元素的含量超出一般土壤含量。
现有的土壤污染物环境与毒性数据库构建方法仅能够通过固定的区域分割方法对土壤污染物监测地区进行区域分割，然后对分割的区域进行污染监测，通过污染监测结果构建污染数据库，然而，区域的污染特征、污染程度等数据会随着区域分割方式的切换而发生改变，因此，采用固定的区域分割方法并不能够适应所有土质情况的土壤污染物环境与毒性数据提取。
针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，现有的土壤污染物环境与毒性数据库构建方法无法采用不同的区域分割方式提取分割区域的污染数据的问题；
本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以采用不同的区域分割方式提取分割区域的污染数据的土壤污染物环境与毒性数据库构建方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，包括以下步骤：
步骤一：对土壤污染物监测地区进行区域分割：随机选取一种区域分割方式将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，将分割区域发送至服务器，服务器接收到分割区域后将分割区域发送至污染分析模块，区域分割的方式包括随机分割方式、地势分割方式以及作物分割方式；
步骤二：对分割区域进行污染监测分析：获取分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW并进行数值计算得到分割区域的污染系数WR，对分割区域进行特征分析并得到分割区域的污染特征，将分割区域的污染系数WR与污染特征发送至服务器，服务器接收到分割区域的污染系数WR与污染特征后将污染系数WR与污染特征发送至关联分析模块；
步骤三：对区域分割的合理性进行监测分析：将污染特征为化污、物污以及生污的分割区域的数量分别标记为化污值、物污值以及生污值，对化污值、物污值以及生污值进行方差计算得到污异值，通过存储模块获取到污异阈值，将污异值与污异阈值进行比较并在污异值不小于污异阈值时对分割区域进行关联分析。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤一中，采用地势分割方式进行区域分割的具体过程包括：由土壤污染物监测地区的海拔最高值与海拔最低值构成海拔范围，将海拔范围分割为若干个海拔区间，将海拔值位于海拔区间内的连续土地划分为一个分割区域；采用作物分割方式进行区域分割的具体过程包括：将种植同一农作物的连续土地划分为一个分割区域；采用随机分割方式进行区域分割的具体过程包括：将土壤污染物监测地区随机分割为若干个分割区域。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤二中，化污数据HW的获取过程包括：在分割区域内随机选取若干个监测点，获取监测点的土壤化学污染物浓度值，将所有监测点的土壤化学污染物浓度值的和值标记为化污数据HW；
物污数据WW的获取过程包括：获取监测点的土壤物理污染物浓度值，将所有监测点的土壤物理污染物浓度值的和值标记为物污数据WW；
生污数据SW的获取过程包括：获取监测点的土壤生物污染物浓度值，将所有监测点的土壤生物污染物浓度值的和值标记为生污数据SW。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤二中，对分割区域进行特征分析的具体过程包括：对分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW进行数值比较：若化污数据HW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为化污；若物污数据WW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为物污；若生污数据SW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为生污。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤三中，若污异值小于污异阈值，则判定区域分割合理性不满足要求，关联分析模块向服务器发送重新分割信号，服务器接收到重新分割信号后将重新分割信号发送至区域分割模块；若污异值大于等于污异阈值，则对分割区域进行关联分析。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤三中，对分割区域进行关联分析的具体过程包括：随机选取一个分割区域并标记为标记区域，随机选取一个与标记区域相邻的分割区域并标记为标记区域的连接区域，将连接区域与标记区域的污染系数WR差值的绝对值标记为标记区域的污差值，通过存储模块获取到污差阈值，将污差值与污差阈值进行比较：若污差值小于污差阈值，则将连接区域标记为标记区域的关联区域；若污差值大于等于污差阈值，则将连接区域标记为标记区域的无关区域；选取下一个与标记区域相邻的分割区域并标记为标记区域的连接区域，直至所有与标记区域相邻的分割区域均完成关联分析，将关联区域的标记次数与关联分析的执行次数的比值标记为标记区域的关联系数；将所有分割区域的关联系数进行求和取平均值得到关联值，通过存储模块获取到关联阈值，将关联值与关联阈值进行比较：
若关联值小于关联阈值，则判定区域分割合理性不满足要求，关联分析模块向服务器发送重新分割信号，服务器接收到重新分割信号后将重新分割信号发送至区域分割模块；
若关联值大于等于关联阈值，则判定区域分割合理性满足要求，将分割区域的污染系数WR、污染特征、以及区域分割线通过服务器发送至存储模块中进行存储。
作为本发明的一种优选实施方式，应用于土壤污染物环境与毒性数据库构建系统中，包括服务器，所述服务器通信连接有区域分割模块、污染分析模块、关联分析模块以及存储模块；
所述区域分割模块用于对土壤污染物监测地区进行区域分割并得到若干个分割区域，将分割区域通过服务器发送至污染分析模块；
所述污染分析模块用于在接收到分割区域后对分割区域进行污染监测分析并得到分割区域的污染系数WR与污染特征，将分割区域的污染系数WR与污染特征通过服务器发送至关联分析模块；
所述关联分析模块用于对区域分割的合理性进行监测分析。
本发明具备下述有益效果：
1、通过区域分割模块可以对土壤污染物监测地区进行区域分割，区域分割的方式包括多种类型，在首次进行土地分割时直接随机采取任一分割方式即可将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，从而对各个分割区域的污染数据与污染特征进行提取，通过提取的污染数据与污染特征构建污染物数据库；
2、通过污染分析模块可以对分割区域进行污染监测分析，通过对分割区域内的各项污染参数进行综合计算与分析得到污染系数，从而通过污染系数对分割区域的整体污染状态进行反馈，然后通过化污数据、物污数据以及生污数据的数值比较结果对分割区域的污染特征进行标记，为关联分析提供数据支撑；
3、通过关联分析模块可以对区域分割的合理性进行监测分析，通过对所有分割区域的污染特征分布状态进行分析得到污异值，然后结合标记区域与连接区域的污差值进行分析得到关联值，结合污异值与关联值的数值对区域分割的合理性是否满足要求进行判定，并在区域分割合理性不满足要求时进行重新分割，保证污染数据的提取精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的系统框图；
图2为本发明实施例二的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种土壤污染物环境与毒性数据库构建系统，包括服务器，服务器通信连接有区域分割模块、污染分析模块、关联分析模块以及存储模块。
区域分割模块用于对土壤污染物监测地区进行区域分割：随机选取一种区域分割方式将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域；区域分割的方式包括随机分割方式、地势分割方式以及作物分割方式，采用地势分割方式进行区域分割的具体过程包括：由土壤污染物监测地区的海拔最高值与海拔最低值构成海拔范围，将海拔范围分割为若干个海拔区间，将海拔值位于海拔区间内的连续土地划分为一个分割区域；采用作物分割方式进行区域分割的具体过程包括：将种植同一农作物的连续土地划分为一个分割区域；采用随机分割方式进行区域分割的具体过程包括：将土壤污染物监测地区随机分割为若干个分割区域；将分割区域发送至服务器，服务器接收到分割区域后将分割区域发送至污染分析模块；对土壤污染物监测地区进行区域分割，区域分割的方式包括多种类型，在首次进行土地分割时直接随机采取任一分割方式即可将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，从而对各个分割区域的污染数据与污染特征进行提取，通过提取的污染数据与污染特征构建污染物数据库。
污染分析模块用于对分割区域进行污染监测分析：获取分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW，化污数据HW的获取过程包括：在分割区域内随机选取若干个监测点，获取监测点的土壤化学污染物浓度值，将所有监测点的土壤化学污染物浓度值的和值标记为化污数据HW；物污数据WW的获取过程包括：获取监测点的土壤物理污染物浓度值，将所有监测点的土壤物理污染物浓度值的和值标记为物污数据WW；生污数据SW的获取过程包括：获取监测点的土壤生物污染物浓度值，将所有监测点的土壤生物污染物浓度值的和值标记为生污数据SW；通过公式WR＝α1*HW+α2*WW+α3*SW得到分割区域的污染系数WR，污染系数WR是一个反映分割区域的整体污染程度的数值，污染系数的数值越大，则表示对应分割区域的整体污染程度越高；其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；对分割区域进行特征分析：对分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW进行数值比较：若化污数据HW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为化污；若物污数据WW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为物污；若生污数据SW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为生污；将分割区域的污染系数WR与污染特征发送至服务器，服务器接收到分割区域的污染系数WR与污染特征后将污染系数WR与污染特征发送至关联分析模块；对分割区域进行污染监测分析，通过对分割区域内的各项污染参数进行综合计算与分析得到污染系数，从而通过污染系数对分割区域的整体污染状态进行反馈，然后通过化污数据、物污数据以及生污数据的数值比较结果对分割区域的污染特征进行标记，为关联分析提供数据支撑。
关联分析模块用于对区域分割的合理性进行监测分析：将污染特征为化污、物污以及生污的分割区域的数量分别标记为化污值、物污值以及生污值，对化污值、物污值以及生污值进行方差计算得到污异值，通过存储模块获取到污异阈值，将污异值与污异阈值进行比较：若污异值小于污异阈值，则判定区域分割合理性不满足要求，关联分析模块向服务器发送重新分割信号，服务器接收到重新分割信号后将重新分割信号发送至区域分割模块；若污异值大于等于污异阈值，则对分割区域进行关联分析：随机选取一个分割区域并标记为标记区域，随机选取一个与标记区域相邻的分割区域并标记为标记区域的连接区域，将连接区域与标记区域的污染系数WR差值的绝对值标记为标记区域的污差值，通过存储模块获取到污差阈值，将污差值与污差阈值进行比较：若污差值小于污差阈值，则将连接区域标记为标记区域的关联区域；若污差值大于等于污差阈值，则将连接区域标记为标记区域的无关区域；选取下一个与标记区域相邻的分割区域并标记为标记区域的连接区域，直至所有与标记区域相邻的分割区域均完成关联分析，将关联区域的标记次数与关联分析的执行次数的比值标记为标记区域的关联系数；将所有分割区域的关联系数进行求和取平均值得到关联值，通过存储模块获取到关联阈值，将关联值与关联阈值进行比较：若关联值小于关联阈值，则判定区域分割合理性不满足要求，关联分析模块向服务器发送重新分割信号，服务器接收到重新分割信号后将重新分割信号发送至区域分割模块；若关联值大于等于关联阈值，则判定区域分割合理性满足要求，将分割区域的污染系数WR、污染特征、以及区域分割线通过服务器发送至存储模块中进行存储；对区域分割的合理性进行监测分析，通过对所有分割区域的污染特征分布状态进行分析得到污异值，然后结合标记区域与连接区域的污差值进行分析得到关联值，结合污异值与关联值的数值对区域分割的合理性是否满足要求进行判定，并在区域分割合理性不满足要求时进行重新分割，保证污染数据的提取精确性。
实施例二
如图2所示，一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，包括以下步骤：
步骤一：对土壤污染物监测地区进行区域分割：随机选取一种区域分割方式将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，将分割区域发送至服务器，服务器接收到分割区域后将分割区域发送至污染分析模块；
步骤二：对分割区域进行污染监测分析：获取分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW并进行数值计算得到分割区域的污染系数WR，对分割区域进行特征分析并得到分割区域的污染特征，将分割区域的污染系数WR与污染特征发送至服务器，服务器接收到分割区域的污染系数WR与污染特征后将污染系数WR与污染特征发送至关联分析模块；
步骤三：对区域分割的合理性进行监测分析：将污染特征为化污、物污以及生污的分割区域的数量分别标记为化污值、物污值以及生污值，对化污值、物污值以及生污值进行方差计算得到污异值，通过存储模块获取到污异阈值，将污异值与污异阈值进行比较并在污异值不小于污异阈值时对分割区域进行关联分析。
一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，工作时，随机选取一种区域分割方式将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，将分割区域发送至服务器，服务器接收到分割区域后将分割区域发送至污染分析模块；获取分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW并进行数值计算得到分割区域的污染系数WR，对分割区域进行特征分析并得到分割区域的污染特征，将分割区域的污染系数WR与污染特征发送至服务器，服务器接收到分割区域的污染系数WR与污染特征后将污染系数WR与污染特征发送至关联分析模块；将污染特征为化污、物污以及生污的分割区域的数量分别标记为化污值、物污值以及生污值，对化污值、物污值以及生污值进行方差计算得到污异值，通过存储模块获取到污异阈值，将污异值与污异阈值进行比较并在污异值不小于污异阈值时对分割区域进行关联分析。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式WR＝α1*HW+α2*WW+α3*SW；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的污染系数；将设定的污染系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为3.25、2.68和2.19；
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的污染系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如污染系数与化污数据的数值成正比。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对土壤污染物监测地区进行区域分割：随机选取一种区域分割方式将土壤污染物监测地区分割为若干个分割区域，将分割区域发送至服务器，服务器接收到分割区域后将分割区域发送至污染分析模块，区域分割的方式包括随机分割方式、地势分割方式以及作物分割方式，从而对各个分割区域的污染数据与污染特征进行提取，通过提取的污染数据与污染特征构建污染物数据库；
步骤二：对分割区域进行污染监测分析：获取分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW并进行数值计算得到分割区域的污染系数WR，对分割区域进行特征分析并得到分割区域的污染特征，将分割区域的污染系数WR与污染特征发送至服务器，服务器接收到分割区域的污染系数WR与污染特征后将污染系数WR与污染特征发送至关联分析模块；
步骤三：对区域分割的合理性进行监测分析：将污染特征为化污、物污以及生污的分割区域的数量分别标记为化污值、物污值以及生污值，对化污值、物污值以及生污值进行方差计算得到污异值，通过存储模块获取到污异阈值，将污异值与污异阈值进行比较并在污异值不小于污异阈值时对分割区域进行关联分析；若污异值小于污异阈值，则判定区域分割合理性不满足要求，关联分析模块向服务器发送重新分割信号，服务器接收到重新分割信号后将重新分割信号发送至区域分割模块。
2.根据权利要求1所述的一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，其特征在于，在步骤一中，采用地势分割方式进行区域分割的具体过程包括：由土壤污染物监测地区的海拔最高值与海拔最低值构成海拔范围，将海拔范围分割为若干个海拔区间，将海拔值位于海拔区间内的连续土地划分为一个分割区域；采用作物分割方式进行区域分割的具体过程包括：将种植同一农作物的连续土地划分为一个分割区域；采用随机分割方式进行区域分割的具体过程包括：将土壤污染物监测地区随机分割为若干个分割区域。
3.根据权利要求2所述的一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，其特征在于，在步骤二中，化污数据HW的获取过程包括：在分割区域内随机选取若干个监测点，获取监测点的土壤化学污染物浓度值，将所有监测点的土壤化学污染物浓度值的和值标记为化污数据HW；
物污数据WW的获取过程包括：获取监测点的土壤物理污染物浓度值，将所有监测点的土壤物理污染物浓度值的和值标记为物污数据WW；
生污数据SW的获取过程包括：获取监测点的土壤生物污染物浓度值，将所有监测点的土壤生物污染物浓度值的和值标记为生污数据SW。
4.根据权利要求3所述的一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，其特征在于，在步骤二中，对分割区域进行特征分析的具体过程包括：对分割区域的化污数据HW、物污数据WW以及生污数据SW进行数值比较：若化污数据HW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为化污；若物污数据WW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为物污；若生污数据SW的数值最大，则将分割区域的污染特征标记为生污。
5.根据权利要求4所述的一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，其特征在于，在步骤三中，对分割区域进行关联分析的具体过程包括：随机选取一个分割区域并标记为标记区域，随机选取一个与标记区域相邻的分割区域并标记为标记区域的连接区域，将连接区域与标记区域的污染系数WR差值的绝对值标记为标记区域的污差值，通过存储模块获取到污差阈值，将污差值与污差阈值进行比较：若污差值小于污差阈值，则将连接区域标记为标记区域的关联区域；若污差值大于等于污差阈值，则将连接区域标记为标记区域的无关区域；选取下一个与标记区域相邻的分割区域并标记为标记区域的连接区域，直至所有与标记区域相邻的分割区域均完成关联分析，将关联区域的标记次数与关联分析的执行次数的比值标记为标记区域的关联系数；将所有分割区域的关联系数进行求和取平均值得到关联值，通过存储模块获取到关联阈值，将关联值与关联阈值进行比较：
若关联值小于关联阈值，则判定区域分割合理性不满足要求，关联分析模块向服务器发送重新分割信号，服务器接收到重新分割信号后将重新分割信号发送至区域分割模块；
若关联值大于等于关联阈值，则判定区域分割合理性满足要求，将分割区域的污染系数WR、污染特征、以及区域分割线通过服务器发送至存储模块中进行存储。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法，其特征在于，应用于土壤污染物环境与毒性数据库构建系统中，包括服务器，所述服务器通信连接有区域分割模块、污染分析模块、关联分析模块以及存储模块；
所述区域分割模块用于对土壤污染物监测地区进行区域分割并得到若干个分割区域，将分割区域通过服务器发送至污染分析模块；
所述污染分析模块用于在接收到分割区域后对分割区域进行污染监测分析并得到分割区域的污染系数WR与污染特征，将分割区域的污染系数WR与污染特征通过服务器发送至关联分析模块；
所述关联分析模块用于对区域分割的合理性进行监测分析。
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| CN202310515384.XA CN116483807B (zh) | 2023-05-09 | 2023-05-09 | 一种土壤污染物环境与毒性数据库构建方法 |
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