地质统计学在环境科学领域的应用进展

地质统计学在环境科学领域的应用进展

郭天宇侯英姿贺震

辽宁师范大学辽宁大连116029

摘要：地质统计学近年来在环境科学等方面的应用越来越广泛，并且目前的发展已经较为成熟。其主要是以研究空间内分布结构体的规律性以及自然随机性的数学盐酸方式，在处理方案、规划采样以及计算插值等方面具有非常突出的优势，近年来其在石油矿产领域、农林土质领域、生态环境领域等方面的应用效果都非常突出。本文就地质统计学在环境科学上的实际应用情况进行分析，并就其未来方向给出了可行性的建议。

关键词：环境科学；地质统计学；发展路径；实际应用

地质统计学通常被成为空间信息统计学，近年来发展非常迅速并且在石油矿产领域、农林土质领域、生态环境领域等的应用越来越广泛，尤其是在环境科学方面的应用更为突出。地质统计学在环境科学中的实际应用主要表现在处理采集方案、规划采样以及计算插值等方面。本文就地质统计学在环境科学中的实际应用情况进行了深入的分析，并就其未来创新方向给出了可行性的建议，旨在充分发挥地质统计学在环境科学中的重要作用。

1地质统计学的历史发展路径

地质统计学的概念是在60年代被提出的，并与1978年初步在我国地质学领域展开研究。通过深入的研究分析以及实际应用发展之后，地质统计学目前在我国的理论研究、实际应用情况与世界先机水平保持同步，但是在环境科学领域的实际发展还较为短暂[1]。

地质统计学在研究发展以来应用最为广泛的是其强大的空间评估能力以及时间变异分析，并在实际应用之中，分离出多种空间评估方法，比如泛克立格评估方法、普通克里格评估方法、对数克里格评估方法、概率克里格评估方法、协同克里格评估方法等。与此同时，其与多种学科的相互融合使得地质统计学的研究理论更加庞大，并且不断的拓展其在新领域的应用和发展，比如石油矿业、农林地质、生态环境、医药健康等领域。各种创新型的地质统计学应用软件也逐步得到了应用。地质统计学统计空间体系搭建如图1所示。

图1空间体系搭建

2地质统计学在环境科学方面的实际应用

2.1地质统计学在分析环境土壤方面的应用

土壤在大自然中的分布情况非常的复杂，不同环境下分布的土壤其土质大不相同，土质条件相同的其分布密度其深度也有很大的差异。并且土壤本身的自然密度、颗粒直径等各种指标数值也是不同的。土壤本身在空间之内分布的不同就形成了土壤本身的空间差异性，从而使得土壤的理化特性以及其中分布的污染物都具有很大的空间差异性[2]。

土壤环境污染中最重要的就是重金属污染，也是治理土壤污染的主要内容。应用克里格插值评测方式能够有效的评估土壤的空间差异性，所以，我国在研究土壤环境污染中重金属的污染情况以及空间分布情况时通常会应用地质统计学制定克里格空间评测插值以及标注图，也是目前最高效精准的评估方法。利用地质统计学的克里格评估方式能够客观高效的评测出某一划定领域内土壤中重金属的含量，并且几乎不存在误差。将地质统计学与传统的统计方法相融合的方式能够有效的评测土壤中多种重金属的空间差异性以及分布情况，效果也非常突出。根据数据研究显示，地质统计学在研究土壤特性以及污染分布情况中的应用效果非常突出，并且评估过程更加简单，效率更高。

2.2地质统计学在分析环境水质方面的应用

近年来水环境污染的情况较为严重，我国对于治理水污染的重视度越来越高，分析水环境污染的课题中最重要的为水环境污染移动分布的随机性和离散性。在该领域未应用地质统计学时通过会将利用水质移动模型和地下水流动速度等作为重要的分析参数，从而评估水环境污染移动的空间差异性。这种传统的评测方式通常所使用的水质移动模型形式较为单一，通常为随机性和一定性，无法全面评估水环境污染的整体移动差异性。应用地质统计学之后能够有效的处理随机性数据以及空间数据，能够对水环境污染的移动做出更加精准的评估[3]。

地下水是影响水环境污染的主要因素，但是其属于相对密闭的灰色体系，我国在该方面的研究还不够成熟，在评测地下水水位以及水环境污染移动等方面的应用还不够完善。目前，应用地质统计学对地下水水位以及地下水污染情况等方面的研究也在不断的突破之中，并且效果非常突出。

2.3地质统计学在其他环境科学领域的应用情况

地质统计学能够对共同具有随机性和结构体系性的环境进行精准客观的分析，所以应用地质统计学能够有效的评估大气中污染物的空间分布情况。比如，应用克里格评估方式对城市大气环境中分布的二氧化硫的浓度差异性进行评估和分析，从而确定该评估方式是评估大气环境污染差异性的最好方式。

3地质统计学未来在环境科学探究上的发展方向

近年来地质统计学在我国得到了深入的研究和广泛的应用，其理论基础和实际应用逐步成熟，与世界先进水平保持同步，并且地质统计学的研究和发展在不断地进行之中，并随着其不断的完善和创新，其在创新型领域也得到了实际性的应用，在环境科学领域的发展就较为突出[4]。地质统计学在环境科学领域的发展应用主要体现在评估土壤水质污染情况、分析土壤水质中有害物质等。因为土壤、水质本身就有很大的空间差异性，因此地质统计学是目前最佳的评估其污染分布情况以及差异性的方式。之前对土壤污染的分析主要是针对土壤中所含有的重金属含量，现在逐步拓展到对难以分解的污染物质的分析评测上。比如，一些能够致癌或者影响内分泌的污染物质，分析研究得出其空间分布情况与重金属等其他土壤污染物的分布情况类似，地质统计学对其分析和评测效果非常突出，对防止土壤污染等做出了很大的贡献。研究水环境污染中最重要的参数为地下水体系，水环境污染的空间差异性较大，研究起来较为复杂。但是地质统计学可以通过综合其客观精准的分析方式、分形方式、灰色体系等研究方式，并将这些理论方式高度融合在一起，能够在分析水环境污染空间差异性时有效降低其复杂程度，并且能够有效的分析水环境污染的移动情况等，使得分析研究环境科学的结论更加客观、精准，并且能够通过地质统计学为水环境污染、土壤环境污染等的评估制定客观、高效的虚拟模型。

4结语

地质统计学作为非常重要的研究评测方式之一，在我国很多研究领域都得到了广泛的应用，并且在环境科学研究领域的应用也越来越广泛，在研究土壤环境污染情况、污染物分布情况、水环境污染情况、地下水水位及污染、大气环境等方面的应用效果都较为突出，并在不断的发展和完善之中，地质统计学在未来将会应用到越来越多的领域之中，并且应用效果将会更加突出，评测体系更加完善、精准。

参考文献：

[1]吕连宏，张征，迟志淼，李道峰，尚晓颖.分析地质统计学在环境科学领域的应用进展[J].地球科学与环境学报，2016（3）：101-104.

[2]董萍.地质统计学在环境科学领域的应用进展探讨[J].中国管理信息化，2016（6）：202-204.

[3]张林，牟子平.地质统计学在水环境研究中的应用[J].环境科学与管理，2014（11）：145-147.

[4]吕连宏，刘淑春，王薇，陈袁袁，张征.空间信息统计学在环境科学领域的应用进展[J].地质灾害与环境保护，2015（6）：195-197.