城市地质环境的演变模式
基于表层土壤重金属污染分析的数学模型
基于表层土壤重金属污染分析的数学模型摘要：随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染，而且土壤重金属污染可能导致大气和地下水质量的进一步恶化。
针对城市表层土壤重金属污染问题的研究，分析出重金属污染物的空间分布特征，并结合其传播特征建立数学模型，运用matlab等软件进行求解。
通过模型可以对城市土壤地质环境异常查证，并根据查证得到的数据资料进行城市环境质量评价，测定各区域重金属含量等，具有较强的实际应用价值。
关键词：主成分分析内梅罗指数 muller指数 spss中图分类号：o242 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）007-132-021 引言近些年，人类活动对城市环境影响越来越严重。
对由人类活动影响造成的城市地质环境的演变模式进行研究，逐渐成为人们关注的焦点。
通过文献[1]提供的某城市城区土壤地质环境进行调查，根据测的的数据，假设样品采集在充分考虑污染源前提下，兼顾空间分布均匀性，同时考虑地形、气候因素影响；数据的处理计算时均采用四舍五入法保留小数点后两位，与原数据保持一致；污染源的重金属浓度不再增加；取样点的数据较好的反映了该地区的污染物浓度，对城市表层土壤重金属的污染进行分析研究。
2 8种主要重金属元素的空间分布根据测得数据，采用8种元素在五个地区各自的作用单独考虑，采用excel软件绘制标准曲线，对原始数据进行标准化处理，并带入标准曲线求得各采样点的重金属浓度，然后求出平均浓度，再用muller指数进行各项计算与分析。
除此外还采用了地积累指数法和内梅罗综合指数法进行全面的分析。
muller指数法是对各重金属元素因子的单独作用在各地区进行分析，目前国内外普遍采用单因子指数法和内梅罗综合指数法等进行土壤重金属污染评价，这两种方法都能对被研究区域的土壤重金属污染程度进行较为全面的评价，但不能从自然异常中分离人为异常，判断表生过程中重金属元素的人为污染情况，但地累积指数法弥补了其他评价方法的不足。
城市表层土壤重金属污染分析
一 、问题重述土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。
然而随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加以及人类随着经济和社会及科学的发展逐渐向原始生态环境的扩进，土壤重金属污染日益严重。
目前，全世界各类重金属的排放量居高不下，其中Ni 的排放量大约100万吨、Mn 的排放量约在1500万吨、Pb 大约500万吨、Cu 约340万吨、Hg 大约在1.5万吨。
另据我国农业部进行的全国污灌区调查显示，土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类的健康，总体上治理和恢复的难度较大。
随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。
本文针对题目提出的几个问题，就以下四个方面展开讨论：（1） 应用点模式空间分析概念给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，这里不仅考虑每种重金属元素在该城区的空间分布，还考虑了不同区域中8中不同重金属元素的空间分布，从而结合不同的视角分析该城区内不同区域重金属的污染程度；（2） 重金属污染源主要来自随着大气沉降进入土壤的重金属、随污水进入土壤的重金属、随固体废弃物进入土壤的重金属和随农用物资进入土壤的重金属4个主要方面，本文结合主成分分析，给出该城区主要的污染源以及不同类型区域的污染源，进而结合实际讨论重金属污染的主要原因；（3） 针对现有数据的分布特征，包括该城区8种重金属空间分布和不同类型区域的重金属空间分布，建立数学规划模型，讨论了重金属扩散的中心位置和扩散方向，确定了污染源的位置；（4） 讨论了模型的优缺点，并分析了各类重金属污染对地质变化的前瞻性后果预测，具体给出了不同重金属对于环境污染的危害程度，提出了可能的解决方案，主要是针对预测结果的土壤重金属污染修复的可能性规划方案。
2019数学建模国赛a题答案
随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日益突出。
城市土壤地质环境异常的验证以及如何利用验证获得的海量数据进行城市环境质量评价，以及在人类活动的影响下研究城市地质环境的演变模式，已成为人们关注的焦点。
按功能划分，市区一般可分为生活区，工业区，山区，主干道区和公园绿地，分别记为类别区。
不同的区域环境在不同程度上受到人类活动的影响。
调查了一个城市的地质环境。
因此，被调查的城市区域被划分为间隔约km的网格区域。
根据每平方公里的采样点对表土（0〜10厘米深）进行采样和编号，并通过GPS记录采样点的位置。
使用专用仪器获得每个样品中各种化学元素的浓度数据。
另一方面，根据公里间隔，在远离人类和工业活动的自然区域中采集样本，将其作为市区表层土壤中元素的背景值。
附属物种中主要重金属元素的背景值。
现在，您需要通过数学建模来完成以下任务：市区中主要重金属元素的空间分布以及城市中不同地区的重金属污染分析。
分析您的模型的优缺点，应收集哪些信息以更好地研究城市地质环境的演变模式？有了这些信息，如何建立模型来解决问题？本文研究了市区警车配置与巡逻方案的问题，建立了求解警车巡逻方案的模型，并在满足D1的条件下给出了最佳方案。
在整个区域最小巡逻车的设计中，本文设计算法1：首先，将道路离散化为近似均匀分布的节点，两个相邻节点之间的距离约为1分钟巡逻距离。
根据警车的数量，整个区域分为m个统一区域。
从每个分区的中心点开始，找到最近的道路节点作为警车的初始位置。
通过Floyd算法计算每辆警车的行驶分钟数范围内的节点。
考虑到区域调整概率的大小和方向会影响调整结果，本文采用模拟退火算法构造迁移概率函数，并利用迁移方向函数确定分区的调整方向。
满足D1的最小车辆数是应在此区域配置的最小警车数。
局部最优解为13在选择巡逻显着性指标时，考虑了两个方面的指标：一是综合性，即所有警车通过的街道节点数与街道节点总数的比。
，由两者之比评估；第二个是均匀性，即，通过方差值来评估所有通过每个节点的警车的次数与平均通过次数的偏差程度。
城市地质环境
是研究人类经济活动与地质环境之间相互作用、相互影响的学科。
研究的主要内容
主要由自然地质作用引起的原生地质环境（ original geological environment），称第一 地质环境。 主要由人类活动造成的次生地质环境（ secondary geological environment），称第二地 质环境。
城市地质环境
一、一般概念
环境与地质环境
环境（ environment）
是指人类赖以生存的事物—大气，水，土地，岩石，矿产，森林，Байду номын сангаас脉，动植物等总称。
地质环境（Geological environment）
是指科学技术研究可及的大气圈，水圈，生物圈和岩石圈之总称，又称为自然环境。
一、一般概念
环境地质学的研究内容
THANK YOU
二、城市地质环境
玛纳斯第四系中活动逆断层
二、城市地质环境
虎丘斜塔（959-961） 7层8面，重6000t，残高47.7m， NE斜2.34m 2°49′到3°49′
比萨斜塔（1174-1283） 8层圆形，塔高56.705m 8层底48.552m处，塔东偏4.545m（5°21′） 8层顶56.705m处，东偏6.785m（6°49′）
随地质环境演变而变迁的城市（楼兰古国、北川）
二、城市地质环境 城市的兴衰与地质环境密切相关
随地质环境变化多次兴衰并重建的城市（唐山）
二、城市地质环境 城市的兴衰与地质环境密切相关
因丰富的地质资源而诞生的城市（克拉玛依、大庆、攀枝花）
新城选址要考虑区域地质稳定性，资源供给和地形地貌
二、城市地质环境
一、一般概念
新疆富蕴县可可托海 露天伟晶铍矿（绿柱石） 新疆哈密市三道岭 露天煤矿侏罗系背斜 新疆库车“布达拉宫”—雅丹地貌
城市表层土壤重金属污染分析-2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛全国一等奖A题
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛城市表层土壤重金属污染分析摘要本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了扩散传播模型、权重分配模型、对比模型和转换模型解决问题。
首先，我们利用Matlab 软件拟出该城区地势图（图1），根据所给数据绘出该地区的三维地势及采样点在其上的综合空间分布图。
之后将8种重金属的浓度等高线投影到该地区三维地形图曲面上，接着分别计算8种重金属在五个区域的平均值，立体图和平面图（图1附件）相结合便可得出8种重金属元素在该城区的空间分布。
其次，在确定该城区内不同区域重金属的污染程度时，我们运用两种方法进行解答。
先假设各重金属毒性及其它性质相同，运用公式ijij P C P ='求出各区域各金属相对于背景平均值的比值作为金属污染程度，再运用1ji ij j C C ==∑求出各区域重金属污染程度，并将各区进行比较。
之后，我们加上各重金属的毒性，对各重金属求出权数，再结合国标重金属污染等级和已知的各组数据来确定金属的污染程度。
由上述两种方法的对比，更准确地得出重金属对各区的影响程度。
即： 工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 并根据第一个模型的数据来说明重金属污染的主要原因。
再次，对重金属污染物的传播特征进行了分析，判断出重金属污染物主要是通过大气、土壤和水流进行传播。
在分析之中，我们得出这三种状态的传播并不是孤立存在的，而是可以相互影响和叠加的，因此，我们分别建立三个传播模型，再对这三个传播模型进行了时间和空间上的拟合，得出重金属浓度最高的区域图，并结合各重金属的分布图（图6）来确定各污染源的位置。
最后，本题中只给出了重金属对土壤的污染，对于研究城市地质环境的演变模式，还需要搜集一些信息（图7）。
根据每种因素对地质环境的影响程度进行由定性到定量的转化。
建立同一地质时期地质环境中各因素的正影响和负影响的权重分配模型，再对这些权重进行验算和修正。
数学建模优秀优秀论文A题
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则•我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
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我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：_________________________________ 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：_______________________________________ 所属学校（请填写完整的全名）：________________________________________________________ 参赛队员（打印并签名）：1. _______________________________________________2. ____________________________________________3. ____________________________________________指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）：____________________________日期：—年—月—日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：基于系统综合评价的城市表层土壤重金属污染分析摘要本文针对城市表层土壤重金属污染问题，首先对各重金属元素进行分析，然后对各种重金属元素的基本数据进行统计分析及无量纲化处理，再对各金属元素进行相关性分析，最后针对各个问题建立模型并求解。
2011数学建模A题神经网络优秀论文,带代码
图 1 该城区的地形分布图
首先，我们根据样本点的位置和海拔绘制出该城区的地貌，见图 1。我们运 用 matlab 软件，根据各个网格区域中的重金属含量，用三角形线性插值的方法 得到各种重金属含量在空间上分布的等值线图。
1 图 2-1
2
1 图 2-2
2
图 2-1 给出了 As 在该区域的空间分布：图中可以观察到 As 有两个明显的高 值中心，我们标记为区域 1 和 2。这两个区域都处于工业区分布范围内，并以该 两个区域作为中心向外延伸， 浓度逐渐减少，同时我们注意到在山区的很多区域
Ni
(3211,5686) (24001,12366)
Pb
(1991,3329) (4508,5412)
Zn
(1699,2867) (3725,5487) (9583,4512) (13653,9655)
综合分析所得污染源所在位置，发现不同金属的污染源有同源现象，依据 同源性汇聚污染源，绘制了八种重金属的污染源汇总图。 问题四：神经网络模型的优点是具有较强的自组织、自学习能力、泛化能 力和充分利用了海拔高度的信息；缺点是训练要求样本点容量较大。可以通过搜 集前几年该城区八种重金属浓度的采样数据和近几年工厂分布多少位置的变化、 交通路段车流量的变化、 人口及生活区分布变化与植被分布多少位置的变化等数 据，进一步拓展神经网络模型，得到该城市地质环境的演变模式。
符号
意义
k i j
x ij
xi
表示不同功能区 表示金属的种类 表示不同的样本 表示样本 j 中金属 i 的浓度 表示金属 i 背景值的平均值 表示金属 i 背景值的标准差
表示 x i j 标准化后的值
i
Y ij
i
Ik
克里金插值法测土壤污染源
A题城市表层土壤重金属污染分析摘要本文研究的是某城区土壤重金属污染分析问题，建立了重金属污染物传播的模型，并依据污染物传播模型确定了污染源位置。
为了对研究区内各个重金属元素的污染程度，本文采用内梅罗单因子指数法对研究区土壤重金属污染进行评价，其中Hg、Cu、Zn是研究区最主要的污染元素，且Hg、Cu生态危害较大，主要分布在工业区；为了全面地反映土壤污染情况，本文采用内梅罗综合指数法对研究区重金属污染进行评价，其中工业区达到轻度污染程度，交通区达到了污染的警戒线；由于要充分考虑人为活动对重金属污染的影响，本文最后采用地累积指数法对重金属污染进行再度评价，并使用GS+9.0软件对地累积指数法的评价结果进行kriging插值得到污染分布图，这些图直观的表明部分区域尤其是工业区Hg、Cu、Cr达到中污染程度，Ni、Pb、Zn污染程度在中度以下。
为建立重金属污染传播模型，本文对研究区内各个重金属元素进行半方差分析，根据半方差分析结果选择合适的模型进行克里金插值。
由于克里金插值法对极值位置的预测并不准确，因此采取对采样点加入人为的扰动方法进行多次克里金插值，将统计结果较为稳定的极值点作为预测的污染源。
关键词：土壤重金属，内梅罗指数法，地累积指数法，kriging插值一、问题重述改革开放以来，随着经济的高速发展，环境污染问题也随之而来，其中水污染和大气污染是重中之重。
由于土壤污染具有滞后性、隐蔽性和长期性，土壤污染所带来的食物安全问题和生态安全问题往往不能引起人们足够的重视。
随着近代工农业的发展，重金属己成为当今世界倍受关注的一类公害。
随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重，污染程度加剧，面积逐年扩大。
由于重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。
因此，土壤重金属污染问题己经成为当今环境科学研究的重要内容。
现对某城市城区土壤地质进行调查。
国赛A题《城市表层土壤重金属污染分析》
在研究污染物传播的过程中，本题只给出了一个时间点上的数据,信息量明显不足,应搜集一段时间内的数据。由此建立模型可推出不同时间不同地点污染物的浓度。为确保模型的准确性，还需考虑到土壤浓度的PH值、地下水重金属的浓度、植物中重金属浓度等环境信息，以建立更真实的模型，对城市地质环境的演变做更准确的分析和预测。
根据题中所给采样点的坐标和各重金属的浓度，可用散乱数据插值的方法获得各重金属污染物浓度的空间分布，再用MATLAB软件绘制出重金属在该区的空间分布图及8种重金属的浓度等高线在该地区三维地形图曲面的投影图。可以通过单因子污染指数法和内梅罗综合指数法相互验证，得出城区内不同区域重金属的污染程度。
2)重金属污染的主要原因
表1-4土壤污染等级划分
等级
P
污染程度
污染水平
1
≤0.7
安全
清洁
2
0.7～1.0
警戒线
尚清洁
3
1.0～2.0
轻污染
超过背景值，视轻污染
4
2.0～3.0
中污染
土壤开始受中度污染
5
≥3.0
重污染
污染已相当严重
由单因子污染指数法和内梅罗综合指数法得出的结论进行综合的分析可以得出该城区内不同区域重金属的污染程度：
三、模型假设
1)取样点的数据较好的反映了该地区的污染物浓度。
2)重金属元素在无穷空间扩散，不计风力影响。
3)重金属元素的扩散符合扩散定律，即单位时间通过单法相面积的流量与它的浓度梯度成正比。
4)重金属元素在土壤和水中化学反应均匀。
5)重金属元素在土壤中处于相对稳定的状态。
6)不考虑不同区域内大气、土壤、水体等自然环境差异。
050101 罗国煜 关于城市地质----城市环境岩土工程
灾害（污染、生态、生物入侵、土地退化、水土流失、 酸雨等）。 我国重视的是十一大主要灾种：即气水圈的水旱灾、 冻害、风暴潮、沙尘暴、赤潮；地圈的地震、崩塌、 滑坡、泥石流、水土流失、荒漠化以及森林、草原和 城市火灾。
城市化标志：
城市化的重要概念，是人口城市化。人口城市化：
2019年城 全市国化城率 本 本 市地 地 化区 区率城 总4市 人 0人 .口 51口 0数 30% %数，江苏47.77% 2019年，江苏工业化率46%，城市化率44.7%。
还要看四大生产要素集中程度（产业、资本、技 术、信息）。经济市场化、国际化、社会现代化。
城市化初期，注意规模、数量；现注意质量： 内涵城市化，城乡互动，区域城市化，区域经济 一体化。由于经济增长对环境的负面影响,可持 续发展战略是各国的选择,城市化内涵着重强调:
1.
1.建设生态型城市。
2.
2.循环经济发展模式（新型工业化道路）
3.TOD模式
1.2关于生态城市的某些概念
城市化是经济发展的必由之路，城市化发展阶段有反 复性，城市化主要问题是“大城市病”，特别是单中心的 城市化（人口 密度、交通、环境下降），这就有生态城 市的呼声和问题的出现。
理念、模式经检验符合实际：逐步上升为理论。
总之，观测测量 修改与证实模式
(2)风险分析： Pf=P(L开采量>允采量)
2.水环境承载力 水体自净能力 水环境纳污能力
3.土地承载力 人口密度控制原则：城市人口规模-国家人均用地指标-定用地规模（据 知土地利用规划和不同功能区空间分布） 土地工程承载能力原则： C=F(L,P,T,E) C—土地工程承载能力 L—主题因素特征（岩土，水等） P—环境属性特征（特性，稳定性，适宜性） T—技术水平 E—经济支出水平
地球科学知识：研究城市地质和城市环境
地球科学知识：研究城市地质和城市环境在现代城市化进程中，城市不能完全排除地球科学的干扰。
即便如此，在地球科学领域开展城市地质、城市环境研究的步伐仍在稳步前进，尤其是在研究城市制定规划、环境保护等方面起到了重要作用。
一、城市地质特征城市地质是通过对城市地表下的地质环境状况进行研究与分析，对城市地面用地规划和城市开发建设提供必要的地质信息和依据。
在理解城市地质的特征时，需要从地貌、岩石构成和地质构造等方面进行考虑。
首先，城市地貌往往高度复杂，因为它通常是在原有地貌的基础上发展起来的。
其次，由于城市建设的时限和基础设施的要求，全部城市地质调查难以实现，因此，针对不同类型的土壤和地质环境，分阶段分地区进行全面的调查是必要的。
基于城市社会发展对周边土地利用和城市底密度的要求，很多城市在建设过程中都发生了大量的地质工程活动，这导致了受压缩和膨胀作用的岩石层，从而出现一些靠近地面的分层现象。
从而影响了城市房屋和交通设施的施工。
二、城市环境的分类城市环境可以分为人文环境、自然环境和社会环境三个方面。
在人文环境中，重点研究人文历史和文化遗存，塑造城市的建筑艺术和人居环境。
在自然环境中，主要是研究天、地、水、气等自然要素、全球环境和城市生态环境。
在社会环境中，则主要是研究城市生态平衡、城市制度和城市居民的文化、民族、性别等方面。
最近几十年来，全球范围内城市建设的不断加速，城市环境的变化和研究也日益受到人们的重视。
环保意识的兴起，也使得城市环境管理向着更为人类健康和可持续发展方向不断推进。
在城市环境的改进方定时，主要应对以下三个方面进行关注和调整。
三、城市发展方向的调整城市发展方向的调整即为城市规划的调整。
对于存在环境破坏和不健康问题的地区，可以制订出降低污染的环保城市规划方案，以此减少可发生的灾难，维护城市环境的优良状态。
此外，城市规划中也需要考虑到历史遗产的保护和利用，采用新的科技手段和规划布局，维持城市规划的可持续发展。
某城区土壤重金属分布结构及演变模式的分析
收 稿 日期 ： ２ ０ １ Ｉ一１ １—２ ２ 作者简介 ： 杜小玲（ １ ９ ８ ６一） 。 女， 福 建建 宁人 ， ３ 位 作 者 均 为 凯 里 学 院数 学 科 学 学 院 ２ ０ ０ ８级 数 学 与 应 用 数 学 专 业 学 生 ．＊通 讯 作 者 ： 吴秀 兰，
ｗｘ ｌ ｆ ｊ ０ ８ １ ８ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｎ ．
杜 小玲 ， 吴秀兰 ， 任章 超
（ 凯 里 学 院 数 学科 学 学 院 ，贵州 凯 里 ５ ５ ６ ０ １ ｉ ）
摘 要 ： 根据 某城 区土壤 各种 重金 属元 素 （Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ ， 简称 Ｓ ＨＭ） 的相 关 数据 来研 究某 城 区土 壤 重金属 分布 结构 及 演 变模 式． 利 用 ＭＡＴＬ ＡＢ软件 画 出二 维功 能 区综 合散 点 分布 图， 采 用插值 法 建立 三 维模 型模 拟 八种 Ｓ ＨＭ（ Ａｓ ， Ｃ ｄ ， Ｃ ｒ ， Ｃｕ ， Ｈｇ ， Ｎｉ ， Ｐ ｂ ， Ｚ ｎ ） 元 素 在 某城 区的 空 间分 布， 据 此 能直观推 测 Ｓ ＨＭ 在 各 功 能 区的 污 染 程度 ． 通 过 统 计 学原 理 分 析 各 区域 重金 属 污 染 程 度， 从 而得 出在 工 业 区总体 污染指 数． 针 对 重金 属 污 染物 的传 播 特 征 问题 ， 用拉 格 朗 日插 值 法研 究Ｓ ＨＭ 密度 、 海拔 、 降水 量 等与 浓 度 的相 关性 ， 确 定重金 属 污染物 的 传播 特 征 并确 定 污 染 源的
质量 评价 ， 研究 人类 活 动影 响下 城市 地质 环境 的演 变模 式． 按照功能划 分， 将 城 区分 为 生 活 区 、 工 业
区、 山区、 交 通 区及 公 园绿地 区 ， 研究 不 同的 区域环 境受 人类 活 动 的影 响 程度 ，
地质环境与风貌演变的城市化影响
地质环境与风貌演变的城市化影响城市化对地质环境与风貌演变的影响地质环境与风貌是城市建设中需要重点考虑的方面，城市化进程对这些因素都会产生重要影响。
本文将就城市化对地质环境与风貌演变的影响做一个探讨。
一、地质环境的变化城市化会导致土地的集中开发利用，大规模的建筑活动与土地改造给地质环境带来了一系列的挑战与变化。
其中，最主要的影响包括:1. 土地沉降：大量的地下水抽取和地面压力增加会导致地下水位下降和土地沉降现象加剧，从而影响城市地质环境。
2. 地质灾害：城市化过程中，土地利用方式和城市建设布局不合理可能诱发地质灾害，如滑坡、泥石流等，对城市环境带来极大威胁。
3. 地下资源开发：城市化过程中对地下资源的开采利用会带来地质环境的破坏和改变，城市地下水资源的消耗也会影响当地地质环境。
二、风貌演变的影响城市化对城市风貌的影响主要体现在以下几个方面:1. 城市规划布局：城市化使得城市规模扩大，城市功能区划较为复杂，城市风貌由此发生变化，新的建筑和道路规划形成，传统的城市风貌被改变。
2. 城市建筑风格：随着城市现代化的推进，大量现代化建筑涌现，传统的文化建筑逐渐被淘汰，导致城市风貌的多样性和传统文化的丰富性受到挑战。
3. 生态环境保护：城市化过程中，城市的围绕区域和郊区环境受到破坏，城市自然景观逐渐消失，影响城市风貌的整体感和大气感。
三、如何应对城市化对地质环境与风貌演变的影响1. 加强规划管理：加强城市规划与土地利用管理，合理控制城市建设用地规模和速度，保护并改善地质环境，维护城市风貌。
2. 提高环境意识：加强公民环保意识，倡导绿色出行、低碳生活，减少能源消耗和环境污染，促进城市可持续发展。
3. 强化生态保护：保护城市周边生态环境，加强对土地资源和地质环境的保护，重视生物多样性与自然景观保护。
综上所述，城市化对地质环境与风貌演变产生着深远而重要的影响，必须重视并采取有效措施来平衡城市发展与自然环境间的关系，确保城市化进程能够更好地促进经济发展和社会进步，同时保护地质环境与城市风貌的完整性与稳定性。
关于城市表层土壤重金属污染的研究
关于城市表层土壤重金属污染的研究摘要本文通过某城市5大功能区不同位置、不同海拔处8种重金属元素浓度的数据，对该城市各功能区土壤地质环境建立模型进行了详细客观的分析。
对于问题一，采用matlab绘制四维表现图，即通过mesh(x,y,z,Con)语句(辅以colorbar 命令)来绘制三维“地貌特征图”，叠加第四信息“重金属元素采样浓度”的表现方法描述重金属元素的空间分布特征。
这样，既保持了几何地貌的原型，又体现了重金属浓度的空间分布状况。
为分析不同区域的污染程度，建立了富集因子模型将8种重金属元素污染程度分为五级，再根据熵的定义确定权重建立模糊综合评价模型，得到各功能区各元素污染程度的权重，结合污染级数说明了不同区域不同重金属元素的污染程度。
对于第二问，首先对第一问中得到的权重进行排序，得到重金属元素不同的污染程度，同时建立主成分分析模型，得到的元素污染程度的排序与第一问中污染元素的排序高度相似，确定模型的稳定性后，查询相关资料，判断出产生该重金属污染的主要物质，合理判断出重金属元素污染的主要原因。
对于第三问，建立了空间分布的正态模型，通过拟合的传播方程分析重金属污染物的传播特征，而建立的空间分布的正态模型不能精确的表述污染“源”和“汇”的问题，考虑了两种方法解决模型中的这一弊端，即：在三维正态模型的基础上，再次建立一维重金属传播模型，得到距离与重金属元素迁移关系，从而确定污染源或者对多个正态分布进行叠加以确定污染源。
考虑模型的实用性与推广性，本文选择了后者。
对于第四问，通过重金属的三种传播形式研究了城市地质环境的演变模式。
通过对以上问题的研究，本文得出这样一些结论：重金属元素空间分布并不均匀，5大功能区As都是中度污染，工业区Cu元素污染比较严重，主干道路区Pb污染较为严重。
本文还阐述了重金属的传播特征，各重金属元素污染源的位置以及该城市地质环境的演变模式。
关键词：四维表现图富集因子模糊综合评价主成分分析一维重金属传播目录Ⅰ问题重述 (3)Ⅱ问题分析 (3)Ⅲ模型假设 (4)Ⅳ符号说明 (5)Ⅴ模型建立与求解 (5)4.1问题1的建模与求解 (5)4.1.1重金属元素的空间分布 (5)4.1.2不同功能区重金属污染程度判定 (7)4.1.2.1模型一富集因子法建模与求解 (7)4.2.2模型二模糊综合评价法建模与求解 (9)4.2.2.1方法及模型介绍 (9)4.2.2.2模型的建立与求解 (12)4.2问题2的建模与求解 (13)4.2.1概括分析重金属污染的主要原因 (13)4.2.2模型三重金属污染主要原因的主成分分析探源 (15)4.2.2.1主成分分析原理 (15)4.2.2.2计算相关系数矩阵 (16)4.2.2.3计算特征值与特征向量 (16)4.2.2.4主成分贡献率及累积贡献率 (16)4.2.2.5计算主成分载荷 (17)4.3问题3的建模与求解 (18)4.3.1模型四三维的非线性多项式拟合 (18)4.3.1.1空间分布的正态模型 (18)4.3.1.2传播特征方程 (19)4.3.2模型五一维重金属传播模型 (20)4.3.2.1模型的建立 (20)4.3.2.2重金属污染物排放量的确定 (21)4.4问题4的建模与求解 (21)4.4.1重金属的传播形式 (21)4.4.2数学模型的建立 (22)Ⅵ模型评价与改进 (23)参考文献 (24)Ⅰ问题重述近年来，随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，城市重金属污染问题日渐突出。
地质环境与城市规划
地质环境与城市规划地质环境是城市规划中不可忽视的重要因素。
城市规划需要充分考虑地质环境的特点，合理利用地质资源，保护地质环境，确保城市的可持续发展。
本文将探讨地质环境与城市规划之间的关系，以及如何在城市规划中有效应对地质环境带来的挑战。
一、地质环境对城市规划的影响地质环境对城市规划有着直接而深远的影响。
首先，地质条件直接影响城市的建设布局。
比如，地质构造对城市地形起伏、地势高低、水系分布等有着重要影响，需要在城市规划中合理考虑。
其次，地质灾害是城市规划的重要考量因素之一。
诸如地震、泥石流、滑坡等地质灾害的频发可能对城市的建设与发展带来重大威胁，必须在规划中妥善处理，确保城市的安全与可持续性发展。
此外，地下资源的开采利用也需要考虑到地质环境因素，规划合理的城市布局，确保资源的高效利用，促进城市经济的发展。
二、城市规划中的地质环境保护城市规划中的地质环境保护至关重要。
首先，应加强城市地质环境调查与评估工作，了解城市地质环境的基本情况，为规划提供科学依据。
其次，在城市规划过程中要充分考虑到地质环境对城市建设的限制因素，避免在易受地质灾害的地区建设大型建筑群，确保城市的安全与稳定。
另外，要制定相关政策法规，加强对地质环境的保护与治理，推动形成合理的城市开发模式，保障城市的可持续发展。
三、城市规划中的地质环境应对策略城市规划中的地质环境应对策略包括多方面内容。
首先，要加强城市地下空间的规划利用，开发地下空间资源，缓解城市用地紧张状况。
其次，要推动城市绿地建设，增加城市的自然景观，提升城市的生态环境品质。
另外，要建立完善的城市地质灾害监测预警系统，提高城市对地质灾害的防范能力，保障城市居民的生命财产安全。
最后，要加强城市地质环境教育宣传工作，提高市民对地质环境的认识与重视程度，促进全社会共同参与地质环境保护与治理的工作。
总之，地质环境与城市规划密不可分，只有充分考虑地质环境的特点，合理规划城市建设，才能实现城市的可持续发展。
国赛A题《城市表层土壤重金属污染分析》
A题城市表层土壤重金属污染分析随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。
为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。
应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。
另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务：(1)给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2)通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。
(3)分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。
(4)分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？城市表层土壤重金属污染分析摘要本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了扩散传播模型、自然沉降模型、对比模型和转换模型解决问题。
针对重金属的空间分布问题，先拟出该城区地势图，根据所给数据绘出该地区的三维地势及采样点在其上的空间分布图。
再利用MATLAB 散乱插值法得到8种重金属元素的空间分布。
其次，通过单因子污染指数法和内梅罗综合指数法两种方法，得出城区内不同区域重金属的污染程度：工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区。
地质环境与风貌演变的地质地貌演变建设
地质环境与风貌演变的地质地貌演变建设地质环境与风貌演变的地质地貌演变建设是一个关乎自然资源保护和城市发展的重要议题。
在城市化进程中，地质环境和城市风貌的演变是一种必然趋势，然而如何在城市建设中合理规划和保护地质环境，塑造独特的城市风貌，成为当前亟待解决的问题。
地质环境是指地球地壳和地表水文环境的总和，包括岩石、地形、土壤、植被等多个要素。
地质环境直接影响城市发展的可持续性和生态环境的健康。
在城市建设中，合理利用地质资源、科学规划土地利用是维护地质环境的关键。
例如，制定严格的规划条例，保护地下水资源，防止地下水位下降，避免地质灾害发生。
同时，加强城市绿地建设，改善城市生态环境，促进城市绿色发展。
地质地貌演变建设是指在地质地貌基础上，通过设计和规划来打造独特的城市风貌。
城市的地貌演变受自然地质过程和人为活动的影响，如何将城市地貌与历史文化相结合，打造独特的城市形象，成为城市规划的重要内容。
例如，通过保护传统建筑、修复古迹、打造文化景观等方式，传承城市文化，提升城市形象。
在地质环境与风貌演变建设过程中，需要充分考虑自然地质条件和城市发展需求之间的平衡。
要制定科学的规划方案，结合地质勘查和环境评估，合理规划城市布局，确保城市建设的可持续性和生态健康。
同时，加强环境监测和治理，防止地质灾害的发生，保障人民生命和财产安全。
总之，地质环境与风貌演变的地质地貌演变建设是一个复杂而重要的议题，需要政府、企业和社会各界共同努力，科学规划，合作共赢，实现城市发展和自然环境的和谐共存。
愿我们共同努力，打造更加美丽、宜居的城市。
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制约城市发展的地质环境条件主要有, 一是场地的稳定性考虑地震~ 火山及地震效应作用在城市
建设规划时选择稳定性条件好的场地; 二是地基稳定性评价研究建筑物地基岩土体的质量及空间分
布主要是地基的强度和变形问题; 三是地形地貌条件地貌受地质构造控制现代地貌是地球内外地质
营力长期作用的结果所以地基土层分布~ 外力地质作用< 现象> 的类型和强度都取决于地貌条件; 四是
自然资源情况水是城市生存~ 发展最基本和必要的保证[4] 如矿产资源~ 景观资源和水陆港口资源的开发利用诞生和繁荣了我国的钢城马鞍山\ 铜都铜陵市\ 煤城淮南和淮北市\ 石油城玉门和大庆市\ 风景旅
游城市黄山\ 港口城市天津\ 青岛和美国的新奥尔良市等O 城市地质研究包括城市选址\ 规划和建设所遇
到的工程地质环境问题9以及城市建设和发展过程中由于地质环境反馈作用而产生的问题当今时代9随着各国城市化进程的不断加快9城市化建设导致了越来越多的环境地质问题9例如由
于过量开采地下水引起地面沉降和建筑物开裂9深埋地下污染源因迁徙弥散引起地下水水质恶化而直
接威胁着城市水资源[ ]O 大规模基础工程建设导致大面积植被破坏而引起水文地质条件恶化9此外9废
物堆放\ 路基工程\ 基坑工程\ 地下洞室及结构工程等还涉及边坡与围岩稳定性问题以及对周围地质环
境的影响等[6-7]O
目前9我国城市化进程中引发的环境地质问题突出表现在地表水环境恶化问题\ 地下水污染与污染
源迁移问题\ 地下水开采引起地面变形与沉降及其治理问题[S]\ 地下结构工程施工安全性问题\ 高层建
筑基坑开挖问题\ 打入式桩和强夯问题\ 桩基与土体共同作用及深基坑抗震问题等几方面O 1. 地表水环境恶化问题
随着城市化不断发展9我国城市地表水环境问题日益突出9主要表现在, 一是城市水灾害问题9由于
防洪体系不健全9许多城市在遭受暴雨\ 台风袭击后常常造成巨大的经济损失和灾难; 二是水资源短缺
问题9我国水资源的特点是大气降水时间上分布不均匀9如降水量年际的差异和一年中各季节的变化
大9常常造成旱涝灾害9并且诱发其它的自然灾害或地质灾害O 水资源在地域上分布不均匀9且年际\ 年
内的变化大9蓄调能力弱9因此水资源更紧缺9我国干旱\ 半干旱和沿海地区的水资源短缺问题已成为制约城市发展的因素之一0 水环境污染~ 水质恶化使部分水资源失去了可利用价值更加剧了用水矛盾0
随着经济的发展沿海各大中城市都存在着水量不足的情况0 例如深圳市现有人口258. 53 万人按人
均0. 25m3/c 计算深圳年需水量6. 6 亿m3 但深圳目前供水能力仅为2. 3 亿m3 ; 且经济的高速发展
一方
面造成水资源严重不足另一方面也造成水资源的污染0据统计深圳各大水源均受到不同程度的污染个别水库的有关指标已超过国家规定的标准0。