[發(fā)明專利]一種區(qū)域顆粒物立體監(jiān)測系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410843964.2
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104483248A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙漢松;姚新;房明;劉海英;陸菲
• 申請（專利權(quán)）人: 中科宇圖天下科技有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 于國富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種對工地、道路、堆料場等區(qū)域進行顆粒物立體監(jiān)測的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

我國環(huán)境空氣質(zhì)量最近幾年嚴重惡化，霧霾天數(shù)明顯增加。通過對顆粒物成分的長期監(jiān)測，環(huán)保部門基本判定城市環(huán)境空氣顆粒物中的10％至20％都是由顆粒物造成的。為了降低環(huán)境污染情況，國家發(fā)布了相關(guān)的規(guī)定和措施，要求對顆粒物進行治理控制。對于施工區(qū)域、道路、堆料場等區(qū)域的顆粒物進行監(jiān)測也就成了環(huán)境監(jiān)測部門的日常工作。

目前，人們對于這些區(qū)域進行顆粒物監(jiān)測主要使用的是降塵采樣、顆粒物自動采樣器、及光散射法顆粒物在線監(jiān)測設(shè)備等。

使用采樣器對顆粒物進行監(jiān)測，需要的時間周期長，而且需要將樣品帶回實驗室稱重，不能對顆粒物進行實時分析，測量誤差大；使用光散射法顆粒物在線監(jiān)測設(shè)備對顆粒物進行監(jiān)測，雖然可以解決數(shù)據(jù)的實時性問題，但是，采用這種監(jiān)測設(shè)備進行顆粒物監(jiān)測是屬于點式測量的方式，而且在測量的過程中，受到風向的影響比較大，在不處于下風向時，不能測量到顆粒物的變化情況。而且，單點式測量對于區(qū)域顆粒物情況的代表性不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種區(qū)域顆粒物立體監(jiān)測系統(tǒng)和方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種區(qū)域顆粒物立體監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

光散射顆粒物監(jiān)測儀1、微脈沖水平掃描激光雷達2和工控機3，光散射顆粒物監(jiān)測儀1設(shè)置于待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，且所有的光散射顆粒物監(jiān)測儀1均位于同一海拔高度；微脈沖水平掃描激光雷達2設(shè)置于待監(jiān)測區(qū)域的上方；所有的光散射顆粒物監(jiān)測儀1和微脈沖水平掃描激光雷達2均與工控機3相連。

優(yōu)選地，所述待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)設(shè)置網(wǎng)格劃分點，所述光散射顆粒物監(jiān)測儀1設(shè)置于所述網(wǎng)格劃分點上。

優(yōu)選地，所述微脈沖水平掃描激光雷達2設(shè)置于待監(jiān)測區(qū)域的上方5-10m的高度處。

優(yōu)選地，所述光散射顆粒物監(jiān)測儀1位于海拔高度2-3m的位置。

優(yōu)選地，相鄰的所述光散射顆粒物監(jiān)測儀1之間的距離為1-2km。

優(yōu)選地，微脈沖水平掃描激光雷達2設(shè)置為3-4個，且每個微脈沖水平掃描激光雷達2分別位于待監(jiān)測區(qū)域的上方的不同高度處。

優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)傳輸裝置和遠程控制裝置，其中，遠程控制裝置通過數(shù)據(jù)傳輸裝置與工控機3相連。

本發(fā)明實施例還提供了一種區(qū)域顆粒物立體監(jiān)測方法，使用上述區(qū)域顆粒物立體監(jiān)測系統(tǒng)，包括如下步驟：

步驟1，所述光散射顆粒物監(jiān)測儀監(jiān)測所在位點的顆粒物濃度信息，并將所在位點的顆粒物濃度信息傳送至所述工控機上；

步驟2，所述工控機接收所述顆粒物濃度信息，并將所述顆粒物濃度信息以及預置的空間信息加載在GIS地圖上；

步驟3，對所述顆粒物濃度信息進行差值模擬運算，在GIS地圖上形成所述待監(jiān)測區(qū)域的、平面狀的顆粒物濃度分布圖層；

步驟4，所述微脈沖水平掃描激光雷達進行水平掃描測量，獲取所述微脈沖水平掃描激光雷達所在水平面的顆粒物濃度信息、角度信息和距離信息，并將所述顆粒物濃度信息、角度信息和距離信息傳送至所述工控機上；

步驟5，所述工控機接收步驟4中所述顆粒物濃度信息、角度信息和距離信息，并加載在GIS地圖上，在GIS地圖上形成所述待監(jiān)測區(qū)域的上方的、平面狀的顆粒物濃度分布圖層；

步驟6，在所述待監(jiān)測區(qū)域的、平面狀的顆粒物濃度分布圖層和所述待監(jiān)測區(qū)域的上方的、平面狀的顆粒物濃度分布圖層之間，設(shè)置2-3層的分布平面層，并進行差值模擬運算，計算顆粒物濃度在垂直方向上的分布情況；

步驟7，將所述顆粒物濃度在垂直方向上的分布情況加載到GIS地圖上，得到所述待監(jiān)測區(qū)域顆粒物濃度立體的分布圖。

優(yōu)選地，步驟7之后，還包括步驟，在所述立體的顆粒物濃度分布圖上設(shè)置時間軸，得到加載有時間軸的所述待監(jiān)測區(qū)域顆粒物濃度立體的分布圖。

在步驟3之后、步驟4之前，和/或，步驟5之后、步驟6之前，和/或，步驟7之后，還包括步驟，使用不同的顏色表示所述顆粒物濃度分布圖層。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過監(jiān)測低空面上的顆粒物濃度和高空面上的顆粒物濃度，并運用GIS的三維技術(shù)和差值模擬運算技術(shù)，得到了待監(jiān)測區(qū)域顆粒物濃度立體的分布圖，從而實現(xiàn)了對顆粒物濃度的立體監(jiān)測，進而實現(xiàn)了對污染的來源和擴散傳輸情況的分析和判斷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的區(qū)域顆粒物立體監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；