[发明专利]一种基于三维仿真模型的土壤污染状况调查点位方法

说明书

本发明提供了一种基于三维仿真模型的土壤污染状况调查点位方法，用以解决对人类活动影响的研究较少，且土壤布点仍然在二维平面地图上，缺少三维空间地理要素的辅助判断的问题。首先，用雷达和无人机摄影手段采集研究区域地形数据，通过三维实景建模软件得到研究区域的空间三维场景；其次，在三维模型构建的基础上，利用地理探测器模型，判断研究区内人类活动因子与土壤污染特征的关联关系，得到关联关系强度的代表，空间分异性的值；最后，根据空间分异性的值划分研究区域调查点位的等级，优化设计土壤调查点位。

技术领域

本发明涉及土壤样点设计技术领域，特别涉及一种基于三维仿真模型的土壤污染状况调查点位方法。

背景技术

土壤采样方案设计是获取土壤属性空间分布的首要工作，它直接影响土壤属性制图的准确性。合理有效的采样设计可以节省时间和金钱，然而，在土壤环境质量调查项目实施过程中，代表性样点的布设却往往被忽视，这可能导致最终调查的结果和结论出现偏差。

近年来，土壤采样研究开始挖掘土壤本身的形成、发生以及与环境协变量之间的协同变化关系，在土壤-景观模型理论的基础上利用环境因子辅助采样，如基于专家知识采样、基于环境因子分层的拉丁超立方体采样、基于环境因子相似性的多等级代表性采样、基于环境因子变化程度的方差四叉树采样和基于土壤-环境因子关系的响应表面采样等。然而，以上的研究仍然聚焦于自然因素对土壤属性的影响，人类活动影响研究较少，且土壤布点仍然在二维平面地图上，缺少三维空间地理要素的辅助判断。

发明内容

本发明提供一种一种基于三维仿真模型的土壤污染状况调查点位方法，用以解决人类活动的影响研究较少，且土壤布点仍然在二维平面地图上，缺少三维空间地理要素的辅助判断的问题。

一种基于三维仿真模型的土壤污染状况调查点位方法，所述方法包括：

步骤一：用雷达和无人机摄影手段采集研究区域地形数据，通过三维实景建模软件得到研究区域的空间三维模型；

步骤二：在三维模型构建的基础上，利用地理探测器模型，判断研究区内人类活动因子与土壤污染特征的关联关系，得到关联关系强度的代表，空间分异性的值；

步骤三：根据空间分异性的值划分研究区域调查点位的等级，优化设计土壤调查点位。

进一步的，所述用雷达和无人机摄影手段采集研究区域地形数据，通过三维实景建模软件得到研究区域的空间三维模型的内容包括：

S101:利用孔径雷达采集研究区域地形的高程数据，利用无人机拍摄研究区域地形的静物测量数据，通过高程数据和测量数据构建三维地形；

S102:通过三维实景建模软件，在三维地形上叠加高分遥感影像、无人机拍摄获得的数字正射影像和景观设计要素，还原真实三维模型。

进一步的，所述在三维模型构建的基础上，利用地理探测器模型，判断研究区内人类活动因子与土壤污染特征的关联关系，得到关联关系强度的代表，空间分异性的值的内容包括：

S201:通过卫星扫描获取的研究区域的地形图像，对地形图像提取特征要素，获得当地地形资料；

S202:从地形资料中，提取企业分布密度要素，得到人类活动因子和对应的层方差；从地形资料中，提取研究区域的地形特征要素，得到全区总方差；将层方差与全区总方差带入空间分异性获取模型，得到空间分异性q。

进一步的，所述根据空间分异性的值划分研究区域调查点位的等级，优化设计土壤调查点位的内容包括：

S301:当q值在[0.7,1]时，说明人类活动因子和土壤污染特征的关联强度高，采集位点选择适合，该调查点位予以保留；

S302：当q值在[0.3,0.7)时，说明人类活动因子和土壤污染特征关联强度不高，该调查点位保留或舍弃；