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原文传递一种识别不同污染物种类的精准调控方法及系统

专利名称：	一种识别不同污染物种类的精准调控方法及系统
摘要：	本发明涉及空气监测的技术领域，且公开了一种识别不同污染物种类的精准调控方法及系统，该系统包括污染物种类和监测点坐标获取模块、污染物空间形态分布构建模块、污染物动态位置及移速测量模块、污染物危险测量预警模块；通过污染物种类和监测点坐标获取模块实时识别采集不同种类空气污染物特征数据和空气污染物的监测点的空间坐标数据，便于对空气污染物进行空间位置定位；污染物空间形态分布构建模块建立不同种类空气污染物监测点空间坐标数据矩阵，配合空间形态建模算法生成空气污染物的空气污染物空间形态分布特征的空间三维形态模型，从而实现空气污染物的动态空间形态分布测量显示。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京德众国良环保科技有限公司
发明人：	陈建锋;李玉娟;周国梁;赵海宽;徐长鑫
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-27T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202311253353.8
公开号：	CN117030949A
代理机构：	北京国源中科知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡勋勋
分类号：	G01N33/00;G01B21/00;G06Q50/26;G06Q10/0639;G;G01;G06;G01N;G01B;G06Q;G01N33;G01B21;G06Q50;G06Q10;G01N33/00;G01B21/00;G06Q50/26;G06Q10/0639
申请人地址：	100000 北京市昌平区城区镇宽街综合楼二层201号
主权项：	1.一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： S1、采集空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据； S2、汇集空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据，依据空气污染物监测点空间坐标数据对空气污染物空间形态分布采用空间形态建模算法进行三维空间建模处理生成空气污染物空间形态分布特征数据； S3、将空气污染物空间形态分布特征数据与对应地理地图模型数据进行匹配输出显示空气污染物空间形态位置数据； S4、在选定时间段配合空气污染物空间形态位置数据测量空气污染物空间形态位移量并求解空间速度，分析空气污染物空间形态空间速度变化特征匹配输出空气污染物空间运动变化模型；若空气污染物空间速度变化特征参数恒定为零，则为空气污染物空间形态运动匹配匀速运动模型，若空气污染物空间速度变化特征参数恒定为常数，则为空气污染物空间形态运动匹配匀加速或匀减速运动模型，若空气污染物空间速度变化特征参数动态变化，则为空气污染物空间形态运动匹配加速度变化的变速运动模型； S5、在选定时间段配合空气污染物空间形态位置数据测量空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值以及最小高度值变化量，求解最小高度值变化量速度，分析最小高度值变化量速度变化特征匹配输出空气污染物空间最小高度值变化量运动模型；若空气污染物空间形态距离海平面地理地面最小高度值变化量速度变化特征参数恒定为零，则为空气污染物空间形态沿着海平面地理地面方向的最小高度值变化量运动匹配匀速运动模型，若空气污染物空间形态距离海平面地理地面最小高度值变化量速度变化特征参数恒定为常数，则为空气污染物空间形态沿着海平面地理地面方向的最小高度值变化量运动匹配匀加速或匀减速运动模型，若空气污染物空间形态距离海平面地理地面最小高度值变化量速度变化特征参数动态变化，则为空气污染物空间形态沿着海平面地理地面方向的最小高度值变化量运动匹配加速度变化的变速运动模型； S6、调用空气污染物空间形态位置数据、空气污染物空间运动变化模型、空气污染物空间最小高度值变化量运动模型以及空气污染物空间坐标点变化运动方向进行空气污染物危险预警提示。 2.根据权利要求1所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述采集空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据的操作步骤如下： S11、采集空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据并建立矩阵；，/>；/>；其中/>表示第/>种对应的空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据矩阵，/>表示第/>种空气污染物对应的以地球海平面建立的空间直角坐标系的第/>个空气污染物监测点空间坐标数据。 3.根据权利要求2所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述汇集空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据，依据空气污染物监测点空间坐标数据对空气污染物空间形态分布采用空间形态建模算法进行三维空间建模处理生成空气污染物空间形态分布特征数据的操作步骤如下： S21、调用空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据矩阵； S22、采用Halcon算子：xyz_to_object_model_3d；将含有三维空间坐标的数值矩阵生成一个空间三维形态模型； xyz_to_object_model_3d=(ImageX,ImageY,ImageZ,modelQ)，其中ImageX:含有物体三维空间中的X坐标信息；ImageY:含有物体三维空间中的Y坐标信息；ImageZ:含有物体三维空间中的Z坐标信息；modelQ表示生成后空间三维形态模型量；将S21中空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据矩阵中所有空气污染物监测点空间坐标/>按照坐标序号有序分别将横坐标/>赋值给ImageX即ImageX=/>；将纵坐标/>赋值给ImageY即ImageY=/>；将竖坐标/>赋值给ImageZ即ImageZ=/>; S23、空气污染物监测点空间坐标赋值完成，Halcon算子建模生成空气污染物空间形态分布特征数据集合。 4.根据权利要求3所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述空气污染物空间形态分布特征数据与对应地理地图模型数据进行匹配输出显示空气污染物空间形态位置数据的操作步骤如下： S31、获取空气污染物空间形态分布特征数据集合； S32、空气污染物空间形态分布特征数据集合与空气污染物对应地理地图模型进行匹配输出空气污染物空间形态位置数据集合/>。 5.根据权利要求4所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述在选定时间段配合空气污染物空间形态位置数据测量空气污染物空间形态位移量并求解空间速度的操作步骤如下： S41、建立采集相同时间段矩阵，/>；其中/>表示第/>个时间段；/>，/>； S42、结合空气污染物空间形态位置数据集合，获取相同时间段/>，空气污染物空间形态沿着运动方向的尾部或头部任一位置形态在/>时间点的空气污染物监测点空间坐标，在/>时间点的空气污染物监测点空间坐标，/>； S43、采用距离公式计算空气污染物空间形态在相同时间段内空气污染物空间形态的空间位移量； S44、求解空气污染物空间形态在相同时间段内空气污染物空间形态的空间速度； S45、采用S42、S43、S44步骤求解相同时间段矩阵所有相同时间段/>的空气污染物空间形态的空间速度并建立空气污染物空间形态的空间速度矩阵。 6.根据权利要求5所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述分析空气污染物空间形态空间速度变化特征匹配输出空气污染物空间运动变化模型的操作步骤如下： S51、分析计算空气污染物空间形态的空间速度矩阵中相邻两个相同时间段/>和/>内平均位移速度加速度系数；计算相同时间段和/>内平均位移速度加速度系数；计算相同时间段和/>内平均位移速度加速度系数； S52、当=/>=/>=0表示空气污染物空间形态沿着运动方向以匀速运动，相同时间段/>的位移量/>，单位为km/h；当=/>=/>=/>常数表示空气污染物空间形态沿着运动方向以匀加速或匀减速运动，/>为正数是匀加速，/>为负数是匀减速，相同时间段/>的位移量，/>是相同时间段/>开始时的初始速度，为单位为km/h；当≠/>≠/>表示空气污染物空间形态沿着运动方向以加速度变化的变速运动，相同时间段/>的位移量不具有可预测性。 7.根据权利要求6所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述在选定时间段配合空气污染物空间形态位置数据测量空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值以及最小高度值变化量，求解最小高度值变化量速度的操作步骤如下： S61、采集相同时间段矩阵，结合空气污染物空间形态位置数据集合/>，获取相同时间段/>内，空气污染物空间形态在/>时间点距离海平面地理地面最小高度点的空气污染物监测点空间坐标/>，/>；在/>时间点距离海平面地理地面最小高度点的空气污染物监测点空间坐标，/>； S62、依据和/>时间点的距离海平面地理地面最低点的空气污染物监测点空间坐标和/>，获取空气污染物空间形态在/>时间点距离海平面地理地面最小高度值/>，在/>时间点距离海平面地理地面最小高度值/>，计算相同时间段/>内空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值变化量/>； S63、求解空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值变化量在相同时间段内空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值变化量速度/>； S64、采用S61、S62、S63步骤求解相同时间段矩阵所有相同时间段/>的空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值变化量速度并建立空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值变化量速度矩阵。 8.根据权利要求7所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述分析最小高度值变化量速度变化特征匹配输出空气污染物空间最小高度值变化量运动模型的操作步骤如下： S71、分析计算空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值变化量速度中相邻两个相同时间段/>和/>内平均高度变化速度加速度系数；计算相同时间段和/>内平均高度变化速度加速度系数；计算相同时间段和/>内平均高度变化速度加速度系数； S72、当=/>=/>=0表示空气污染物空间形态沿着地理地面运动方向以匀速下降或空气污染物空间形态背离地理地面运动方向以匀速上升运动，相同时间段/>的空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值为/>，其中/>沿着地理地面运动方向取负数，/>背离地理地面运动方向取正数，/>是相同时间段/>开始时空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值，单位为km/h；当=/>=/>=/>常数表示空气污染物空间形态沿着地理地面运动方向以匀加速或匀减速运动下降，空气污染物空间形态背离地理地面运动方向以匀加速或匀减速运动上升，/>为正数是匀加速，/>为负数是匀减速，相同时间段/>的位移量，/>相同时间段/>开始时的初始速度，/>沿着地理地面运动方向取负数，/>背离地理地面运动方向取正数，/>是相同时间段/>开始时空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值，单位为km/h；当≠/>≠/>表示空气污染物空间形态沿着运动方向以加速度变化的变速运动，相同时间段/>的位移量不具有可预测性。 9.根据权利要求8所述的一种识别不同污染物种类的精准调控方法，其特征在于：所述调用空气污染物空间形态位置数据、空气污染物空间运动变化模型、空气污染物空间最小高度值变化量运动模型以及空气污染物空间坐标点变化运动方向进行空气污染物危险预警提示播报的操作步骤如下： S81、对于符合空气污染物空间运动变化模型和空气污染物空间最小高度值变化量运动模型/>的空气污染物空间形态，调用空气污染物空间形态位置数据集合/>、空气污染物空间运动变化模型/>、空气污染物空间最小高度值变化量运动模型/>； S82、求解相同时间段，空气污染物空间形态的空间位移量/>，空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值/>； S83、判断空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值与空气污染物安全高度设定高度值/>进行比较；当﹥/>，表明空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值大于空气污染物安全高度设定高度值，处于安全状态，不用空气污染物危险预警；当≤/>，表明空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值小于等于空气污染物安全高度设定高度值，处于危险状态，系统获取空气污染物空间形态在相同时间段后到达的地理坐标信息以及空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值小于等于空气污染物安全高度设定高度值的信息推送给用户，进行空气污染物危险预警。 10.一种实现如权利要求1-9任一项所述的识别不同污染物种类的精准调控方法的系统，其特征在于，该系统包括污染物种类和监测点坐标获取模块、污染物空间形态分布构建模块、污染物动态位置及移速测量模块、污染物危险测量预警模块；所述污染物种类和监测点坐标获取模块包括污染物种类特征采集单元、污染物监测点坐标采集单元；所述污染物种类特征采集单元，用于使用污染物监测仪器采集空气污染物种类特征数据，所述污染物监测点坐标采集单元，用于使用污染物监测仪器获取空气污染物监测点空间坐标数据；所述污染物空间形态分布构建模块、包括污染物种类特征和监测点坐标数据汇总单元、污染物空间形态分布建模单元；所述污染物种类特征和监测点坐标数据汇总单元，用于汇集空气污染物种类特征数据和空气污染物监测点空间坐标数据；所述污染物空间形态分布建模单元，用于采用空气污染物监测点空间坐标数据对空气污染物空间形态分布进行空间建模处理生成空气污染物空间形态分布特征数据；所述污染物动态位置及移速测量模块包括污染物空间形态与地理模型匹配输出单元、污染物空间位置测绘显示单元、污染物移动速度模型分析单元；所述污染物空间形态与地理模型匹配输出单元，将空气污染物空间形态分布特征数据与对应地理地图模型数据进行匹配输出；所述污染物空间位置测绘显示单元，将空气污染物空间形态分布特征数据与对应地理地图模型数据进行匹配输出的空气污染物空间形态位置数据通过显示设备进行投影显示；所述污染物移动速度模型分析单元，用于在选定时间段和空气污染物空间形态位置数据测量空气污染物空间形态位移量并求解空间速度，分析空气污染物空间形态空间速度变化特征匹配输出空气污染物空间运动变化模型；所述污染物危险测量预警模块包括污染物危险高度模型分析单元、污染物危险警报提示单元；所述污染物危险高度模型分析单元，用于选定时间段和空气污染物空间形态位置数据测量空气污染物空间形态距离海平面地理地面的最小高度值以及最小高度值变化量，求解最小高度值变化量速度，分析最小高度值变化量速度变化特征匹配输出空气污染物空间最小高度值变化量运动模型；所述污染物危险警报提示单元，调用空气污染物空间形态位置数据、空气污染物空间运动变化模型、空气污染物空间最小高度值变化量运动模型以及空气污染物空间坐标点变化运动方向进行空气污染物危险预警提示播报。
所属类别：	发明专利