[發明專利]一種基于時空克里金插值的新增PM2.5固定監測站點選址方法

在審

• 申請號: 201910794428.0
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110766191A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 李小龍;張天昊;程朋根;譚永濱
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/29
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 羅飛

1.一種基于時空克里金插值的新增PM2.5固定監測站點選址方法，其特征在于，包括：

步驟S1：對預設研究區域的PM2.5監測站點觀測數據進行篩選，篩選出預設組PM2.5濃度數據；

步驟S2：對篩選出的預設組PM2.5濃度數據進行預處理、站點間時間距離和空間距離的統計以及研究區域格網的劃分，將每個格網作為一個備選站點；

步驟S3：針對每組PM2.5濃度數據，分別求取對應的時間變異函數和空間變異函數，通過調整參數并選取變異函數模型對時間變異函數和空間變異函數擬合，得到目標時間變異函數和目標空間變異函數，再利用積和式模型結合目標時間變異函數和目標空間變異函數，獲得目標時空變異函數；

步驟S4：基于目標時空變異函數，采用時空克里金插值法對預設研究區域進行分析，計算每個格網的估計誤差方差，并將估計誤差方差最大的備選格網對應的站點作為新增站點。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S4之后，所述方法還包括：

將預設研究區域內格網的時空克里金估計誤差方差按照從小到大分為1、2、3、4四個等級，在每個等級分別選取站點進行新增；

計算新增后整個研究區域格網的平均時空克里金估計誤差方差，并基于計算出的時空克里金估計誤差方差對新增PM2.5固定監測站點選址方法進行驗證。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中利用積和式模型結合目標時間變異函數和目標空間變異函數，獲得目標時空變異函數，具體包括：

構建積和式模型，式(1)和式(2)：

C_st(h_s,h_t)＝p₁C_s(h_s)C_t(h_t)+p₂C_s(h_s)+p₃C_t(h_t)(1)

γ_st(h_s,h_t)＝(p₁C_t(0)+p₂)γ_s(h_s)+(p₁C_s(0)+p₃)·γ_t(h_t)-p₁γ_s(h_s)γ_t(h_t)(2)

式中，C_st,C_s,C_t分別表示時空協方差、空間協方差、時間協方差；γ_st,γ_s,γ_t分別表示時空變異函數、時間變異函數、空間變異函數；

根據構建的積和式模型計算出目標時空變異函數。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4具體包括：

根據協方差函數c(h)及變異函數γ(h)的關系式：c(h)＝c(0)-γ(h)，用變異函數表示的時空克里金方程組和時空克里金估計方差，

其中，時空克里金方程組為：

時空克里金估計誤差方差為:

其中，γ(x_i,x_j)表示點i和j之間的變異函數，γ(x_j,x₀)為點j和待插點之間的變異函數，μ為拉格朗日乘數；

利用時空克里金估計誤差方差計算每個格網的估計誤差方差；

將估計誤差方差最大的備選格網對應的站點作為新增站點。