污染源建模论文.docVIP

. . 云南财经大学实验报告 系 （院）： 统计与数学学院 专 业： 经济学创新人才培养基地 班 级： 经基14-1 学 号： 201405000154 姓 名： 罗振威 实验时间： 2016年5月 指导教师： 陈龙伟 云南财经大学教务处制  城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文主要是由采样数据对该城市八种重金属元素污染的程度进行分析。首先我们对采样数据进行预处理，用EXCEL对数据进行处理，然后用MATLAB等软件对所给的数值进行空间作图。 针对问题一我们对八种重金属含量分成若干段段分别来表示不同的浓度，再利用Matlab软件根据取样点的坐标，做出各种重金属元素的空间分布图，并用不同的颜色表示重金属元素的浓度各功能区污染程度 针对问题二，对各功能区的污染物含量进行分析，分析推测该城市可能存在规模较大或者数量较多的Hg,Cu,Zn，Pb严重超标的工厂。为进一步揭示表层土壤重金属污染来源，我们对三个污染相对严重的功能区的超标较严重的重金属元素Hg,Cu,Zn,Pb进行相关性分析，运用MATLAB软件计算出各相关系数，揭示出不同功能区内土壤表层重金属污染的不同来源，分析可得，交通区污染主要来源于汽车尾气排排放，工业区污染主要来源于工厂的超标排放。 第三问为找出传播特征和确定污染源，我们主要是利用MATLAB软件做出8种污染物各自在该城区的矢量图，然后通过直观的观察和线性的拟合来判断污染物的传播特征和污染源的大体位置。 最后说明该模型的缺点以及需要改进的地方。 关键词： MATLAB软件；主成分分析法；内梅罗综合污染指数；矢量图； 问题重述 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。 按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。 现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。 附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。 现要求你们通过数学建模来完成以下任务： (1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 (2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。 (3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。 (4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？ 二、问题分析 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对于重金属在环境中的影响更为明显，因此研究城市表层土壤重金属污染是迫在眉下的事。 （一）对问题1的分析：对于问题1，经过对数据和题目的分析，直接使用MATLAB使用二次插值法可以画出8种主要重金属元素在该城区的空间分布图。对于第二小问，我们首先根据所给的数据将已区分好的各个区域归在一起，求出各种重金属元素在该区域的平均值，建立综合污染指数评价法模型；分析各种重金属元素在各个区域的污染指数来分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 （二）对问题2的分析：问题2要求通过数据分析来说明重金属污染的主要原因。首先可以对重金属和海拔进行相关性分析，得出相关矩阵和相关度，再结合问题一求出的结论分析出重金属可能的主要来源和重金属污染的主要原因。 （三）对问题3的分析：问题3要求通过分析重金属污染物的传播特征，找出污染源的位置。首先通过对数据的处理得到污染源的可能位置，然后经过建立模型，应用MATLAB进行拟合，从而更好的找到污染源的位置，得到比较满意的结果 （四）对问题四的分析：首先对我们建立的模型进行优缺点分析，然后通过查询资料了解影响城市地质环境演变的其他一