全国大学生数学建模竞赛A题以及附件.docx
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全国大学生数学建模竞赛A题以及附件
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?
附件1.取样点位置及其所属功能区
编号
x(m)
y(m)
海拔(m)
功能区
功能区
1
74
781
5
4
1
生活区
2
1373
731
11
4
2
工业区
3
1321
1791
28
4
3
山区
4
0
1787
4
2
4
交通区
5
1049
2127
12
4
5
公园绿地区
6
1647
2728
6
2
7
2883
3617
15
4
8
2383
3692
7
2
9
2708
2295
22
4
10
2933
1767
7
4
11
4233
895
6
5
12
4043
1895
14
1
13
2427
3971
2
1
14
3526
4357
7
4
15
5062
4339
5
4
16
4777
4897
8
1
17
5868
4904
16
4
18
6534
5641
6
1
19
5481
6004
0
4
20
4592
4603
6
1
21
2486
5999
2
1
22
3299
6018
4
4
23
3573
6213
5
1
24
4741
6434
5
5
25
5375
8643
15
1
26
5635
7965
29
4
27
5394
8631
12
4
28
5291
7349
10
4
29
4742
7293
9
2
30
4948
7293
6
2
31
5567
6782
7
2
32
7004
6226
11
4
33
7304
5230
10
1
34
7048
4600
24
4
35
8180
4496
15
4
36
9328
4311
24
1
37
9090
5365
20
4
38
8049
5439
18
4
39
8077
6401
29
1
40
8017
7210
39
4
41
6869
7286
18
4
42
7056
8348
37
1
43
7747
8260
49
4
44
8457
8991
21
4
45
9460
8311
45
4
46
9062
7639
45
4
47
9319
6799
49
4
48
10631
6472
57
4
49
10685
5528
34
4
50
10643
4472
45
4
51
11702
4480
71
4
52
11730
5532
54
4
53
11482
6354
61
4
54
10700
8184
50
4
55
10630
8774
29
4
56
11678
8618
17
4
57
11902
7709
30
4
58
13244
7056
37
4
59
12746
8450
21
4
60
12855
8945
18
4
61
13797
9621
18
4
62
14325
8666
23
3
63
15467
8658
17
1
64
12442
4329
65
4
65
13093
4339
56
4
66
13920
5354
79
4
67
14844
5519
62
1
68
16569
6055
78
1
69
16387
6609
44
5
70
16061
7352
28
5
71
15658
7594
24
4
72
14298
7418
36
1
73
14177
6684
35
4
74
15092
6936
32
5
75
12778
5799
93
4
76
17044
10691
93
3
77
17087
11933
43
4
78
17075
12924
25
4
79
17962
12823
25
4
80
18413
11721
88
3
81
19007
11488
84
3
82
18738
10921
53
3
83
17814
10707
64
4
84
18134
10046
41
4
85
17198
9810
37
4
86
17144
9081
20
4
87
18393
9183
26
4
88
19767
8810
46
4
89
21006
8819
55
4
90
21091
9482
43
4
91
22846
9149
69
4
92
23664
9790
46
3
93
22304
10527
40
4
94
21418
10721
35
1
95
21439
11383
45
4
96
20554
11228
43
4
97
20101
10774
40
4
98
21072
10404
32
4
99
20215
9951
31
4
100
18993
12371
78
3
101
19968
12961
42
3
102
21766
12348
67
4
103
22674
12173
52
2
104
22535
11293
54
3
105
25221
5795
27
4
106
26453
5577
11
1
107
26416
6508
14
1
108
27816
5581
11
3
109
25361
6423
49
3
110
24065
7353
104
3
111
25998
7032
51
3
112
27177
7771
17
3
113
26424
8639
8
4
114
26073
8807
38
3
115
24631
9422
76
3
116
24702
9522
62
3
117
25461
9834
68
3
118
24813
10799
46
4
119
26086
11094
53
3
120
26015
12078
57
3
121
27700
11609
165
3
122
27696
11621
169
3
123
27346
13331
100
3
124
26591
13715
126
3
125
27823
14737
189
3
126
27232
14482
150
3
127
24580
13319
107
3
128
24153
12450
71
3
129
22965
13535
78
3
130
23198
13523
62
4
131
24685
14278
98
3
132
28654
8755
23
3
133
24003
15286
90
3
134
21684
13101
114
3
135
22193
12185
79
3
136
17079
5894
81
3
137
15255
5110
110
3
138
15007
5535
70
3
139
3518
2571
59
5
140
3469
2308
52
5
141
3762
2170
30
5
142
3927
2110
27
5
143
4153
2299
73
5
144
3267
793
0
5
145
4684
1364
37
5
146
5495
1205
9
5
147
5664
1653
13
5
148
5541
2093
26
5
149
5451
2757
92
5
150
4020
2990
27
4
151
4026
3913
13
4
152
5101
4080
13
1
153
5438
3994
10
2
154
5382
3012
50
1
155
5314
2060
40
4
156
5503
1127
6
1
157
5636
133
17
1
158
6605
374
6
1
159
7093
1381
45
4
160
7100
2449
89
4
161
6837
3490
28
4
162
7906
3978
22
4
163
8045
3052
39
4
164
8394
2035
27
4
165
8403
1075
6
4
166
8079
0
16
4
167
9663
1288
3
4
168
9469
2286
15
4
169
9178
3299
42
4
170
9095
3975
26
4
171
10225
3821
19
4
172
10210
2789
19
4
173
10340
1764
7
4
174
11557
1581
7
4
175
11415
2585
12
4
176
11649
3515
27
1
177
12734
4015
43
2
178
12696
3024
27
4
179
12400
2060
13
4
180
12591
1063
18
1
181
13765
1353
15
4
182
13694
2357
33
4
183
13855
3345
79
1
184
14862
2524
28
1
185
14896
1603
4
2
186
15387
729
8
1
187
15810
2307
8
1
188
16032
3061
35
4
189
15801
3966
115
3
190
15087
3512
69
5
191
16872
2798
10
4
192
17734
3629
14
4
193
16823
4207
67
5
194
17008
4775
82
3
195
17203
6218
40
1
196
17005
7212
33
4
197
16947
7487
41
2
198
16301
8299
24
1
199
17904
8287
25
1
200
18303
7385
39
5
201
18438
6539
22
4
202
18556
5588
15
5
203
18954
4874
4
4
204
18012
4414
20
4
205
19072
8519
36
4
206
20282
8590
57
4
207
21475
8540
85
3
208
21450
7555
58
4
209
20261
7586
29
3
210
19569
7348
70
3
211
19411
6934
28
3
212
19501
6091
9
4
213
20582
6548
13
5
214
19909
5300
3
4
215
21018
5764
9
4
216
22176
5492
25
4
217
23359
5325
28
3
218
23238
6502
169
3
219
22624
4818
27
3
220
21703
6591
65
3
221
5006
8846
6
2
222
5734
9659
3
4
223
6395
10443
4
2
224
7405
10981
6
2
225
8446
11200
4
2
226
7612
11938
2
2
227
7912
12840
1
4
228
8866
13143
3
2
229
9296
13102
9
4
230
9475
12000
9
2
231
9212
11305
5
2
232
8629
12086
1
2
233
7776
10613
9
2
234
8622
10638
4
4
235
9237
9872
28
4
236
8307
9726
14
4
237
7106
9467
44
2
238
6423
8831
40
2
239
7458
8920
36
2
240
8904
8868
24
4
241
10547
9591
32
4
242
10398
10360
0
4
243
10395
11203
8
1
244
11529
11243
16
4
245
11563
10298
12
4
246
11646
9381
14
2
247
12641
9560
11
2
248
14000
8970
14
2
249
14207
9980
14
2
250
14065
10987
25
4
251
12734
10344
32
3
252
12727
7691
32
4
253
14173
11941
14
5
254
15467
12080
23
1
255
15140
11101
30
2
256
15198
10100
28
4
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