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熱圖集群分析結果

在數據宏觀的時代,使用傳統的觀測方法來檢視繁瑣的數據,較容易忽視潛在高濃度地區,而熱圖分析方法能直觀的分辨高濃度檢測項目及檢測地點,並相較過往的方法更為快速。 集群分析以性質相近的樣本進行歸類並加以分群,而越快分為同一集群,則特性越是相近,使數據在判讀上更加簡易。

集群分析說明

集群以相近濃度的採樣地點或重金屬項目進行歸類,而分析將結果歸成四大類, 橫軸表示來自不同的採樣地點,縱軸表示不同的重金屬檢測項目, 越接近深藍色,表示濃度相對越低,越接近深綠色,表示濃度濃度越高。 根據集群分析可以將不同樣本中表現相同或相似的濃度歸成一類,表現相似的濃度可能具有相似的特徵。

集群分析範例圖片
集群分析範例圖片

熱圖分析說明

熱圖能觀察特定地點或特定重金屬項目的環境負荷程度,以更簡易的方式判別檢測資料結果。 橫軸表示來自不同的採樣地點,縱軸表示不同的重金屬檢測項目,越接近深藍色,表示濃度相對越低,越接近深綠色,表示濃度濃度越高。

熱圖分析範例圖片
熱圖分析範例圖片

指標克利金分析說明

克利金法為地理統計學之方法,於局部空間中以部分已知點位之特徵值,來推估未知點位之特徵。克利金法有分多種類型,本專案使用其中一種克利金法—指標克利金,並以重金屬檢測項目呈現結果為主。指標克利金係以一基準值將河川檢測資料先行分類再進行空間運算,其中水體參考「地面水體分類及水質標準之附表二 保護人體健康相關環境基準」作基準值;底泥則參考「底泥品質指標之分類管理及用途限制辦法」,分析項目則參考上述基準所規範之重金屬項目。最後指標克利金分析結果以多彩色階呈現於地圖上,而深紅色代表該檢測項目超過基準值之機率接近100%、深藍色則代表該檢測項目超過基準值之機率接近0%。

本專案使用克利金法有部分限制說明如下:

1.當檢測項目於所有點位之濃度皆低於或皆高於設定之基準值時,無法進行指標克利金的運算,故無成果圖展示。

2.克利金法中涵蓋許多不同函數模型,如線性 (Linear Model)、球型 (Spherical Model)、指數 (Exponential Model) 與高斯 (Gaussian Model) 等模型,而每組檢測資料套用各模型有不同精確度,故本專案指標克利金之推估未知點位結果不一定精確度最高。

3.因本專案之採樣方針,大多點位僅採集一次樣品,故指標克利金結果僅代表該月其中一某日之重金屬濃度分布情形,並無法說明該河川整月或整年之重金屬濃度變化趨勢。

克利金分析範例圖片
克利金分析範例圖片

合成指紋圖譜

選取簡單貝式分類器自我比對成功率60%以上之行業別,將其正確比對之事業指紋進行平均獲得合成指紋圖譜。

行業別合成指紋圖譜之建立可用以進行以下河川污染源鑑識:

1.在沒有該流域指紋圖譜的情況下,可用行業別合成指紋圖譜作為CMB模式之事業廢水指紋輸入。

2.PMF模式雖然不需輸入事業廢水指紋,但解析出之Factors需資料庫指紋圖譜之比對,方可確認污染源之行業別。

3.若有不知名暗管之排放水,可使用此合成指紋圖譜進行比對。透過持續擴充與整合資料庫指紋圖譜,未來將可有效且準確地進行污染源鑑識。

指紋圖譜

由於各行業別所使用的原物料以及製程方法均不相同,其所排放出事業廢水成份具有差異性,因此需針對研究區域內事業污染源以及其他類型污染源進行廢水採樣工作。

事業污染源種類之選擇指標:

1.透過流域內產業調查,針對各事業別數量進行統計,數量(或排放量)佔比20%-50%內之事業別優先為採樣對象。

2.若該流域無顯著產業別,則至少選取3種以上相對具代表性之行業別進行採樣。

3.依據前述 (1.2) 之研究區域水體污染種類調查結果,優先選擇河川流域沿岸1公里範圍內直接排放廢水至河川水體之行業或廢水排放量較高之行業。

4.根據所彙整之水體污染源排放成份數據或事業污染源違規開罰紀錄,選擇可能排放具健康危害性污染物質或曾有違規紀錄之行業,進行污染源廢水採樣檢測,建立污染物排放資料庫。考量檢驗量能,單一流域之事業放流水採樣數量建議至少6至8個點位,事業製程水數量則建議至少2-4個點位。另底泥可能為河川水體污染源,因此在檢驗量能許可情形下,針對河川潛勢區上游與主要支流匯入前之點位可進行底泥採樣,以建立更完整的污染源指紋圖譜資訊。

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