一种农业面源污染产生量评估方法与流程

本发明属于农业污染评估，涉及一种农业面源污染产生量评估方法。

背景技术：

1、农业面源污染是水污染的一个重要来源，农业面源污染管理是水环境管理的重要组成部分。为了更好地实现对水环境的管理，需要对农业面源污染产生量进行评估。

2、传统的农业面源污染产生量评估方法主要依赖水文模型，或者基于基础遥感监测数据及地面监测数据针对农业面源产生量进行评估。但是，上述评估方法，一直以来由于其评估所需数据量较大，土地性质、作物性质、种植面积、土地高程等数据收集起来实时性较差等，因此一直难以支持日益增长的农业面源污染产生量评估需求，实时性和灵活性上难以满足需求。

3、因此，针对上述现有技术中存在的缺陷，需要研发一种新型的农业面源污染产生量评估方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种农业面源污染产生量评估方法，其无需收集土地性质、作物性质、种植面积、土地高程等较难收集的数据，仅通过降雨数据及农药化肥销售数据进行农业面源污染产生量的评估，极大地降低了数据收集难度。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、收集基础数据：收集研究区域的历史降雨数据和历史农药化肥销售数据；

5、划分子流域网格单元：根据研究区域的地理条件、水系分布情况和土地情况将研究区域划分为不同的子流域网格单元；

6、计算子流域网格单元农药化肥换算系数：根据子流域网格单元的种植作物类型，划分并量化其农药化肥换算系数；

7、计算子流域网格单元农药化肥销售量和实际使用量的转化系数：根据子流域网格单元的农业作业人员施肥施药习惯，计算子流域网格单元农药化肥销售量和实际使用量的转化系数；

8、计算历史农业面源污染产生量数据：基于所述子流域网格单元农药化肥换算系数、农药化肥销售量和实际使用量的转化系数、农药化肥的产污系数以及历史农药化肥销售数据得到历史农业面源污染产生量数据；

9、划分降雨场景：根据年降雨量大小划分研究区域的降雨场景；

10、建立农业面源污染产生量回归模型：针对不同的降雨场景，基于农药化肥销售数据和农业面源污染产生量数据得到不同降雨场景的农业面源污染产生量回归模型；

11、利用收集的历史农药化肥销售数据和计算的历史农业面源污染产生量数据训练不同降雨场景的农业面源污染产生量回归模型；

12、基于当年的降雨数据和农药化肥销售数据，使用训练后的不同降雨场景的农业面源污染产生量回归模型对当年的农业面源污染产生量进行评估。

13、优选地，所述农业面源污染产生量回归模型具体为：

14、y= kx+ c，

15、式中，y为农业面源污染产生量，x为农药化肥销售量，k和c为模型系数。

16、优选地，所述划分子流域网格单元具体包括：

17、划分小流域：结合地理信息系统，基于数字高程模型提取研究区域的流域水系，随后设定流域阈值以及流域出口点，并基于所述流域阈值和流域出口点将研究区域划分成多个小流域；

18、划分子流域网格单元：划分出小流域之后，依据土地利用、土壤类型和坡度将小流域划分为多个子流域网格单元。

19、优选地，计算子流域网格单元农药化肥换算系数时，将子流域网格单元中使用某种农药化肥的农作物种植面积占研究区域中使用某种农药化肥的农作物种植面积的比例作为该子流域网格单元农药化肥换算系数。

20、优选地，在划分降雨场景时，根据年降雨量大小将研究区域的降雨场景划分为丰水年、平水年和枯水年。

21、优选地，所述不同降雨场景的农业面源污染产生量回归模型包括丰水年农业面源污染产生量回归模型、平时年农业面源污染产生量回归模型和枯水年农业面源污染产生量回归模型。

22、与现有技术相比，本发明的农业面源污染产生量评估方法具有如下有益技术效果中的一者或多者：

23、1、本发明无需收集土地性质、作物性质、种植面积、土地高程等较难收集的数据，仅通过降雨数据及农药化肥销售数据等易收集的数据进行农业面源产生量的评估，极大地降低了数据收集难度。

24、2、本发明采用的农业面源污染产生量回归模型建立迅速，不需要特别复杂及专业的模型调参，建模方法简单、方便，从而便于使用。

技术特征：

1.一种农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，所述农业面源污染产生量回归模型具体为：

3.根据权利要求2所述的农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，所述划分子流域网格单元具体包括：

4.根据权利要求3所述的农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，计算子流域网格单元农药化肥换算系数时，将子流域网格单元中使用某种农药化肥的农作物种植面积占研究区域中使用某种农药化肥的农作物种植面积的比例作为该子流域网格单元农药化肥换算系数。

5.根据权利要求1所述的农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，在划分降雨场景时，根据年降雨量大小将研究区域的降雨场景划分为丰水年、平水年和枯水年。

6.根据权利要求5所述的农业面源污染产生量评估方法，其特征在于，所述不同降雨场景的农业面源污染产生量回归模型包括丰水年农业面源污染产生量回归模型、平时年农业面源污染产生量回归模型和枯水年农业面源污染产生量回归模型。

技术总结
本发明属于农业污染评估技术领域，涉及一种农业面源污染产生量评估方法，其包括以下步骤：收集基础数据；划分子流域网格单元；计算子流域网格单元农药化肥换算系数；计算子流域网格单元农药化肥销售量和实际使用量的转化系数；计算历史农业面源污染产生量数据；划分降雨场景；建立农业面源污染产生量回归模型；训练不同降雨场景的农业面源污染产生量回归模型；基于当年的降雨数据和农药化肥销售数据，使用训练后的农业面源污染产生量回归模型对当年的农业面源污染产生量进行评估。其无需收集土地性质、作物性质、种植面积、土地高程等较难收集的数据，仅通过降雨量及农药化肥销售量进行农业面源污染产生量的评估，极大地降低了数据收集难度。

技术研发人员：韦东,周刚,黄思,贾焕,王佳丽,李子豪,林木雷,李景山
受保护的技术使用者：北京英视睿达科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15