【技术实现步骤摘要】
基于Lasso回归分析的城区PM2.5污染扩散建模方法
[0001]本专利技术属于环境工程
，涉及大气污染监测，具体涉及一种基于Lasso(套索算法)回归分析的城区PM2.5污染扩散建模方法。
技术介绍
[0002]城镇化的急速发展带来各式各样的污染问题，对人们的生存与发展产生影响。有必要研究城镇化过程中的PM2.5污染扩散问题。PM2.5指的是环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。针对PM2.5导致的大气污染问题，国内外学者通过不同理论与方法进行大气污染扩散模型的探索。
[0003]大气污染扩散模型运用数学方法描述大气污染物在水平和垂直方向上移动、扩散、消除的过程。大气污染扩模型可用于分析大气污染成因，模拟分析小中大不同尺度，不同气象，不同地形条件下的大气污染扩散，有力于辅助了解PM2.5的扩散机制。大气污染物在空间中的运动是在大气边界层的湍流流场中进行的，其散布过程就是大气输送与扩散的结果。因此大气扩散模型是一种用以处理大气污染物在大气中输送、扩散和转化问题的物理和数学模型。最常见的大气污...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于Lasso回归分析的城区PM2.5污染建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采用虚拟点源法建立面源城区PM2.5高斯烟羽模型；所述虚拟点源法是指，先将城区划分为覆盖城市所有区域的N个矩形面源污染源，使用虚拟点源代替面源，采用经验公式法确定每个面源污染源对应的虚拟点源的PM2.5污染扩散模型，建立面源城区PM2.5高斯烟羽模型；步骤二、建立球面极坐标系下的城区PM2.5污染扩散模型；以虚拟点源
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监测站连线距离为半径坐标，该连线和风向夹角为角坐标建立球面极坐标系；采用半正矢公式计算球面极坐标系的半径坐标，采用纳皮尔法则计算球面极坐标系的角坐标，建立球面极坐标系下的城区PM2.5污染扩散模型；步骤三、虚拟点源PM2.5污染排放速率为未知参数，采用Lasso回归方法求解虚拟点源PM2.5污染排放速率；根据城区PM2.5污染扩散模型，获得各监测站在各虚拟点源影响下的PM2.5浓度值的线性方程组C＝PQ+E，当监测站数量M小于虚拟点源数量N时，线性方程组处于欠定状态；其中，C为观测向量，包括所有监测站检测的PM2.5浓度值；Q为未知参数向量；E为误差向量，P为中间参数矩阵；将求取虚拟点源PM2.5污染排放速率的问题转换为求取使得误差向量最小的最优解问题，求解获得Q；步骤四、将步骤三获得的虚拟点源PM2.5污染排放速率代入步骤二所建立的球面极坐标系下的城区PM2.5污染扩散模型，进行当前环境下城区PM2.5污染扩散状态估计。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤一中，对于每个面源污染源，所对应的虚拟点源位于上风口，距离面源扩散区域的中心距离x0为：其中，a表示对应的矩形面源污染源的扩散区域的边长，γ1表示水平扩散参数回归系数，α1表示水平扩散参数回归指数；采用经验公式法确定的虚拟点源的PM2.5污染扩散模型表示如下：其中，以风向正方向为X轴建立的空间直角坐标系，(x,y,z)为监测站位置坐标，c(x,y,z)为在该监测站处的PM2.5的浓度值，Q为PM2.5排放速率，H为污染物抬升高度，污染物的水平扩散系数和垂直扩散系数如下：其中，γ2表示垂直扩散参数回归系数，α2表示垂直扩散参数回归指数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤二中，在球面极坐标系下监测站j处的PM2.5浓度c
ji
是监测站j受到虚拟点源i影响的PM2.5的浓度值，如下：
其中，Q
i
为虚拟点源i的PM2.5污染排放速率，u为风速，H为污染物抬升高度，和分别为监测站j在虚拟点源i影响下的水平扩散系数和垂直扩散系数，表示如下：其中，γ1表示水平扩散参数回归系数，γ2表示垂直扩散参数回归系数；α1表示水平扩散参数回归指数，α2表示垂直扩散参数回归指数；z
j<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小艺，卢鹏程，王昭洋，张慧妍，王立，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：
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