本申請涉及土壤分區，涉及一種高背景區耕地土壤分區方法。

背景技術：

1、土壤高背景區域指土壤中某些元素或化合物含量高于正常背景值，可能對農作物生長和人體健康構成潛在威脅。隨著人為活動的影響，一些通常認為農作物超標風險較低的區域，也出現農產品的現象。

2、我國西南地區分布著大面積的碳酸鹽類、黑色頁巖和玄武巖，是我國最豐富的礦產資源地區之一，但也導致區域農田土壤重金屬元素含量顯著高于全國平均水平，土壤重金屬點位超標率高居全國之首，是我國典型地質高背景區。農作物的重金屬富集量大小與土壤重金屬的含量及形態有著最直接的關系。

3、根據《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準》（gb15618-2018），現行的耕地土壤污染風險篩查和分類主要是通過對比耕地土壤重金屬含量與農用地土壤污染風險篩選值和管制值，由于不同作物類型對重金屬的吸收累積差異極大、且地質高背景區土壤中重金屬的賦存形態和環境風險與人為污染區域差異顯著。

4、現有的土壤高背景區域分區主要是通過檢測人員對耕地進行檢測后直接確定該區域是否為管控區域或者可耕作的區域。該方式無法直觀的觀測目標區域的高背景區域分布情況，不便于劃分出耕地類別。

技術實現思路

1、本申請提供了一種高背景區耕地土壤分區方法，旨在解決現有技術的不便于耕地類別劃分的情況。

2、在一個方案中，提供了一種高背景區耕地土壤分區方法，包括如下步驟：

3、對目標區域均勻劃分出多個采樣區；

4、協同采集所述采樣區內的土壤和農產品樣品，且同一所述農產品樣品的數量為多個，獲取各所述土壤和農產品樣品的重金屬含量值；

5、統計各所述農產品樣品的重金屬含量值是否大于第一閾值，若有93%以上的所述農產品樣品的重金屬含量值大于所述第一閾值，則標記所述農產品樣品為負面清單，否則標記所述農產品樣品為正面清單；

6、將所述負面清單和所述正面清單標識在對應的所述采樣區上；

7、所述正面清單和所述負面清單分別由數字“0”和數字“1”代替；

8、統計各所述采樣區的數據并進行數據疊加，并根據各所述采樣區的數據建立顏色映射函數；

9、對各所述采樣區的數據進行核密度估計；

10、對顏色映射函數和進行核密度估計后的數據通過arcgis繪制出熱力圖；

11、根據所述熱力圖的結果對所述目標區域進行耕地分區。

12、在一個方案中，所述重金屬的種類包括：鎘、砷、鉻、鉛、汞。

13、具體的，當所述農產品中的任一種類的所述重金屬含量超過所述第一閾值時，即算所述農產品樣品的重金屬含量值大于所述第一閾值。

14、在一個方案中，所述農產品樣品中的農產品種類包括：小麥、水稻、玉米、辣椒、人參果等。

15、在一個方案中，各種類的所述農產品樣品的數量均為至少10個。

16、在一個方案中，在所述農產品樣品的獲取中，至少持續兩年采集。

17、在一個方案中，所述顏色映射函數為：

18、；其中，c?表示顏色值，取值范圍為：[0，255]；r表示數據值，取值范圍為：[0，n]；n值為所述目標區域內的所述采樣區數據中的最大值。

19、具體的，假設數據范圍為?[0,?100]，顏色范圍為?[0,?255]，計算數據值?50?對應的顏色值：

20、代入值：

21、計算：c=127.5

22、因此，數據值?50?對應的顏色值為?127.5。

23、在一個方案中，所述核密度估計采用如下函數執行：

24、；再將k(x)函數按帶寬?h進行縮放后得到以下函數：，其中，x為統計后的各所述采樣區內的對應數據；h為帶寬，且h>0。

25、在一個方案中，所述正面清單所對應的采樣區均為可安全種植區域，對所述負面清單所對應的采樣區判斷區內的土壤的預定金屬含量是否大于第二閾值，若是，則將對應的所述采樣區作為管控區域；若否，則將對應的所述采樣區作為可安全種植區域。

26、具體的，土壤含量小于第二閾值的，為可安全種植耕地，用數字0標記；土壤含量大于第二閾值的，為重點管控耕地，用數字1標記。

27、在一個方案中，所述預定金屬的種類包括：鎘、砷、鉻、鉛、汞。

28、在一個方案中，所述arcgis為地理信息系統。

29、本申請的有益效果：

30、本申請通過對目標區域進行土壤和農作物協同樣品采集監測、閾值對比，提高了對耕地類別劃分的準確性。

31、通過將正面清單和負面清單分別由數字“0”和數字“1”代替后，形成計算機可識別的文本，便于計算機后續的數據處理，減輕工作人員的勞動負荷，提高耕地分區的效率。

32、通過顏色映射函數和進行核密度估計后的數據通過arcgis繪制出熱力圖后，可便于工作人員通過熱力圖便能直觀清楚的知道正面清單和負面清單的分布情況，便于工作人員能快速了解高背景區土壤中重金屬分布情況，能快速劃分耕地類別，即快速劃分出可安全種植耕地和管控耕地，同時繪制出的熱力圖后能助于工作人員快速確定可安全種植耕地和管控耕地之間的地區，并對其展開進一步的檢測。

技術特征：

1.一種高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述重金屬的種類包括：鎘、砷、鉻、鉛、汞。

3.根據權利要求1所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述農產品樣品中的農產品種類包括：小麥、水稻、玉米、辣椒、人參果。

4.根據權利要求3所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，各種類的所述農產品樣品的數量均為至少10個。

5.根據權利要求4所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，在所述農產品樣品的獲取中，至少持續兩年采集。

6.根據權利要求1-5任一項所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述顏色映射函數為：

7.根據權利要求6所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述核密度估計采用如下函數執行：

8.根據權利要求1所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述正面清單所對應的采樣區均為可安全種植區域，對所述負面清單所對應的采樣區進行土壤采樣，并檢測土壤樣品中預定金屬的含量是否大于第二閾值，若是，則將對應的所述采樣區作為管控區域；若否，則將對應的所述采樣區作為可種植區域。

9.根據權利要求8所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述預定金屬的種類包括：鎘、砷、鉻、鉛、汞。

10.根據權利要求1所述的高背景區耕地土壤分區方法，其特征在于，所述arcgis為地理信息系統。

技術總結
本申請涉及土壤分區技術領域，公開了一種高背景區耕地土壤分區方法，包括如下步驟：對目標區域均勻劃分出多個采樣區；采集采樣區內的農產品樣品，獲取各農產品樣品的重金屬含量值；統計各農產品樣品的重金屬含量值是否大于第一閾值，若有93%以上的農產品樣品的重金屬含量值大于第一閾值，則標記農產品樣品為負面清單，否則標記農產品樣品為正面清單；正面清單和負面清單分別由數字“0”和數字“1”代替；并根據各采樣區的數據建立顏色映射函數；對各采樣區的數據進行核密度估計；對顏色映射函數和進行核密度估計后的數據通過ArcGIS繪制出熱力圖；根據熱力圖的結果對目標區域進行耕地分區。解決現有技術的不便于劃分耕地的情況。

技術研發人員：李敏敏,魏恒,于泓,牛學奎,眭蒙,楊牧青
受保護的技術使用者：云南省生態環境科學研究院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24