问题12的求解.docx
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问题12的求解
1、问题一的求解
1.1模型假设
1）污染物的浓度不随时间而变化，只与采样位置有关；
2）各种金属元素对生物的毒害程度是不同的
3）为简化模型，分析时不考虑气候季节因素
1.2模型的建立
1）城市的三维地形图
根据附表1、、2、3提供的GPS记录采样点的位置，用matlab（程序详见附录1）作出城市的三维地形图如下：
图
（1）
从该图中，我们可以看出该城市的三维地形，并且将各功能区用符号表示出来（如上图1所示）。
2）8种重金属元素在城市中的分布
同样，根据附表提供的八种重金属污染数据用matlab（程序见附录2）作出了8种重金属元素在该城区的等高线分布，如下所示：
图
（2）金属As的等高分布
图（3）金属Cd的等高分布
图（4）金属Cr的等高分布
图（5）金属Cu的等高分布
图（6）金属Hg的等高分布
图（7）金属Ni的等高分布
图（8）金属Pb的等高分布
图（9）金属Zn的等高分布
同时根据matlab做出了等浓度线分布图如下：
3）该城区不同区域内的重金属污染程度分析
7
附录1：
作城市的三维图像matlab代码
说明：
D矩阵为5列320行的矩阵，1、2、3、4、5列分别为行序号、X坐标、Y坐标、Z坐标、功能区代码；
M矩阵为9列320行的矩阵，第一行为行序号，其余八列为对应的八种重金属元素在320个不同点的含量。
代码段：
D;
M;
x=D（:
2）;
y=D（:
3）;
z=D（:
4）;
c=D（:
5）;
xi=linspace（min（x）,max（x）,100）;
yi=linspace（min（y）,max（y）,100）;
[xi,yi]=meshgrid（xi,yi）;
zi=griddata（x,y,z,xi,yi）;
ci=griddata（x,y,c,xi,yi）;
marker={'*','o','s','^','p'};
color={'k','r','y','c','b'};
mat={'As','Cd','Cr','Cu','Hg','Ni','Pb','Zn'};
str={'等高线','生活区','工业区','山林区','交通区','绿地区'};
>>figure
h=surf（xi,yi,zi）;
set（h,'cdata',ci）;
colormaphsv
title（'三维立体图（颜色条表示分类）'）
xlabel（'X'）
ylabel（'Y'）
colorbar
hiddenoff
holdon
fori=1:
5
loc=c==i;
plot3（x（loc）,y（loc）,z（loc）,marker{i},'markerfacecolor',color{i}）;
end
str{1}='三维图';
legend（str,'location','best'）
附录2:
8种重金属元素的含量二维分布matlab代码
说明：
D矩阵为5列320行的矩阵，1、2、3、4、5列分别为行序号、X坐标、Y坐标、Z坐标、功能区代码；
M矩阵为9列320行的矩阵，第一行为行序号，其余八列为对应的八种重金属元素在320个不同点的含量。
代码段：
D;
M;
x=D（:
2）;
y=D（:
3）;
z=D（:
4）;
c=D（:
5）;
xi=linspace（min（x）,max（x）,100）;
yi=linspace（min（y）,max（y）,100）;
[xi,yi]=meshgrid（xi,yi）;
zi=griddata（x,y,z,xi,yi）;
ci=griddata（x,y,c,xi,yi）;
marker={'*','o','s','^','p'};
color={'k','r','y','c','b'};
mat={'As','Cd','Cr','Cu','Hg','Ni','Pb','Zn'};
str={'等高线','生活区','工业区','山林区','交通区','绿地区'};
forj=1:
8
%等高线图形
figure
contourf（xi,yi,zi,0:
10:
500）;
%set（h,'ShowText','on','TextStep',get（h,'LevelStep'）*2）
%clabel（C,h,[0:
10:
50,50:
50:
300,300:
100:
500]）;
title（['金属',mat{j},'二维等高线分布图']）
xlabel（'X'）
ylabel（'Y'）
colormapsummer
colorbar
gridon
holdon
fori=1:
5
loc=c==i;
plot（x（loc）,y（loc）,marker{i},'markerfacecolor',color{i},'MarkerEdgeColor',color{i}）;
end
legend（str,'location','best'）
fork=1:
length（x）
text（x（k）-200,y（k）+200,num2str（M（k,j+1））,'fontsize',8）;
end
end
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