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        利用ArcGis軟件驗證河南省農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地污染普查中采樣點位合理性的成果與研究

        2019-12-04 06:37:48李永革黃雅鳳趙江偉
        安陽工學(xué)院學(xué)報 2019年6期
        關(guān)鍵詞:布點點位對話框

        李永革,黃雅鳳,趙江偉,黃 鵬,

        (1.河南省安陽市農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測站,河南安陽455000;2.安陽市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測檢驗中心,河南安陽455000;3.安陽農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,河南安陽455000;4.北京合眾思壯科技股份有限公司,北京100015)

        開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤污染普查(重金屬),可以為政府及有關(guān)部門編制農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、強化產(chǎn)地安全管理、有針對性地開展耕地污染源治理等方面提供依據(jù),有效提高和改善農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量,控制產(chǎn)地環(huán)境污染源,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全[1]。

        1 河南省開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤污染普查(重金屬)的做法和關(guān)鍵環(huán)節(jié)

        依據(jù)《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》、《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全管理辦法》和《國務(wù)院和農(nóng)業(yè)部關(guān)于土壤污染防治及農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境安全管理》等相關(guān)法律、法規(guī)和文件精神,河南省、江蘇省、湖南省開展了耕地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分試點工作。這項工作涉及的內(nèi)容主要包括:一是以農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查為基礎(chǔ),對土壤環(huán)境質(zhì)量進行評價,劃分農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量;二是對土壤劃分類別后,列表制圖入冊,編報《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全狀況報告》;三是建立耕地分類清單,制定耕地分類管理方案。

        按照規(guī)劃中確定的技術(shù)方案和環(huán)節(jié),河南省農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查工作分步實施,我們在實施中,主要承擔了定點采樣這個環(huán)節(jié),其技術(shù)路線為:收集基礎(chǔ)資料—確認區(qū)域類別—制定普查方案(關(guān)鍵是點位布設(shè)方案)—開展技術(shù)培訓(xùn)—定位踏勘布點(包括點位調(diào)整)—進行樣品采集。其中,一項重要內(nèi)容就是普查區(qū)的點位布設(shè),這項工作可以說是土壤污染普查基礎(chǔ)工作中的基礎(chǔ),是所有普查工作數(shù)據(jù)的依據(jù)和來源。采樣點位布設(shè)的定位、密度和范圍是否合理,關(guān)系到采集樣品的代表性及由此檢測的數(shù)據(jù)是否能準確顯示該地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量整體狀況,形成的土壤污染情況報告是否科學(xué)、準確、有效。

        2 點位設(shè)置的工作步驟及容易產(chǎn)生的問題

        點位設(shè)置的工作步驟和技術(shù)路線是:確認轄區(qū)內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地區(qū)域類型范圍及面積—確定各區(qū)域布點密度—確定各區(qū)域點位—相對均勻地落實采樣點位位置—踏勘確定采樣地塊—樣品采集。

        點位設(shè)置的原則是:“布點密度密疏有度”即重點區(qū)域(指工礦企業(yè)周邊)每150畝布1個點。其他農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地一般每2000畝1個點位?!安键c數(shù)量不留‘死角’”,即每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和行政村都布設(shè)采樣點。“布點方法統(tǒng)一均勻”,即統(tǒng)一采用均勻布點法(不同區(qū)域類別密度不同)。

        遵照這三個原則,在實際工作中,只有重點區(qū)域的布點密度和數(shù)量多,其他區(qū)域點位相對較少,可以節(jié)省一部分財力和人力。因為目前沒有現(xiàn)代化的地圖理論點位同實地定位點直接相互定位、驗證技術(shù)和工具,實地定位找到理論采樣點并逐一驗證存在很多問題和困難,特別是針對大尺度區(qū)域布點,這一問題更加突出,主要表現(xiàn)在四個方面:一是實地找到的點位同地圖理論點之間誤差大,無法達到要求;二是區(qū)域網(wǎng)格中心定點為原則性定點,整個區(qū)域定點的均勻性無法保證;三是無法及時直觀看到現(xiàn)場布設(shè)點位的全貌,存在許多點位重合、盲區(qū);四是各種布點定位系統(tǒng)和軟硬件應(yīng)用的操作比較復(fù)雜,操控也不夠普及,采樣人員熟練使用難度大,不能準確定位。

        3 ArcGIS軟件的引入和在普查工作中應(yīng)用

        3.1 什么是ArcGIS軟件和ArcGIS軟件引入在普查工作中的作用

        ArcGIS是一個在地理信息系統(tǒng)(GIS)構(gòu)建和應(yīng)用中居世界領(lǐng)先地位的平臺,可以將其視為一個繪制地圖和地理信息的基礎(chǔ)架構(gòu)。在ArcGIS的基礎(chǔ)架構(gòu)上可以建立我們的數(shù)據(jù)分布地圖(工作地圖),直觀地檢驗、判斷工作質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上,專家們可以通過計算機分析這些信息,也可以通過基于web的應(yīng)用程序?qū)Ψ治鼋Y(jié)果進行影響評估,最主要的是,可以直接找出錯誤所在,方便在工作中及時改正錯誤。為各項工作任務(wù)順利實施和高效管理打下堅實基礎(chǔ),做到為正確評估提供可靠依據(jù),為決策做好技術(shù)支撐。

        ArcGIS系統(tǒng)+污染普查農(nóng)業(yè)部錄入軟件(借助ArcMap)=地圖直觀點位位置圖,就是ArcGIS系統(tǒng)在河南省的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查工作中的應(yīng)用公式。也就是將現(xiàn)實點位設(shè)置信息通過制作需要導(dǎo)入到ArcGIS中去,利用ArcMap把權(quán)屬文件(行政區(qū)劃地圖)和點位信息進行耦合,再通過ArcMap顯示出來,使我們可以直觀地在地圖上看到設(shè)置點位的具體位置,判斷點位設(shè)置的合理性,同時對實際操作中的失誤一目了然,以此做到對全省點位設(shè)置的合理性進行綜合審核,及時更正現(xiàn)實操作失誤的目的,同時為點位設(shè)置成功后開展采樣和形成檢測數(shù)據(jù)打下良好基礎(chǔ)。

        3.2 利用ArcGIS配合農(nóng)業(yè)部錄入軟件驗證點位布局合理性的操作步驟

        首先,安裝正版的ArcGIS軟件;

        其次,安裝農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)錄入軟件;準備好各縣區(qū)采樣點位GPS照片,進入點位審核環(huán)節(jié)。

        采樣點位審核:

        第一步:以縣區(qū)為單位,將數(shù)據(jù)包導(dǎo)入到農(nóng)業(yè)部錄入軟件,利用軟件的“數(shù)據(jù)審核”功能,將部分數(shù)據(jù)“復(fù)制”“粘貼”到EXCEL表格中,涉及采樣地址等,具體如表1所示。

        表1 EXCEL數(shù)據(jù)表樣式

        第二步:打開Arc Map,點擊“添加數(shù)據(jù)”圖標,在電腦軟件中找到河南省的“權(quán)屬”,添加到軟件中。

        用鼠標右鍵點擊軟件左側(cè)的“權(quán)屬”文件,選擇菜單欄中部的“標注要素”,各地市的名稱就會在地圖中顯示出來,如圖1所示。

        再次點擊“添加數(shù)據(jù)”將縣區(qū)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件中,導(dǎo)入的數(shù)據(jù)會從軟件左側(cè)顯示,用鼠標右鍵點擊導(dǎo)入的數(shù)據(jù),選擇“顯示XY數(shù)據(jù)”,出現(xiàn)對話框如圖2所示。

        圖1 Arc Map軟件標注要素圖

        圖2 經(jīng)緯度輸入對話框

        “經(jīng)度”在“X字段”中選擇,“緯度”在“Y字段”中選擇,點擊“確定”,在彈出對話框點擊“確定”。采樣點位從圖中顯示,如圖3所示。

        采樣點位核查的關(guān)鍵要素:

        1)了解該縣區(qū)的點位數(shù)量。如果大于500個點位,可以從EXCL表中將數(shù)據(jù)分成幾個部分,每部分都不超過500個點位;

        2)對幾個部分分別進行審核,一定要有審核記錄,方便下一步對數(shù)據(jù)進行糾正、改錯;

        3)查看該縣區(qū)是否有出省界點位,如果該縣區(qū)的數(shù)據(jù)有出省界的點位,軟件會很明顯顯示出來。

        3.3 應(yīng)用實例及解決的問題

        以蘭考縣為例,首先從軟件導(dǎo)出的表格中了解蘭考縣的點位總數(shù)為447個,點擊軟件上部“識別”按鈕,拖動鼠標框選軟件中所有點位,會出現(xiàn)圖4所示對話框:

        圖3 采樣點位

        圖4 識別對話框

        從對話框中我們可以看出,軟件中的點位數(shù)是446個,缺失1個點位,有1個點位明顯出省界。用鼠標點擊出界點可以看到出界點的詳細信息。缺失點位利用Arc Map軟件中框選點位和農(nóng)業(yè)部錄入軟件導(dǎo)出的EXCEL表格中的點位進行比對找出,仔細查找缺失的原因并修訂。

        對于大部分點位,可點擊手型圖標,用鼠標輪可將地圖放大到合適的位置進行核查。如圖5所示,從圖中可以看出:在左下角比較密集的點位有疑似出界點??梢詫⒁伤泣c位的信息顯示出來與GPS定位照片進行比對,落實是否出界。

        數(shù)據(jù)審核的流程如圖6所示。

        圖5 采樣點位核查圖

        圖6 數(shù)據(jù)審核流程圖

        4 應(yīng)用前景

        為了解《中華人民共和國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》實施情況,2018年5月到9月,全國人大常委會執(zhí)法檢查組進行了執(zhí)法檢查,代表執(zhí)法檢查組匯報的人大常委會吉炳軒副委員長提到:“農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境污染形勢仍很嚴峻”,“一些地區(qū)特別是重金屬礦區(qū)周邊耕地內(nèi)源性重金屬污染問題突出,社會反映強烈?!睘檫M一步做好土壤狀況監(jiān)測和利用,2019年1月1日,《中華人民共和國土壤污染防治法》開始實施,這就要求各級農(nóng)業(yè)部門要進一步做好農(nóng)田污染調(diào)查和治理的基礎(chǔ)工作,繼續(xù)組織好農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染普查,為有針對性地治理污染農(nóng)用地提供可靠、真實的點位及數(shù)據(jù)。在這些工作中,利用ArcGIS系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)生的效益將更加廣泛。

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