基于MapGIS的区域天然辐射环境评价研究=V3

基于MapGIS的区域天然辐射环境

评价研究

卓小雄1，张振华2，朱立3*，牛学森3，张辉3，李梦楠4（1.广西第四地质队，广西南宁，530023；2．环保部核与辐射安全中心，100082；3.清华大学工程物理系，粒子技术与辐射成像教育部重点实验室（清华大学），高能辐射成像国防重点学科实验室，北京，100084；4．四川大学物理科学与技术学院，四川成都，610064）

zhuli@https://www.wendangku.net/doc/9312046011.html, 130******** 传真号码：62782658

清华大学工程物理系 , 邮政编码：100084

二○一三年十月十二日

基于MapGIS的区域天然辐射环境评价研究

§1、天然辐射水平研究数据获取

§2、区域天然辐射环境评价图件编制

§3、1∶20万区域化探样品铀、钍、钾含量数据分布，对全国天然放射性地质环境评

价研究

§4、结论和建议

§5、致谢

§6、主要参考文献

§1、天然辐射水平研究数据获取

?1.1基础类图形

?以中国地质调查局信息资料处2001年制作的全国1:500万地质图为基本基础类图形，该图形为MapGIS版，

?包含了地质图的地层、岩体、断裂构造等地质内容，以及国（省）境界、居民地、河流、海洋等主要的地理要素。

§1、天然辐射水平研究数据获取

?1.2天然辐射水平研究数据

?1.2.1卫生部系统

?1.2.2环保部系统

?1.2.3国土部系统

§1、天然辐射水平研究数据获取

§1、天然辐射水平研究数据获取

§1、天然辐射水平研究数据获取

§1、天然辐射水平研究数据获取?其中（图1-1）到（图1-8）分别代表广西环保系统镭、钍、钾和铀、钍、钾计算陆地γ辐射剂量率和现场测量陆地γ辐射剂量率形态上和变化趋势的一致性。

?广西环保系统铀、钍、镭、钾数据点位只有383个，并且和现场测量的陆地γ辐射剂量率882个数据383点位完全一致。

§1、天然辐射水平研究数据获取?卫生系统的天然辐射水平数据既没有地理坐标，也没有使用网格化布置采样点位，采样密度很稀，因此，根本没有办法编制数字化天然辐射水平图。?这里只能以卫生系统的广西全区县室内、外平均γ辐射空气吸收剂量率代替。

?这些卫生系统的县室内、外平均γ辐射空气吸收剂量率分布趋势与环境保护系统的广西实测的陆地γ辐射空气吸收剂量率等值线图（25km×25km）。

?和广西实测土壤计算陆地γ辐射空气吸收剂量率等值线图（25km×25km）形态上和变化趋势的具有一致性。

2.区域天然辐射环境评价图件编制

? 2.1编图类型

?首先绘制区域天然辐射环境评价的原始图件，其次是对图件数据处理、数据库管理、数据相关属性挂接、综合属性分析、完成原始及中间数据的复杂查询、各类图件的叠合等。

?区域天然辐射环境评价需要编制的主要图件有：全国（分省）的地质图、原野γ实测点位图、区域化探数据点位图、（U、Th、K）比活度分布图、陆地γ辐射空气吸收剂量率等值线图、原野γ辐射空气吸收剂量率等值线图、区域化探异常点与地质单元关系图、原野γ异常点与地质单元关系图等。

2.区域天然辐射环境评价图件编制? 2.2技术平台

?技术平台主要为地理信息系统软件 MapGIS6.7，配合使用多元地学空间数据管理与分析系统GeoExpl 。

?MapGIS 是由中地数码集团研制的具有完全自主知识版权的地理信息系统，广泛用于地质勘查、土地管理、地理测绘、地灾防治、矿山勘测、城市规划、石油、铁道、交通、水利等领域。用MAPGIS系统平台生成包括地理底图、地质图、各类专题图等数字图形，按点、线、面文件分别存储，利用工程文件把各种文件组织在一起，进行编辑管理、属性管理以及点、面图层间的空间分析等。

2.区域天然辐射环境评价图件编制

? 2.2技术平台

?GeoExpl 是中国地质调查局发展研究中心研发的集地质、矿产、物化遥等多源地学数据的综合管理、处理、分析以及综合评价一体化的GIS软件，在地质、地球化学、地球物理、能源环境、矿产资源预测、农业生态环境等领域中得到广泛应用，涵盖物化探各类常规数据处理与分析，本次研究主要用于基本数据的建库、管理，以及计算剂量率特征值、直方图、剂量率等值线的累计频率区间分级（标尺）, 提供给MAPGIS平台绘制剂量率等值线等。

2.区域天然辐射环境评价图件编制

?2.3技术路线

?全国层面的天然辐射水平—γ辐射空气吸收剂量率图编制技术路线（编制技术路线图）。?省级天然辐射水平—γ辐射空气吸收剂量率图编制技术路线为例，如图 1 所示。

γ辐射空气吸收剂量率图编制技术路线

2.区域天然辐射环境评价图件编制? 2.4图形制作

? 2.4.1地理底图

?以中国地质调查局信息资料处2001年制作的全国1:500万地质图的地理要素为底图，在MAPGIS平台下，提取城市居民点、河流、海岸带、省界等地理要素，形成统一的地理底图。地理图层包括经纬网图层（含经线、纬线、图框）、境界图层（含省界和国界）、城市居民地图层（首府及地级市）、河流水系图层、海洋水域图层等。

?各省的地理底图，在MAPGIS平台下，以某省省界四周最大端点绘制矩形框，形成统一的行政区划图框，裁剪下相应的城市居民点、河流、海岸带、省界等地理要素，并投影到该省的坐标体系中，形成统一的省级地理底图。

2.区域天然辐射环境评价图件编制? 2.4.2地质背景图

?以中国地质调查局信息资料处2001年制作的全国1:500万地质图的地质内容为基础，地质体图层主要为地层和侵入岩，地质界线未加属性，地质体多边形联接属性，属性内容包括地质时代（地层时代、岩体侵入期次）、岩石类型及地层名称、地质体代号等。断裂图层分为主要断裂图层和一般断裂图层，属性只加在主要断裂图层上。为减轻图面负担，舍弃了原图中的火山口、同位素点等信息。地质内容的图例，使用全国1:500万地质图的统一图例。

?以某省省界为统一裁减框，裁剪地质内容的面元、线元和点元生成该省地质图的基本图元文件，并投影到该省的坐标体系中，与该省地理底图套合，形成该省地质背景图。

2.区域天然辐射环境评价图件编制? 2.4.3全国原野γ实测数据点位图

?由全国环境天然放射性水平调查数据库24676个数据点（原野γ实测.xls”），转成带TAB格式的文本文件（原野γ实测.txt”），通过MAPGIS投影模块生成全国坐标系的数据点位图形（原野γ测点. WT），该数据点位的属性包括地名、观测值、坐标，部分点含有测点类型、土壤类型、土壤U、T h、K、Ra的核素含量值、宇宙射线值、道路类型、道路γ、建筑物类型、建筑物结构、建筑物γ、海拔高度等属性。将该点文件与地理地图扣合，即成“全国原野实测γ数据点位图”（插图2）

2.区域天然辐射环境评价图件编制? 2.4.4全国（U 、Th 、K ）计算的陆地γ辐射空气吸收剂量率数据点位图

?由全国区域化探数据库分别提取2km ×2km 、4km ×4km 的U 、Th 、K 2O 数据表（全国_UThK_2×2.xls ）（全国_UThK_4×4.xls ），根据地面γ空气吸收剂量率与地表介质（化探样）中U 、Th 、K 2O 含量之间的理论方程，将“全国_UThK _2×2.xls ” 、“全国_UThK_4×4.xls ”数据中U 、Th 和K 2O 化学元素浓度换算成238U 、232Th 、 40K 比活度（核素含量），换算剂量率系数分别为12.36、4.11、257.3，再计算距离地面1米高处陆地γ辐射空气吸收剂量率D （单位为nGy/h ）：?D=（4.27 a U + 6.62 a Th + 0.43a K ）

2.区域天然辐射环境评价图件编制? 2.4.4全国（U、Th、K）计算的陆地γ辐射空气吸收剂量率

数据点位图

?生成新的成图数据表“全国_UThK_2×2_数据处理.xls”、“全国_UThK_4×4_数据处理.xls”，然后转换成带TAB格式的文本文件“全国_UThK_2×2_数据处理.txt”、“全国_UThK_4×4_数据处理.txt”，通过MAPGIS投影模块生成全国坐标系的数据点位图形“全国_UThK_2×2.wt”、“全国_UThK_4×4.wt”，该点文件包含U、Th、K2O原始含量、核素含量、剂量率、陆地空气吸收剂量率、地理坐标和MAPGIS图形文件的系统坐标等属性，将“全国_UThK _2×2.wt”、“全国_UThK_4×4.wt”与全国地理底图套合，即生成“全国陆地γ辐射空气吸收剂量率数据点位图”

（插图2）