[發(fā)明專利]一種基于空天地一體化的大氣環(huán)境智能化管理系統(tǒng)

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• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN108805368A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 龔威;祝波;宋沙磊;史碩;李治平;馬昕;徐寶
• 申請（專利權(quán)）人: 天津珞雍空間信息研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26;G06F17/30;G01D21/02
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 楊玉廷

本申請公開了一種基于空天地一體化的大氣環(huán)境智能化管理系統(tǒng)，包括若干離散地面空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站、若干環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星和地面衛(wèi)星站、根據(jù)污染傳輸特征組網(wǎng)布置的激光雷達傳感器組、以密網(wǎng)格分布在重點污染區(qū)域以及以疏網(wǎng)格分布在次重點污染區(qū)域的空氣質(zhì)量傳感監(jiān)測儀、根據(jù)重污染事件組織的移動走航監(jiān)測車和無人機監(jiān)測傳感器；將地面空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站、地面衛(wèi)星站、激光雷達傳感器組、空氣質(zhì)量傳感監(jiān)測儀、移動走航監(jiān)測車和無人機監(jiān)測傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總處理形成污染布局圖的總服務系統(tǒng)，申請采用現(xiàn)有地面監(jiān)測網(wǎng)結(jié)合網(wǎng)絡化監(jiān)測的方式，進一步完善了傳統(tǒng)地面監(jiān)測網(wǎng)隨機分布的不足，為精準治霾提供數(shù)據(jù)支撐。

技術(shù)領域

本公開一般涉及環(huán)境監(jiān)測領域，具體涉及一種基于空天地一體化的大氣環(huán)境智能化管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當前我國大氣污染形勢較為嚴峻，呈現(xiàn)復合化發(fā)展趨勢，總體存在成因復雜、追蹤難度大、預報精度不高、精準治理程度不夠等問題。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法主要采用地面組網(wǎng)方式開展監(jiān)測，從2010年開始，我國逐步建立了覆蓋縣級區(qū)域的大氣環(huán)境地面監(jiān)測網(wǎng)體系，近年來又逐步發(fā)展衛(wèi)星遙感、激光雷達、移動走航等新型監(jiān)測技術(shù)，服務大氣污染治理，取得了一定效果。

目前的大氣污染監(jiān)測及治理解決方案主要有以下幾種方式：

1.地面監(jiān)測方式。通過國家、區(qū)域、省、市四個層次，以規(guī)范化的地面選點方式，建立各類包含城市站、邊界站、區(qū)域站、農(nóng)村站、路邊站等不同功能地面監(jiān)測站點，并開展聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，是我國大氣污染監(jiān)測及治理的基礎解決方案。這類監(jiān)測方式的特點是精度高、時效快，但無法獲取污染物的大尺度連續(xù)觀測信息和垂直廓線信息，同時由于其站點呈隨機離散分布狀態(tài)，難以對污染源信息進行有效把控。

2.衛(wèi)星遙感監(jiān)測方式。利用MODIS、NPP VIIRS、OMI、HJ-1、AIRS、FY-3(葵花-8)、CALIPSO等一系列環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開展大氣污染物數(shù)據(jù)的大尺度、高時空分辨的面狀及柱深度信息提取。這類大氣污染解決方案具有尺度大、時空分辨高的優(yōu)點，有利于把握污染物的大尺度空間分布信息，開展來源、去向評估，但也存在精度不高、時效性不夠等問題。

3.激光雷達監(jiān)測方式。目前的大氣環(huán)境監(jiān)測激光雷達主要以顆粒物激光雷達、臭氧激光雷達、風廓線激光雷達、溫廓線激光雷達為主。可獲取顆粒物、臭氧等大氣污染物在水平、垂直方向上隨時間變化的廓線信息。這種解決方案具有精度高、時效快的特點，但由于采用單站點固定監(jiān)測方式，無法得到污染物面狀信息，也難以獲取污染物的時空演變規(guī)律。

4.移動走航監(jiān)測方式。多采用移動監(jiān)測車搭載不同傳感器的方式開展監(jiān)測，對突發(fā)性環(huán)境污染事件、重大活動保障及重點監(jiān)測對象開展針對性監(jiān)測，具有靈活度高、時效快、精度高的優(yōu)點。但由于成本高、受道路交通及監(jiān)測條件等限制，只能對特定區(qū)域開展小范圍短時監(jiān)測。

5.綜合監(jiān)測方式。針對上述監(jiān)測方式的各種優(yōu)缺點，近年來逐步發(fā)展了基于地面監(jiān)測、衛(wèi)星遙感、激光雷達以及走航監(jiān)測為基礎的綜合立體監(jiān)測方法。

但目前的綜合立體監(jiān)測方法，主要存在以下問題：

(1)地面監(jiān)測站點呈隨機分布，不利于對污染來源開展實時快速追蹤。

(2)集成度不高，目前的立體監(jiān)測方法雖然在一定程度上發(fā)揮了各種監(jiān)測方式的優(yōu)勢，但監(jiān)測系統(tǒng)之間封閉、孤立、自洽的問題仍未有效解決，各種監(jiān)測數(shù)據(jù)仍未實現(xiàn)高度同化，缺乏有效的統(tǒng)一管理和整體規(guī)劃。

(3)智能化程度不夠。當前的綜合管理系統(tǒng)，仍未實現(xiàn)基于事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)智能化分發(fā)管理，針對重污染事件各監(jiān)測系統(tǒng)缺乏聯(lián)合調(diào)度、動態(tài)協(xié)同與信息共享能力，數(shù)據(jù)利用效率相對低下。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種涉及包含地面站點、衛(wèi)星遙感、激光雷達、無人機及移動走航監(jiān)測等在內(nèi)的多手段、立體化、智能化大氣污染監(jiān)測與管理技術(shù)。