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原文传递一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法及系统

专利名称：	一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法及系统
摘要：	本发明公开了一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法及系统，涉及空气质量监测技术领域，包括：获取原始夜间图像，定位其中光源中心点并获取光源图块；将光源图块中光源中心点作为原点，建立二维极坐标系，将光源图块映射到二维极坐标系中，蛛网状网格划分光源图块像素，获取光源图块特征向量；创建随机森林模型，将光源图块特征向量与环境参数结合作为总特征向量；环境中PM2.5真实值读数作为标签；对随机森林模型进行训练；对待检测原始夜间图像进行光源图块特征向量提取，再带入训练好的随机森林模型获取夜间PM2.5含量。本发明解决了现有技术中PM2.5监测方面空间细粒度和监测精度低的技术问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州市滨江区浙工大网络空间安全创新研究院
发明人：	翔云;张凯华;陈作辉;宣琦
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311084664.6
公开号：	CN117110160A
代理机构：	北京睿智保诚专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王临水
分类号：	G01N15/06;G06V10/22;G06T7/66;G06N20/20;G06N5/01;G06V10/764;G;G01;G06;G01N;G06V;G06T;G06N;G01N15;G06V10;G06T7;G06N20;G06N5;G01N15/06;G06V10/22;G06T7/66;G06N20/20;G06N5/01;G06V10/764
申请人地址：	310051 浙江省杭州市滨江区长河街道湖西路575号
主权项：	1.一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法，其特征在于，包括：步骤1：获取原始夜间图像，定位所述原始夜间图像中的光源中心点并获取光源图块；步骤2：将所述光源图块中的所述光源中心点作为原点，建立二维极坐标系，将所述光源图块映射到所述二维极坐标系中，并蛛网状网格划分所述光源图块像素，从其中获取光源图块特征向量；步骤3：创建随机森林模型，将所述光源图块特征向量与环境参数结合作为总特征向量；真实大气环境中的PM2.5真实值读数作为标签；对所述随机森林模型进行训练；步骤4：将待检测原始夜间图像输入步骤2、步骤3进行光源图块特征向量与环境参数的提取，再带入训练好的随机森林模型获取夜间PM2.5含量。 2.根据权利要求1所述的一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：预先设定光源中心点的初始值，依据以其为中心的图块内的像素强度，调整目标光源的中心点位置并提取所述光源图块。 3.根据权利要求2所述的一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法，其特征在于，还包括：选取固定像素点作为所述光源中心的备选。 4.根据权利要求1所述的一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤2.1：以所述光源中心点为坐标系原点，建立直角坐标系和极坐标系；步骤2.2：根据所述直角坐标系和所述极坐标系，将所述光源图块等分为固定个扇形区域，以光源中心点为中心，使用不同半径的同心圆将各所述扇形区域划分为扇环；每个所述扇形区域对应一个特征向量，特征值为所述扇形区域中每个扇环的积分值；步骤2.3：获取所述光源图块每个扇形区域对应的特征向量，将其按照光源图块每个扇形区域的对应位置拼接得到所述光源图块的特征向量。 5.根据权利要求1所述的一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：步骤3.1：获取所述环境参数结合所述光源图块特征向量作为所述随机森林模型的输入，以所述真实大气环境中的PM2.5真实值读数作为标签进行所述随机森林模型的训练；步骤3.2：所述随机森林模型设置子树个数为100，使用均分误差衡量分枝质量和回归树回归质量。 6.根据权利要求5所述的一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测方法，其特征在于，所述环境参数具体包括温度环境特征、湿度环境特征、风速环境特征、风向环境特征。 7.一种基于多数据融合的夜间PM2.5监测系统，其特征在于，包括：图块获取模块，获取原始夜间图像，定位所述原始夜间图像中的光源中心点并获取光源图块；特征向量获取模块，将所述光源图块中的所述光源中心点作为原点，建立二维极坐标系，将所述光源图块映射到所述二维极坐标系中，并蛛网状网格划分所述光源图块像素，从其中获取光源图块特征向量；模型训练模块，创建随机森林模型，将所述光源图块特征向量与大气环境参数结合作为总特征向量；真实大气环境中的PM2.5真实值读数作为标签；对所述随机森林模型进行训练；检测模块，将待检测原始夜间图像输入特征向量获取模块、模型训练模块进行光源图块特征向量与环境参数的提取，再带入训练好的随机森林模型获取夜间PM2.5含量。
所属类别：	发明专利