基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法技术

本发明专利技术涉及电子数字数据处理技术领域，具体涉及一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法，包括基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据生成虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵；并将基本信息输入两个矩阵中对应的坐标；利用GIS栅矢转换功能对输入信息后的两个矩阵进行转换，得到多个同分辨率空间栅格数据；然后通过矩阵实验室进行读取，得到相应的多个数据矩阵；使用土地利用大气长期污染扩散拟合模型对矩阵进行计算，得到土地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵；并将其导入GIS空间信息数据库并转换为土地利用大气污染物长期多源扩散浓度的空间分布数据。物长期多源扩散浓度的空间分布数据。物长期多源扩散浓度的空间分布数据。

【技术实现步骤摘要】
基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法


[0001]本专利技术涉及电子数字数据处理
，尤其涉及一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法。

技术介绍

[0002]由于土地利用对环境具有外部性作用，因此对土地利用规划环境影响评价而言，其环境影响的边界确定显然不能局限于研究区范围之内，应当扩展至土地利用规划外部影响区域范围。土地利用中产生的大气污染物会随着周围环境组分进行流动，从而使其影响进一步扩散，尤其对于不利的影响，更需特别加以关注。
[0003]由于污染源排放的污染物因介质的迁移、污染物自身的分散以及污染物的衰减与转化作用导致污染物会在一定的空间范围进行扩散以及引起浓度上的变化，此即为污染扩散边界确定的基础。对于较大尺度的土地利用规划环境影响评价来说，通过采样确定土地利用大气污染分布浓度的成本较大，从而使得土地利用规划环境影响评价的效率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法，旨在解决采样确定土地利用大气污染分布浓度的成本较大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法，包括以下步骤：
[0006]基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据生成虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵；
[0007]通过对应信息获取区域污染源的基本信息，并将所述基本信息输入所述虚拟点源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵中对应的坐标；
[0008]利用GIS栅矢转换功能对输入信息后的所述虚拟点源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵进行转换，得到多个同分辨率空间栅格数据；
[0009]通过矩阵实验室读取多个所述同分辨率空间栅格数据，得到相应的多个数据矩阵；
[0010]使用土地利用大气长期污染扩散拟合模型对所述数据矩阵进行计算，得到土地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵；
[0011]将所述土地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵导入GIS空间信息数据库并将其转换为土地利用大气污染物长期多源扩散浓度的空间分布数据。
[0012]其中，所述使用土地利用大气长期污染扩散拟合模型对所述数据矩阵进行计算，得到土地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵的具体方式为：
[0013]采用风扇形长期平均浓度计算方法对高斯模式进行修正和测算，得到土地利用大气长期污染扩散拟合模型；
[0014]使用所述土地利用大气长期污染扩散拟合模型对所述数据矩阵进行计算，得到土
地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵。
[0015]本专利技术的一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法，通过基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据生成虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵；通过对应信息获取区域污染源的基本信息，并将基本信息输入虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵中对应的坐标；利用GIS栅矢转换功能对输入信息后的虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵进行转换，得到多个同分辨率空间栅格数据；通过矩阵实验室读取多个同分辨率空间栅格数据的信息，得到相应的多个数据矩阵；使用土地利用大气长期污染扩散拟合模型对多维数据矩阵进行计算，得到土地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵；将多源污染物扩散浓度数据矩阵导入GIS空间信息数据库并将其转换为土地利用大气污染物长期多源扩散浓度的空间分布数据，本方法可利用现有污染物排放等相关统计数据，解决了采样确定土地利用大气污染分布浓度的成本较大的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术提供的一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法的流程图。
[0018]图2是基于GIS和Matlab的长期多源污染扩散模拟运算流程图。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]请参阅图1至图2，本专利技术提供一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法，包括以下步骤：
[0021]S1基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据通过矩阵实验室和GIS进行扩散模拟，得到土地利用大气污染物长期多源扩散浓度的空间分布数据；
[0022]具体方式为：
[0023]基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据生成虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵；
[0024]具体的，基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据生成虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵，并设计所述虚拟点源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵的数据层的属性结构，主要包括单位名称、排放污染物种类、年排放量等类别属性(若使用的为高斯烟囱模型，还需调查污染源的源高等属性字段)。
[0025]S2通过对应信息获取区域污染源的基本信息，并将所述基本信息输入所述虚拟点
源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵中对应的坐标；
[0026]所述通过对应信息获取区域污染源的基本信息的具体方式为：
[0027]基于所述规则获取区域污染源(LUC)的基本信息。
[0028]具体的，所述基本信息包括污染源类型、排放污染物种类、年排放量、源高等信息。
[0029]S3利用GIS栅矢转换功能对输入信息后的所述虚拟点源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵进行转换，得到多个同分辨率空间栅格数据；
[0030]具体的，利用GIS栅矢转换功能，将矩阵转换为基于特定分辨率的图像，其图像灰度值为某一特定字段的具体属性值，这样就可得到若干个可用于运算的同分辨率空间栅格数据。
[0031]S4通过矩阵实验室(Matlab)读取多个所述同分辨率空间栅格数据的信息，得到相应的多个数据矩阵；
[0032]S5使用土地利用大气长期污染扩散拟合模型对所述数据矩阵进行计算，得到土地利用大气多源污染物长期扩散浓度数据矩阵；
[0033]大气污染源主要包括三类：点源、线源和面源，对于中尺度土地利用而言，独立分布的工矿企业用地可理解为点源，交通用地为线源污染，成区域的建设用地为面源污染。关于大气污染扩散模式的研究较多，考虑到土地利用环境影响评价工作的宏观性和战略性的特点，依据简便和可操作性的原则，这里选择高斯模式作为土地利用大气污染物扩散模型的基本模式并结合中尺度土地利用的特点对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS的土地利用大气长期多源污染扩散模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：基于大气污染数据、研究区范围点阵、污染源范围空间信息和数字高程模型数据生成虚拟点源源强矩阵和数字高程模型矩阵；通过对应信息获取区域污染源的基本信息，并将所述基本信息输入所述虚拟点源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵中对应的坐标；利用GIS栅矢转换功能对输入信息后的所述虚拟点源源强矩阵和所述数字高程模型矩阵进行转换，得到多个同分辨率空间栅格数据；通过矩阵实验室读取多个所述同分辨率空间栅格数据，得到相应的多个数据矩阵；使用土地利用大气长期污染扩散拟合模型对所述数据矩阵进行计算，得到土地利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙高，杨小艳，杨淼，施晓辉，陈龙乾，王正帅，李龙，张婷，张宇，汪红，
申请(专利权)人：博源规划设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：