[發明專利]估算小尺度區域大氣污染物網格濃度的方法

有效

• 申請號: 202210057543.1
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114077798B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 田啟明;李璇;王國興
• 申請（專利權）人: 北京英視睿達科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01D21/02
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張卓

1.一種估算小尺度區域大氣污染物網格濃度的方法，其特征在于，所述方法包括：

在小尺度區域內預設多個監測點位，在所述監測點位布設監測設備；

通過所述監測設備實時獲取大氣污染物濃度數據、氣象數據和所述監測設備的經緯度數據；

獲取所述小尺度區域的中心，根據所述小尺度區域的中心運用GIS軟件繪制等分網格；

小尺度擴散模型根據小尺度區域內的大氣污染物的有組織污染源數據和無組織污染源數據模擬大氣污染物擴散所確定；

將平均風矢量對應的第一網格與實時風矢量對應的第二網格進行融合，獲得第一初始網格，所述融合包括：

，其中：

C_i為融合后網格i的第一初始網格的濃度，C_ij為監測點位j對應風場類型下網格i的第二網格的濃度，d為網格i與監測點位j的距離，R為監測點位j的影響半徑，C_ia為平均風場下網格i的第一網格的濃度；

根據背景濃度的誤差和所述第一初始網格，獲取第二初始網格；

根據所述監測設備實時獲取的所述第二網格和所述第二初始網格，并將所述第二網格的濃度同化到所述第二初始網格，獲得所述小尺度區域的實時濃度網格，包括：

其中：x_b為第二網格的濃度；y₀為監測點位的濃度；H(x)為監測點位所在第二網格的濃度，B為網格濃度誤差協方差；R為監測濃度的誤差協方差；J(x)為三維變分方法中的代價函數，當代價函數取得最小值時，x為小尺度區域的實時濃度網格。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述監測點位包括固定的監測點位和可移動的監測點位。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述小尺度區域包括高架點源，采用單弧線地面軸心濃度反推法在所述高架點源布設第一監控設備，且所述第一監控設備位于所述高架點源常年下風向的采樣弧線上。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述小尺度區域還包括低矮面源和無組織排放源，采用多弧線地面軸心濃度反推法在所述低矮面源和無組織排放源分別布設第二監控設備，且所述第二監控設備位于所述低矮面源和所述無組織排放源的下風向。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述小尺度區域還包括多個稀疏點源，并設有可移動的第三監控設備，所述第三監控設備用于獲取多個稀疏點源大氣污染物網格濃度數據和氣象數據;

所述第三監控設備設置在近鄰所述稀疏點源位置處，或，所述第三監控設備設置在所述稀疏點源的下風向。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述等分網格的行數和列數覆蓋所述小尺度區域；所述等分網格為30m×30m。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述小尺度擴散模型根據小尺度區域內的大氣污染物的有組織污染源數據和無組織污染源數據模擬大氣污染物擴散所確定，包括：

還根據所述小尺度區域內的氣象數據進行模擬。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述氣象數據至少包括風矢量、溫度和濕度；所述將平均風矢量對應的第一網格與實時風矢量對應的第二網格進行融合，獲得第一初始網格，包括：

通過至少部分所述監測設備的風矢量，獲得所述平均風矢量；

所述小尺度擴散模型根據所述平均風矢量獲得所述第一網格；所述小尺度擴散模型根據所述實時風矢量獲得所述第二網格。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述背景濃度的誤差，包括：

計算所述小尺度擴散模型模擬的第一背景濃度與所述平均風矢量下的第二背景濃度的差值。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據背景濃度的誤差和所述第一初始網格，獲取第二初始網格，包括：

將所述差值疊加到所述第一初始網格，得到的最小值為所述第二初始網格。