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在ArcGIS中進(jìn)行污染程度空間深度分析

發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 23:33:00   瀏覽量:6309   作者:GIS前沿

本文根據(jù)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層度的分析,從而找出污染源。

(1)右鍵泰森多邊形,通過(guò)統(tǒng)計(jì)不同污染程度的功能區(qū)數(shù)量,得到如下污染程度數(shù)量分布圖:
污染程度數(shù)量分布圖

由污染程度空間分布圖可以知道該城區(qū)污染物主要分布在西南地區(qū)以及中部局部地區(qū),自西南向東北遞減,極值在西南角地區(qū),并且污染嚴(yán)重地區(qū)功能區(qū)主要是交通區(qū)和工業(yè)區(qū),東部地區(qū)大部分都是無(wú)污染地區(qū),由此可知污染源范圍就鎖定在西南地區(qū)以及中部局部地區(qū)。

由污染程度數(shù)量分布圖可以知道該城區(qū)無(wú)污染地區(qū)占50%左右,輕度污染和中等污染占40%,強(qiáng)污染地區(qū)占不到1%,沒(méi)有地區(qū)污染程度達(dá)到強(qiáng)-極嚴(yán)重污染和極嚴(yán)重污染程度。

(2)對(duì)地累積指數(shù)進(jìn)行反距離權(quán)重空間插值,字段選擇地累積污染指數(shù),得到地累積指數(shù)空間插值圖,對(duì)圖層按照污染程度分成5類,因?yàn)橛晌廴境潭葦?shù)量分布圖可以知道該城區(qū)沒(méi)有地區(qū)污染程度達(dá)到強(qiáng)-極嚴(yán)重污染和極嚴(yán)重污染程度。(那為什么選擇反距離權(quán)重插值方法,不選用其他插值方法呢?因?yàn)樾【幒竺嬉业轿廴驹?,而反距離權(quán)重法插值它以插值點(diǎn)與樣本點(diǎn)間的距離為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均,離插值點(diǎn)越近的樣本點(diǎn)賦予的權(quán)重越大,所以結(jié)果相比較于其他插值方法可以更直觀呈現(xiàn)出那些點(diǎn)值更突出,污染源更為明顯 )

地累積指數(shù)空間插值圖

(3)那么問(wèn)題來(lái)了,這么多個(gè)測(cè)量點(diǎn),那個(gè)才是污染源呢?很明顯,點(diǎn)所在的地區(qū)顏色越深,作為污染源的可能性越大,那直接選中導(dǎo)出數(shù)據(jù)可以嗎?老實(shí)說(shuō),額,確實(shí)可以,就像是遙感中的目視解譯,但是如果我研究的地區(qū)很大,測(cè)量點(diǎn)更多,那這種方法就不可取了,所以我們要使用焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)工具求出一定范圍內(nèi)的最大值Max,然后用原始插值數(shù)據(jù)減去最大值Max等于0的那個(gè)柵格就是該地區(qū)灰度值(像元值)最大的柵格,也就是污染指數(shù)最大的柵格(即污染源),最后將柵格轉(zhuǎn)換成矢量的點(diǎn)數(shù)據(jù)即可。

在焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)中的鄰域分析中我選擇圓形,半徑選擇30個(gè)像元,這個(gè)要視具體情況而定,統(tǒng)計(jì)類型選擇MAXIMUM,整個(gè)設(shè)置下來(lái)的意思就是說(shuō),在半徑為30個(gè)柵格的圓內(nèi)(對(duì)于邊緣柵格,如果該像元中心是在該鄰域內(nèi),則將其包括)找到灰度值(像元值)最大的那個(gè)柵格作為圓心那個(gè)柵格的灰度值。
焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下:會(huì)發(fā)現(xiàn)除了圓的邊緣,圓內(nèi)的顏色都差不多,這是因?yàn)槟骋粋€(gè)最值都被附近的領(lǐng)域包括在內(nèi)作為了最大值,一人獨(dú)大?。」?。
Max:焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)圖

(4)接下來(lái)就是計(jì)算地累積指數(shù)插值結(jié)果減去Max數(shù)據(jù)等于0的柵格,得到地累積指數(shù)空間分布的多個(gè)極值,即可認(rèn)為這是污染源的待選點(diǎn)。那問(wèn)題又來(lái)了,怎么計(jì)算呢?矢量數(shù)據(jù)的計(jì)算有字段計(jì)算器,柵格數(shù)據(jù)的計(jì)算有柵格計(jì)算器!!

接下來(lái)是語(yǔ)法教學(xué),其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是在圖層和變量框里面雙擊選擇反距離權(quán)重插值出來(lái)的數(shù)據(jù)和Max數(shù)據(jù),在二者中間輸入減號(hào),兩個(gè)前后位置無(wú)所謂(因?yàn)樽詈蠖际堑扔?嘛)最后在末尾輸入“0”!!?。ㄗ⒁馐莾蓚€(gè)等于號(hào),而且你會(huì)發(fā)現(xiàn)運(yùn)算符那個(gè)框里面沒(méi)有只有一個(gè)等于號(hào)的給你選,因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)語(yǔ)言里面“”就是我們數(shù)學(xué)上所理解的等于號(hào)“=”),寫完簡(jiǎn)單的減法表達(dá)式后選擇輸出路徑點(diǎn)確定就行了。

通過(guò)觀察計(jì)算結(jié)果可以知道圖層只有兩種顏色(黑白色我是為了對(duì)比明顯才故意搞的,白點(diǎn)我差點(diǎn)以為是電腦屏幕上的灰塵…),一種顏色代表一個(gè)值,值只有0和1,相信學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的小伙伴都知道,計(jì)算機(jī)計(jì)算都是二進(jìn)制的0和1,1代表是,0代表不是,圖上的白點(diǎn)是1,代表剛才的計(jì)算結(jié)果,即地累積指數(shù)插值結(jié)果減去Max數(shù)據(jù)等于0的結(jié)果,其他黑色的都是背景值為0,通過(guò)查看屬性表可以知道像元值為1的柵格有20個(gè),并且分布比較分散。不同的像元統(tǒng)計(jì)會(huì)導(dǎo)致柵格計(jì)算結(jié)果不一樣。
(5)柵格出來(lái)了,但是它不能改變大小形狀,而且不方便刪除不合格的柵格(污染源待選點(diǎn)),于是可以考慮轉(zhuǎn)化成矢量點(diǎn)數(shù)據(jù),這樣方便刪除不合適的點(diǎn)并且可以符號(hào)化污染源,讓其空間分布更加直觀形象。但是在轉(zhuǎn)矢量之前要先重分類,因?yàn)闁鸥裼?jì)算結(jié)果有0的背景值,我們需要把它劃分成無(wú)數(shù)據(jù)(Nodata),相關(guān)參數(shù)如下,只要將舊值的0修改成Nodata就行啦?。。?!
得到的柵格數(shù)據(jù)只有值為1的那20個(gè)最值柵格,值為0的背景值已經(jīng)不見(jiàn)啦,然后就可以直接轉(zhuǎn)化成矢量點(diǎn)數(shù)據(jù)了(柵格數(shù)據(jù)的灰度值就是Value字段,跟柵格數(shù)據(jù)有關(guān)的字段99%都是選擇這個(gè)字段!)。

(6)對(duì)矢量點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)化,然后對(duì)比地累積指數(shù)空間插值圖。


待選點(diǎn)和探測(cè)點(diǎn)對(duì)比圖

由前面分析可知污染源范圍就鎖定在西南地區(qū)以及中部局部地區(qū)。由對(duì)比圖分析可知,在測(cè)量點(diǎn)范圍外的地區(qū)產(chǎn)生的污染源待選點(diǎn)明顯不符合條件,故刪除,屬于或者靠近無(wú)污染地區(qū)和輕度-中等污染區(qū)的待選點(diǎn)只能作為傳播過(guò)程的顯著點(diǎn),經(jīng)過(guò)考慮后也要?jiǎng)h除。

最終我選取了8個(gè)點(diǎn)作為污染源。

來(lái)源:https://blog.csdn.net/qq_43173805/article/details/120098422

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