一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法，包括以下步骤：大气监测微型站监测指标数值的实时查看，按照不同颜色划分污染等级、全球范围内按照不同时间节点，包括过去与未来，大气污染物模型与风场模型数据的三维可视化表达、将大气监测微型站的数据按照时间轴顺序在三维地球上进行可视化表达，展现污染的程度与空间分布情况以及污染严重站点周边的污染溯源与趋势分析，通过自动化监测手段与卫星遥感监测相结合的方式实现大气污染趋势分析，减少人工观测次数，实现降本增效目标，提高大气污染治理的效率，为环境管理与规划提供科学依据。供科学依据。供科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法


[0001]本专利技术涉及一种基于GIS技术的大气污染趋势分析领域，具体是一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法。

技术介绍

[0002]当今我国经济快速发展，城市化进程越来越快，伴随而来的环境问题，已严重影响城市的和谐发展，尤其是近年来的大气污染，对人们的生活和健康带来不容忽视的危害。如何准确、快速、及时地反映大气污染状况已成为城市环境研究的当务之急。
[0003]GIS技术是融地理学、计算机科学、几何学为一体的新兴学科，是对空间对象及其属性信息进行采集、存储管理、分析处理与显示输出的大数据处理计算机系统。能将人类社会活动和自然环境变化的相互影响与地理空间位置、空间分布及空间关系通过数字化而有机地结合。近年来随着地理信息系统应用领域的不断扩展，它在城市大气污染监测领域的应用正方兴未艾，目前已进行了许多有益的尝试与探索，如将GIS与大气环境模型的结合、GIS与机动车尾气污染迁移扩散模型结合、GIS在大气环境规划评价中的应用以及GIS在区域大气环境污染状况的动态变化规律的应用等方面。
[0004]科学准确地描述城市大气环境质量状况，成为当前大气环境质量评价与相关研究的关键。而对于城市大气污染物浓度空间分布的监测与显示，是大气环境质量评价的核心技术，也是目前城市大气环境质量研究的一个难点。大气污染物空间分布研究基本采用等值线图结合地面实测资料的方法，以及建立大气扩散模拟两种方式，进而由点代面分析研究城市大气污染状况。上述方法在实际应用中存在一定的缺陷，前者在监测点布设、人工观测以及后期成果输出中面临过程繁琐、成本巨大的问题，而后者以点代面，成果笼统，失去代表意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：大气监测微型站监测指标数值的实时查看，按照不同颜色划分污染等级：在监测范围内均匀部署大气监测微型站，大气监测微型站内设置大气监测光敏器件和4G通讯模块，支持大气监测数据5分钟更新一次，并将数据按照更新时间存入数据库，实现数据的查询与管理；
[0009]步骤二：全球范围内按照不同时间节点，包括过去与未来，大气污染物模型与风场模型数据的三维可视化表达：通过互联网获取向全世界开放的全球预报系统模型数据，包括大气污染物模型和风场模型两种数据类型，大气污染物模型和风场模型为已处理的PNG或者JPG格式的图片，通过图片解析法，将每个像素值抽取转换到缓存数组中进行存储；
[0010]步骤三：将大气监测微型站的数据按照时间轴顺序在三维地球上进行可视化表达，展现污染的程度与空间分布情况：获取指定时间段内的大气监测微型站各站点监测数据并进行分类，以各站点监测数据的经纬度以及监测值为基础，进行克吕格插值，将插值后生成的图片设定加载的空间范围坐标后直接加载到三维地球中作为动态图层进行展示，从而模拟整个空间范围内污染分布情况与污染等级；
[0011]步骤四：污染严重站点周边的污染溯源与趋势分析：结合当前站点近12小时的主要污染物与污染分布情况，同该站点周边废气排放企业的主要废气排放量进行关联分析，排查并确认污染源，同时借助风力风向的变化情况，对周边更大范围内的主要污染物与污染空间分布做叠加分析，确定外源污染与内源污染的贡献比例，有助于精准研判。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：大气监测微型站内设置电子设备，电子设备采用太阳能电池板供电，节能且运维成本低。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：大气监测数据的指标包括PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2和O3。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：大气污染物模型的数值通过等值线绘制添加到三维地球中展示污染的程度与空间分布情况。
[0015]作为本专利技术进一步的方案：风场模型的数据通过粒子绘制添加到三维地球上动态展示。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：趋势分析：大气污染监测数据与废气排放数据进行关联分析，确定废气排放量对大气污染的影响程度，高效进行污染溯源和排查，通过自动化监测手段与卫星遥感监测相结合的方式实现大气污染趋势分析。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1、以GIS三维可视化技术为支撑，融合空间与时间四维特征要素，综合考量SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3六项污染物的污染程度，充分利用GIS所具有的对空间数据及非空间属性数据的获取、存储、分析和显示等功能，建立大气污染扩散模型，直接采用等值线的方式表达大气污染物在不同气象条件下空间分布模拟结果，为城市大气污染源的管理和时空模拟提供了一个良好的可视化分析环境；
[0019]2、通过自动化监测手段与卫星遥感监测相结合的方式实现大气污染趋势分析，减少人工观测次数，实现降本增效目标，提高大气污染治理的效率，为环境管理与规划提供科学依据。
附图说明
[0020]图1为基于GIS技术的大气污染趋势分析方法的总体功能框架图。
[0021]图2为基于GIS技术的大气污染趋势分析方法中大气监测微型站数据的三维可视化实现流程图。
[0022]图3为基于GIS技术的大气污染趋势分析方法中全球预报系统模型数据的三维可视化实现流程图。
[0023]图4为基于GIS技术的大气污染趋势分析方法中污染溯源与趋势分析实现流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例一
[0026]请参阅图1
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4，一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法，包括以下步骤：
[0027]步骤一：大气监测微型站监测指标数值的实时查看，按照不同颜色划分污染等级：在监测范围内均匀部署大气监测微型站，大气监测微型站内设置大气监测光敏器件和4G通讯模块，支持大气监测数据5分钟更新一次，并将数据按照更新时间存入数据库，实现数据的查询与管理；
[0028]步骤二：全球范围内按照不同时间节点，包括过去与未来，大气污染物模型与风场模型数据的三维可视化表达：通过互联网获取向全世界开放的全球预报系统模型数据，包括大气污染物模型和风场模型两种数据类型，大气污染物模型和风场模型为已处理的PNG或者JPG格式的图片，通过图片解析法，将每个像素值抽取转换到缓存数组中进行存储；
[0029]步骤三：将大气监测微型站的数据按照时间轴顺序在三维地球上进行可视化表达，展现污染的程度与空间分布情况：获取指定时间段内的大气监测微型站各站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS技术的大气污染趋势分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：大气监测微型站监测指标数值的实时查看，按照不同颜色划分污染等级：在监测范围内均匀部署大气监测微型站，大气监测微型站内设置大气监测光敏器件和4G通讯模块，支持大气监测数据5分钟更新一次，并将数据按照更新时间存入数据库，实现数据的查询与管理；步骤二：全球范围内按照不同时间节点，包括过去与未来，大气污染物模型与风场模型数据的三维可视化表达：通过互联网获取向全世界开放的全球预报系统模型数据，包括大气污染物模型和风场模型两种数据类型，大气污染物模型和风场模型为已处理的PNG或者JPG格式的图片，通过图片解析法，将每个像素值抽取转换到缓存数组中进行存储；步骤三：将大气监测微型站的数据按照时间轴顺序在三维地球上进行可视化表达，展现污染的程度与空间分布情况：获取指定时间段内的大气监测微型站各站点监测数据并进行分类，以各站点监测数据的经纬度以及监测值为基础，进行克吕格插值，将插值后生成的图片设定加载的空间范围坐标后直接加载到三维地球中作为动态图层进行展示，从而模拟整个空间范围内污染分布情况与污染等级；步骤四：污染严重站点周边的污染溯源与趋势分析：结合当前站点近12小时的主要污染物与污...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁和强，张明远，刘庆彬，丛杨，孔锁财，张伟，
申请(专利权)人：山东瑞智飞控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：