汽车尾气城市尺度扩散预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车尾气城市尺度扩散预测方法，所述方法包括：a)建立城市尺度地图；基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值；基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库；基于气动粗糙系数数据库调整所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据；基于城市尺度汽车尾气扩散预测数据，绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境领域，具体地，涉及一种汽车尾气城市尺度扩散预测方法及系统。
技术介绍
汽车排放的废气主要由一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOX)等组成，它们在空气中积累到一定程度后在太阳光线的作用下，氮气化合物和碳氢化合物会起反应，生成含有二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的光化学烟雾，这两种物质均难溶于水，被吸入人体会长驱直入到肺部，浓度大时可引起中毒性水肿，进入血液可形成变性血红蛋白，使组织缺氧，对人们健康危害极大。另外，氢氧化合物进入大气后会形成酸雨，危害生态环境。随着汽车数量不断增加，世界各国日益重视汽车废气的排放问题。当前，交通尾气是国内外许多城市大气污染的首要来源，其贡献比例还将随着清洁能源的推广和环境执法的到位而不断提高。世界各国治理污染的发展趋势是对各类污染通过模拟、监测等手段，分门别类地进行深入研究，提出针对性的管控措施，最终达到有效治理之目的。人们尚无法从现场实测数据中区分出尾气排放污染物所占的比例，仅靠数量有限的监测站点，并不能提供城市地区尾气污染的足够信息。专利技术人发现，汽车尾气扩散现象模型可分四类：高斯扩散模型、数值模型、统计或经验模型及物理模型，使用有限线源概念和求解高斯扩散方程的解决方案，仍然是计算、模拟尾气排放造成的污染扩散的主流方法。与求解点源和面源排放相比，现有移动源污染扩散数学模型和工具都存在着使用条件和适用范围的限制。适用范围小，只适用于道路两侧各150米狭长条带区域的所谓‘微尺度区域’(micro-scaleregion)。汽车尾气城市尺度扩散预测及图形化是一个尚未解决的难题，因此，有必要研发一种能够更大范围预测汽车尾气城市尺度扩散方法及系统。
技术实现思路
本专利技术提出了汽车尾气城市尺度扩散预测方法及系统，所述方法能够基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值，基于气动粗糙系数数据库调整城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据，进而准确的实现了汽车尾气城市尺度扩散预测，通过绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图更加直观的体现汽车尾气城市尺度扩散的预测结果。根据本专利技术的一方面，提出了一种汽车尾气城市尺度扩散预测方法，所述方法包括：a)、建立城市尺度地图；b)、基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值；c)、基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库；d)、基于气动粗糙系数数据库调整所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据；e)、基于城市尺度汽车尾气扩散预测数据，绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图。根据本专利技术的另一方面，提出了一种汽车尾气城市尺度扩散预测系统，所述系统包括：建立城市尺度地图的单元；基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值的单元；基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库的单元；基于气动粗糙系数数据库调整所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据的单元；基于城市尺度汽车尾气扩散预测数据，绘制城市尺度汽车尾气城市尺度扩散分布图的单元。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术能够基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值。(2)本专利技术通过基于气动粗糙系数数据库调整城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据，进而准确的实现了汽车尾气城市尺度扩散预测。(3)本专利技术通过绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图更加直观的体现汽车尾气城市尺度扩散的预测结果。本专利技术的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的汽车尾气城市尺度扩散预测方法的步骤的流程图。图2a-b示出了根据本专利技术的城市尺度地图的示意图。图3a-b示出了根据本专利技术的城市尺度栅格地图的示意图。图4a-d示出了根据本专利技术的城市尺度二维汽车尾气浓度场分布图。图5a-c示出了根据本专利技术的城市尺度三维汽车尾气浓度场分布图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施方式1图1示出了根据本专利技术的汽车尾气城市尺度扩散预测方法的步骤的流程图。图2a-b示出了根据本专利技术的城市尺度地图的示意图。图3a-b示出了根据本专利技术的城市尺度栅格地图的示意图。图4a-d示出了根据本专利技术的城市尺度二维汽车尾气浓度场分布图。图5a-c示出了根据本专利技术的城市尺度三维汽车尾气浓度场分布图。在该实施方式中，根据本专利技术的汽车尾气城市尺度扩散预测方法可以包括：a)、建立城市尺度地图；b)、基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值；c)、基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库；d)、基于气动粗糙系数数据库调整所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据；e)、基于城市尺度汽车尾气扩散预测数据，绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图。该实施方式基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值，基于气动粗糙系数数据库调整城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据，进而准确的实现了汽车尾气城市尺度扩散预测，通过绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图更加直观的体现汽车尾气城市尺度扩散的预测结果。下面详细说明根据本专利技术的汽车尾气城市尺度扩散预测方法的具体步骤。在一个示例中，建立城市尺度地图包括：建立城市尺度地图。在一个示例中，根据实际测绘及卫星遥感地图获得城市全覆盖现状用地矢量图形及相关地理空间坐标数据；对所述相关地理空间坐标数据进行筛选获取简化与处理后的矢量数据文件，根据所述城市全覆盖现状用地矢量图像，将矢量数据转为多段线格式；根据所述多段线格式的数据，用矢量数据提取出道路路网、水系、建筑轮廓、建筑层数、用地轮廓、用地属性这些基础数据，并建立新图层；将简化与处理后的矢量数据文件进行存储，构成数字地图的地图数据信息，建立城市尺度地图。在一个示例中，基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值。在一个示例中，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值包括：基于实测资料获取汽车行驶时排放尾气形成的连续线源，基于汽车疏秘程度及所述连续线源获取连续稳定浓度场的线源，基于线源及多线源高斯扩散模型获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值。在一个示例中，基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库。具体地，建立气动粗糙系数数据库，是根据大量城市地区的气动粗糙系数以数据表格Excel形式存储，按照数据关系来储存和管理，多个用户可以共享数据库中储存的数据，不同的用户也可以根据不同的需求来存取数据库中的数据，气动粗糙系数数据库是一个或多个文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车尾气城市尺度扩散预测方法，所述方法包括：a)、建立城市尺度地图；b)、基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值；c)、基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库；d)、基于气动粗糙系数数据库调整所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据；e)、基于城市尺度汽车尾气扩散预测数据，绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图。

【技术特征摘要】
1.一种汽车尾气城市尺度扩散预测方法，所述方法包括：a)、建立城市尺度地图；b)、基于多线源高斯扩散模型及所述城市尺度地图，获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值；c)、基于气动粗糙系数建立气动粗糙系数数据库；d)、基于气动粗糙系数数据库调整所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据；e)、基于城市尺度汽车尾气扩散预测数据，绘制城市尺度汽车尾气扩散分布图。2.根据权利要求1所述的汽车尾气城市尺度扩散预测方法，其中，所述建立城市尺度地图包括：根据实际测绘及卫星遥感地图获得城市全覆盖现状用地矢量图形及相关地理空间坐标数据；对所述相关地理空间坐标数据进行筛选获取简化与处理后的矢量数据文件，根据所述城市全覆盖现状用地矢量图像，将矢量数据转为多段线格式；根据所述多段线格式的数据，用矢量数据提取出道路路网、水系、建筑轮廓、建筑层数、用地轮廓、用地属性这些基础数据，并建立新图层；将简化与处理后的矢量数据文件进行存储，构成数字地图的地图数据信息，建立城市尺度地图。3.根据权利要求2所述的汽车尾气城市尺度扩散预测方法，其中，所述获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值包括：基于实测资料获取汽车行驶时排放尾气形成的连续线源，基于汽车疏秘程度及所述连续线源获取连续稳定浓度场的线源，基于线源及多线源高斯扩散模型获取城市尺度汽车尾气扩散模拟值。4.根据权利要求1所述的汽车尾气城市尺度扩散预测方法，其中，所述获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据包括：基于所述气动粗糙系数数据库计算所述气动粗糙系数对尾气扩散的影响参数，基于所述影响参数调节所述城市尺度汽车尾气扩散模拟值，获取城市尺度汽车尾气扩散预测数据。5.根据权利要求1所述的汽车尾气城市尺度扩散预测方法，其中，所述绘制汽车尾气城市尺度扩散分布图包括：基于所述城市尺度汽车尾气扩散预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，余利仁，
申请(专利权)人：济宁市新兰德环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37