土壤重金属Cd污染指数的适宜插值方法和合理采样数量研究

摘要：

对局部存在重金属污染地区采用适宜的插值方法和布设合理的采样点对重金属污染状况监测具有重要的意义.运用单因子指数法得到土壤重金属Cd污染指数,并在镇域内布设2033个采样点的基础上,通过随机抽样法抽取1830、1423、1017、610、203五个采样点样本子集.首先,运用普通克里金法(OK)、径向基函数法(RBF)和反距离权重法(IDW)对该地区土壤重金属Cd污染指数进行插值预测,并通过交叉验证法进行精度检验.然后,在反距离权重法的基础上,对五个采样子集进行插值精度分析,得到大致合理采样数量.结果表明:(1)利用全集2033个采样点对3种插值方法进行交叉验证分析可知,RMSE表现为IDW(3.018)＞RBF(2.942)＞OK(2.837),ME表现为OK(-0.0736)＞IDW(0.0214)＞RBF(0.0096),MAE表现为IDW(0.5668)＞RBF(0.5575)＞ OK(0.5227),3种插值方法在整体预测精度上差异不明显.而对于污染区域的识别,IDW在轻度污染区、中度污染区和重度污染区预测上表现出较大的优势,能较好的反应污染区域的空间变异特征.因此,认为IDW为较适宜的空间插值方法.(2)对不同采样数量的样本进行交叉验证分析可知,RMSE、ME和MAE在1017个采样点到610个采样点误差变化幅度分别为29.84％、71.31％和36.99％,误差增加幅度较前三个子样本间明显增大.在空间特征识别方面,2033、1830、1423和1017个采样点反映的污染区的空间分布特征非常相似,610和203个采样点预测的污染区域面积明显扩大,对各级污染区域的空间特征细节表现能力较差.因此,对于该镇域内的土壤重金属Cd污染指数的研究,1017个左右采样点是比较合理的采样数量.

关键词：插值方法、采样数量、重金属Cd、预测精度

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分类号：X144(环境地学)

资助基金：国土资源部公益性行业科研专项课题201511082-02资助

在线出版日期：2017-01-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1056-1064