[發明專利]一種道路PM2.5精細化污染分布的模擬方法、系統及計算機存儲介質

在審

• 申請號: 202010038518.X
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111259539A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 周素紅;林榮平;劉凱;宋潔
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G01N15/06
• 代理公司: 廣州云領專利代理事務所(普通合伙) 44441
• 代理人: 張蓮珍

本發明公開了一種道路PM2.5精細化污染分布的模擬方法、系統及計算機存儲介質。其中，所述模擬方法包括以下步驟：S1、獲取目標區域內的PM2.5采樣數據，所述PM2.5采樣數據包含位置信息；S2、獲取與PM2.5采樣數據相對應的環境數據變量；S3、將PM2.5采樣數據和環境數據變量輸入多重共線性檢測模型中，剔除環境數據變量中的共性變量和不顯著變量；S4、建立S3剔除不顯著變量后的環境數據變量和PM2.5采樣數據的因果關系模型，檢驗因果關系模型得到PM2.5采樣數據和環境數據變量的最優關系模型；S5、在目標區域的路網中設點，提取所述設點的環境數據變量輸入S4的最優關系模型，計算設點的PM2.5模擬數據；S6、將S5每個設點的PM2.5模擬數據在目標區域中插值，生成道路PM2.5模擬分布。

技術領域

本發明屬于區域污染預警和防治技術領域，具體涉及一種道路PM2.5精細化污染分布的模擬方法、系統及計算機存儲介質。

背景技術

PM2.5是指空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物，也稱細顆粒物。由于其易吸入性、長期殘留性且易粘帶有毒物質，嚴重危害人體健康。人體因長期或短期暴露于高污染水平的PM2.5空氣環境均會誘發死亡率和疾病發病率的上升，因此對地區PM2.5污染物分布的模擬與預警具有重要的現實意義。

現有揭示地區PM2.5分布格局的方法中，主要技術思路為利用地區建成環境(如土地利用性質、道路車流量、人口密度等)與PM2.5的因果關系構建回歸模型，具體包括：

1)搜集研究區內固定站點監測資料及其范圍內相關的建成環境數據；

2)基于監測資料與建成環境數據建立回歸模型，量化兩者間的因果聯系與作用程度，并由模型結果獲取最優關系因子組合；

3)對研究區劃分一定單位尺度的等距格網，并基于模型結果提取格網內與PM2.5顯著關聯的建成環境數據；

4)將關系模型應用在整個研究區格網由此計算出地區PM2.5的整體時空格局。

在實現本發明創造的過程中，申請人發現現有地區PM2.5分布格局的方法，存在如下問題：

以往模型擬合方法多采用線性回歸方法，未考慮變量間的非線性關系與空間非平穩性,影響城市空氣污染物與建成環境數據之間聯系的準確性。

發明內容

本發明的目的是要解決傳統研究方法的準確性有待提升的技術問題，提供一種道路PM2.5精細化污染分布的模擬方法、系統及計算機存儲介質。

為了解決上述問題，本發明按以下技術方案予以實現的：

本發明所述一種道路PM2.5精細化污染分布的模擬方法，包括以下步驟：

S1、獲取目標區域內的PM2.5采樣數據，所述PM2.5采樣數據包含位置信息；

S2、獲取與PM2.5采樣數據相對應的環境數據變量；

S3、將PM2.5采樣數據和環境數據變量輸入多重共線性檢測模型中，剔除環境數據變量中的共性變量和不顯著變量；

S4、建立S3剔除共性變量和不顯著變量后的環境數據變量和PM2.5采樣數據的因果關系模型，檢驗因果關系模型得到PM2.5采樣數據和環境數據變量的最優關系模型；

S5、在目標區域的路網中設點，提取所述設點的環境數據變量輸入S4的最優關系模型，計算設點的PM2.5模擬數據；

S6、將S5每個設點的PM2.5模擬數據在目標區域中插值。

優選地，所述S6還包括：

根據S5的每個設點的PM2.5模擬數據，將每個設點的PM2.5模擬數據在目標區域中進行插值計算，得到目標區域的道路PM2.5精細化模擬分布。