GIS輔助輕度污染工程項目選址

1. GIS選址方法

歸納起來，GIS選址方法主要有層次分析法、重心法、網路覆蓋模型和模擬模擬法等幾種方法，下面對這幾種方法進行簡要的分析。

1.層次分析法

層次分析法是美國運籌學家T.L.Saaty教授於20世紀70年代提出的一種實用的多方案或多目標的決策方法。它合理地將定性與定量的決策結合起來，按照思維、心理的規律把決策過程層次化、數量化，特別適合那些難於完全定量進行分析的復雜問題。它首先將所要分析的問題層次化，即根據問題的性質和要達到的總目標，將問題分解成不同的組成因素，按照因素間的相互關系及隸屬關系，將因素按不同層次聚集組合。形成一個多層分析結構模型，最終歸結為最低層（方案、措施、指標等）相對於最高層（總目標）相對重要程度的權值或相對優劣次序的問題。

層次分析法的優點是：(1)簡單明了，提供了層次框架，便於整理思路；(2)通過對比進行標度，增加了判斷的客觀性；(3)把定性判斷與定量推斷結合，增強科學性和實用性。

然而層次分析法也存在明顯的不足：(1)層次分析法客觀性很高，因素較多（超過9個）時，標度工作量太大，易引起標度專家反感和判斷混亂；(2)層次分析法也有致命的缺點，它只能在給定的策略中去選擇最優的，而不能給出新的策略；(3)層次分析法中所用的指標體系需要有專家系統的支持，如果給出的指標不合理則得到的結果也就不準確；(4)構造判斷矩陣時，由於受資料、信息和分析人員水平的限制，很難准確地用「稍微！ 重要」、「較為重要」 和「極端！ 重要」 等模糊字眼來表示兩元素間的關系，評價結果受人為主觀因素影響大，且判斷矩陣的一致性不甚理想。

層次分析法可用於CO₂地質封存選址工作中，這主要是由地質封存選址的多因子性決定的（參見第六章第四節多因子排序選址技術的GIS實現）。在因子權重分配結構表中可以看出，因子根據特性劃分為指標層A、指標亞層B、指標亞層C和具體指標層D。在劃分層次時，要考慮因子的歸屬關系。另外，具有一票否決的因子應予以關注，並在評價時單獨考慮，不計入同一層級的因子權重計算中。

2.重心法

重心法是單個設施選址最常用的方法，如物流配送中心、油庫選址、庫房、工具設備存放點、停車場等，重心法也常常用於剔除一些不合適的備選方案。重心法是一種靜態的方法，將需求點看成是分布在某一平面范圍內的物體系統，各點的需求量和資源量分別看成是物體的重量，物體系統的重心點將作為選址空間的最佳設置點。

GIS中的最短路徑分析是重心法中常用的方法。

重心法的優點是：(1)計算簡單，數據容易搜集，易於理解；(2)對於單一設施定位時應用解析方法簡便易行；

重心法的不足有：(1)自由度過多導致計算量較大；(2)迭代法計算求得的最佳地點實際上往往很難找到；(3)對於復雜的選址問題，使用重心法常常感到困難，通常需要藉助其他更為綜合的分析技術。

若碳源分布清楚，目標靶區地質條件相似，為求得最佳CO₂運輸路由，即可用該方法進行選址。

3.網路覆蓋模型

網路覆蓋模型可用於移動基站覆蓋、服務網點覆蓋、油庫最大覆蓋面積選址等多方面，可解決對於需求已知的一些需求點，如何確定一組服務設施來滿足這些需求點的需求，也就是需要確定服務設施的最小數量和合適的位置。可分為兩種不同的模型：集合覆蓋模型（用最小數量的設施去覆蓋所有的需求點）和最大覆蓋模型（在給定數量的設施下，覆蓋盡可能多的需求點）。前者常用啟發式演算法；後者常用貪婪演算法。移動基站覆蓋等選址可以首先根據GIS中地圖進行場址初選，根據數字地形圖，生成正射三維影像，或進行三維瀏覽，從而能夠快速地把握整個地區的地形特點，同時參考已有的站點、居民區位置、道路位置，就可以初步推測若干個比較合理的站址。初選出部分地址點後可以使用DEM分析方法優化站址選擇方案，使用GIS中的同時分析計算出幾個候選站點的可視域，並把可視域疊加到地圖上，依此衡量是否能夠覆蓋決策者感興趣的區域。

在綜合考慮碳源（需求點）、場地封存規模（最大覆蓋模型）、交通條件或道路位置，在選址地質條件清楚的情況下，可用此法確定場地范圍，為灌注井布置提供經濟上的依據。

4.模擬模擬法

模擬模擬方法是將實際問題用數學方法和邏輯關系表示出來，建立數學邏輯模型，利用計算機來運行模擬模擬模型，模擬時間系統的運行狀態及其隨時間變化的過程，對一個系統按照一定的作業規則由一個狀態變換為另一個狀態的動態行為進行描述或分析，並通過對模擬模擬運行過程的觀察和統計，得到被模擬模擬系統的輸出參數和基本特徵，以此來估計和推斷實際系統的真實參數和真實性能，然後通過模擬計算及邏輯推理確定最佳布局方案。

模擬模擬法的優點有：(1)直觀形象，清晰明了；(2)研究結果相對解析方法更接近於實際的情況。

其缺點是：(1)進行相對比較嚴格的模型的可信性和有效性的檢驗；(2)有些模擬系統對初始偏差比較敏感，往往使得模擬結果與實際結果有較大的偏差；(3)要求設計人員必須具備豐富的經驗和較高的分析能力，面對相對復雜的模擬系統。

模擬模擬方法在CO₂地質封存選址工作中主要應用於具體的單點位置選取及灌注井施工選點等工作。在具體使用時應結合其他數值模擬方法綜合運用。

當然，應用空間選址方法進行選址不是單一方法的簡單運用，可以是好幾種方法綜合的使用，另外，還可以使用模糊聚類法、遺傳演算法等眾多演算法進行數學建模。

2. 試用GIS知識幫助有關部門進行選址

需要數據：1、北京市的土地利用數據（包含土地用途、人口數量等信息）；2、現有的售票點空間分布數據；3、北京市交通地圖數據；以上數據要求空間坐標系統一致。要得到結果分以下幾步：以現有交通數據作緩沖分析；對得到的結果進行人口密集區域分析；再對結果進行用地情況分析；最後以現有的售票點為中心，判斷最遠符合以上條件的位置。

3. 如何用GIS尋找污染源

尋找大型污染源，可以用RS（遙感），樓上的也說了，遙感影像解譯，水體、大氣污染源都比較容易發現。

4. 一個GIS選址方面的問題

假設鄰近海灣指與海距離小於500m，交通便捷指與公路距離小於250m，避開居民區指與居民區距離大於1000m，由這三個條件可知需要一份的土地利用圖（假設居民區的柵格值為2，公路為3，海為4）；由條件「地形坡度小於5度」可知需要一份地形圖；由條件「地質條件安全」可知需要一份地質圖（假設柵格值在5到10之間的地方都是安全的）。

應用模型框圖如下：

5. 基於GIS空間分析的公路選址

你好：
這不是一句話能說明白的；
首先你的有這些矢量數據。

6. GIS選址問題

這個題考察緩沖區分析（buffer）。道路是線要素，商業中心和學校等是點要素。

1. 把每個要素的緩沖區分成幾級，距離某個要素小於1000米或者1500米為最高分；

2. 把幾個要素（道路、商業中心、學校等）的緩沖區疊加，得到分值最高的區域，就是最好的區域

7. 上述案例中體現了哪些項目選址的原則與方法（地理）

題目中所提到「上述案例」隻字未見，故只好利用常用地理常識來回答你的問題了——
工程項目選址從地理學角度考慮主要有以下幾種：
1、工程項目選址「季風」風向因素：
嚴重污染大氣的工廠，應該在城市主導風向的下風口地帶，或者在主導風向的垂直兩側選擇廠址，季風區布置在當地最小風頻的風向的上風地帶。工業區分布在與盛行風向垂直的郊外能將廢氣對城市的污染降到最低。
2、工程項目選址水源因素：
有廢水排放的工廠應布局在遠離水源地或遠離河流上游區；自來水廠布局在居民區的水源地上游或河流上游地區。
3、工程項目選址的「民生」因素：
主要是距離居民區、農田的遠近：佔地面積小無污染的工業，布局在城區；用地規模較大、污染較輕的工業可布局在城市的邊緣或近郊地區；嚴重污染難以治理的大型企業，宜布局在遠離市區的遠郊或郊外。
4、工程項目選址的生態因素：
工業布局應遠離生態環境脆弱地區。

8. 什麼是線型工程項目 原話是這樣提及的：「對於單獨選址項目和線型工程項目，，，，」

線性工程顧名思義就是整個工程呈線型走勢的，比如道路、管道等

9. 如果有采樣點坐標和污染濃度怎麼用gis測定污染范圍和土方量

土壤環境監測技術規范

4采樣准備
4.1組織准備
由具有野外調查經驗且掌握土壤采樣技術規程的專業技術人員組成采樣組，采樣前組織學習有關技術文件，了解監測技術規范。

4.2資料收集
收集包括監測區域的交通圖、土壤圖、地質圖、大比例尺地形圖等資料，供製作采樣工作圖和標注采樣點位用。
收集包括監測區域土類、成土母質等土壤信息資料。
收集工程建設或生產過程對土壤造成影響的環境研究資料。
收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、穩定性以及如何消除等資料。
收集土壤歷史資料和相應的法律（法規）。
收集監測區域工農業生產及排污、污灌、化肥農葯施用情況資料。
收集監測區域氣候資料（溫度、降水量和蒸發量）、水文資料。
收集監測區域遙感與土壤利用及其演變過程方面的資料等。

4.3現場調查
現場踏勘，將調查得到的信息進行整理和利用，豐富采樣工作圖的內容。

4.4采樣器具准備
4.4.1工具類：鐵鍬、鐵鏟、圓狀取土鑽、螺旋取土鑽、竹片以及適合特殊采樣要求的工具等。
4.4.2器材類：GPS、羅盤、照相機、膠卷、捲尺、鋁盒、樣品袋、樣品箱等。
4.4.3文具類：樣品標簽、采樣記錄表、鉛筆、資料夾等。
4.4.4安全防護用品：工作服、工作鞋、安全帽、葯品箱等。
4.4.5采樣用車輛
4.5監測項目與頻次

監測項目分常規項目、特定項目和選測項目；監測頻次與其相應。
常規項目：原則上為GB 15618《土壤環境質量標准》中所要求控制的污染物。
特定項目：GB 15618《土壤環境質量標准》中未要求控制的污染物，但根據當地環境污染狀況，確認在土壤中積累較多、對環境危害較大、影響范圍廣、毒性較強的污染物，或者污染事故對土壤環境造成嚴重不良影響的物質，具體項目由各地自行確定。
選測項目：一般包括新納入的在土壤中積累較少的污染物、由於環境污染導致土壤性狀發生改變的土壤性狀指標以及生態環境指標等，由各地自行選擇測定。
土壤監測項目與監測頻次見表4-1。監測頻次原則上按表4-1執行，常規項目可按當地實際適當降低監測頻次，但不可低於5年一次，選測項目可按當地實際適當提高監測頻次。

表4-1 土壤監測項目與監測頻次

項目類別 監測項目 監測頻次
常規項目 基本項目 pH、陽離子交換量 每年一次
農田在夏收或秋收後采樣
重點項目 鎘、鉻、汞、砷、鉛、銅、鋅、鎳
六六六、滴滴涕
特定項目（污染事故） 特徵項目 及時采樣，根據污染物變化趨勢決定監測頻次

選測項目 影響產量項目 全鹽量、硼、氟、氮、磷、鉀等
每年監測一次
農田在夏收或秋收後采樣
污水灌溉項目 氰化物、六價鉻、揮發酚、烷基汞、苯並[a]芘、有機質、硫化物、石油類等
POPs與高毒類農葯 苯、揮發性鹵代烴、有機磷農葯、PCB、PAH等

其他項目 結合態鋁（酸雨區）、硒、釩、氧化稀土總量、鉬、鐵、錳、鎂、鈣、鈉、鋁、硅、放射性比活度等

5布點與樣品數容量
5.1「隨機」和「等量」原則
樣品是由總體中隨機採集的一些個體所組成，個體之間存在變異，因此樣品與總體之間，既存在同質的「親緣」關系，樣品可作為總體的代表，但同時也存在著一定程度的異質性的，差異愈小，樣品的代表性愈好；反之亦然。為了達到採集的監測樣品具有好的代表性，必須避免一切主觀因素，使組成總體的個體有同樣的機會被選入樣品，即組成樣品的個體應當是隨機地取自總體。另一方面，在一組需要相互之間進行比較的樣品應當有同樣的個體組成，否則樣本大的個體所組成的樣品，其代表性會大於樣本少的個體組成的樣品。所以「隨機」和「等量」是決定樣品具有同等代表性的重要條件。

5.2布點方法
5.2.1簡單隨機
將監測單元分成網格，每個網格編上號碼，決定采樣點樣品數後，隨機抽取規定的樣品數的樣品，其樣本號碼對應的網格號，即為采樣點。隨機數的獲得可以利用擲骰子、抽簽、查隨機數表的方法。關於隨機數骰子的使用方法可見GB10111《利用隨機數骰子進行隨機抽樣的辦法》。簡單隨機布點是一種完全不帶主觀限制條件的布點方法。
5.2.2分塊隨機
根據收集的資料，如果監測區域內的土壤有明顯的幾種類型，則可將區域分成幾塊，每塊內污染物較均勻，塊間的差異較明顯。將每塊作為一個監測單元，在每個監測單元內再隨機布點。在正確分塊的前提下，分塊布點的代表性比簡單隨機布點好，如果分塊不正確，分塊布點的效果可能會適得其反。
5.2.3系統隨機
將監測區域分成面積相等的幾部分（網格劃分），每網格內布設一采樣點，這種布點稱為系統隨機布點。如果區域內土壤污染物含量變化較大，系統隨機布點比簡單隨機布點所采樣品的代表性要好。
圖5-1 布點方式示意圖

5.3基礎樣品數量
5.3.1由均方差和絕對偏差計算樣品數
用下列公式可計算所需的樣品數：
N=t2s2/D2
式中：N為樣品數；
t為選定置信水平（土壤環境監測一般選定為95%）一定自由度下的t值（附錄A）；
s2為均方差，可從先前的其它研究或者從極差R（s2=（R/4）2）估計；
D為可接受的絕對偏差。

示例：
某地土壤多氯聯苯（PCB）的濃度范圍0～13mg/kg，若95%置信度時平均值與真值的絕對偏差為1.5 mg/kg，s為3.25 mg/kg，初選自由度為10，則
N =（2.23）2（3.25）2/（1.5）2 =23
因為23比初選的10大得多，重新選擇自由度查t值計算得：
N =（2.069）2（3.25）2/（1.5）2 =20
20個土壤樣品數較大，原因是其土壤PCB含量分布不均勻（0～13 mg/kg），要降低采樣的樣品數，就得犧牲監測結果的置信度（如從95%降低到90%），或放寬監測結果的置信距（如從1.5 mg/kg增加到2.0 mg/kg）。
5.3.2由變異系數和相對偏差計算樣品數
N=t2s2/D2可變為：
N=t2CV2/m2
式中：N為樣品數；
t為選定置信水平（土壤環境監測一般選定為95%）一定自由度下的t值（附錄A）；
CV為變異系數（%），可從先前的其它研究資料中估計；
m為可接受的相對偏差（%），土壤環境監測一般限定為20%～30% 。
沒有歷史資料的地區、土壤變異程度不太大的地區，一般CV可用10%～30%粗略估計，有效磷和有效鉀變異系數CV可取50%。

5.4布點數量
土壤監測的布點數量要滿足樣本容量的基本要求，即上述由均方差和絕對偏差、變異系數和相對偏差計算樣品數是樣品數的下限數值，實際工作中土壤布點數量還要根據調查目的、調查精度和調查區域環境狀況等因素確定。
一般要求每個監測單元最少設3個點。
區域土壤環境調查按調查的精度不同可從2.5km、5km、10km、20km、40km中選擇網距網格布點，區域內的網格結點數即為土壤采樣點數量。
農田採集混合樣的樣點數量見「6.2.2.2混合樣採集」。
建設項目采樣點數量見「6.3建設項目土壤環境評價監測采樣」。
城市土壤采樣點數量見「6.4城市土壤采樣」。
土壤污染事故采樣點數量見「6.5污染事故監測土壤采樣」。

6樣品採集
樣品採集一般按三個階段進行：
前期采樣：根據背景資料與現場考察結果，採集一定數量的樣品分析測定，用於初步驗證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度，為制定監測方案（選擇布點方式和確定監測項目及樣品數量）提供依據，前期采樣可與現場調查同時進行。
正式采樣：按照監測方案，實施現場采樣。
補充采樣：正式采樣測試後，發現布設的樣點沒有滿足總體設計需要，則要進行增設采樣點補充采樣。
面積較小的土壤污染調查和突發性土壤污染事故調查可直接采樣。

6.1區域環境背景土壤采樣
6.1.1采樣單元
采樣單元的劃分，全國土壤環境背景值監測一般以土類為主，省、自治區、直轄市級的土壤環境背景值監測以土類和成土母質母岩類型為主，省級以下或條件許可或特別工作需要的土壤環境背景值監測可劃分到亞類或土屬。
6.1.2樣品數量
各采樣單元中的樣品數量應符合「5.3基礎樣品數量」要求。
6.1.3網格布點
網格間距L按下式計算：
L=（A/N）1/2
式中：L為網格間距；
A為采樣單元面積；
N為采樣點數（同「5.3樣品數量」）。
A和L的量綱要相匹配，如A的單位是km2則L的單位就為km。根據實際情況可適當減小網格間距，適當調整網格的起始經緯度，避開過多網格落在道路或河流上，使樣品更具代表性。
6.1.4野外選點
首先採樣點的自然景觀應符合土壤環境背景值研究的要求。采樣點選在被采土壤類型特徵明顯的地方，地形相對平坦、穩定、植被良好的地點；坡腳、窪地等具有從屬景觀特徵的地點不設采樣點；城鎮、住宅、道路、溝渠、糞坑、墳墓附近等處人為干擾大，失去土壤的代表性，不宜設采樣點，采樣點離鐵路、公路至少300m以上；采樣點以剖面發育完整、層次較清楚、無侵入體為准，不在水土流失嚴重或表土被破壞處設采樣點；選擇不施或少施化肥、農葯的地塊作為采樣點，以使樣品點盡可能少受人為活動的影響；不在多種土類、多種母質母岩交錯分布、面積較小的邊緣地區布設采樣點。
6.1.5采樣
采樣點可采表層樣或土壤剖面。一般監測採集表層土，采樣深度0～20cm，特殊要求的監測（土壤背景、環評、污染事故等）必要時選擇部分采樣點採集剖面樣品。剖面的規格一般為長1.5m，寬0.8m，深1.2m。挖掘土壤剖面要使觀察面向陽，表土和底土分兩側放置。
一般每個剖面採集A、B、C三層土樣。地下水位較高時，剖面挖至地下水出露時為止；山地丘陵土層較薄時，剖面挖至風化層。
對B層發育不完整（不發育）的山地土壤，只採A、C兩層；
乾旱地區剖面發育不完善的土壤，在表層5～20 cm、心土層50 cm、底土層100 cm左右采樣。
水稻土按照A耕作層、P犁底層、C母質層（或G潛育層、W瀦育層）分層采樣(圖6-1)，對P層太薄的剖面，只採A、C兩層（或A、G層或A、W層）。

10. 下圖是「運用某種地理信息技術(GIS)來選址的工作流程圖」。採用圖示流程進行選址的設施可能是 A．大