大气质量与臭氧监测信息平台的制作方法

    专利查询2025-04-09  13


    本发明涉及大气监测,更具体地说,涉及大气质量与臭氧监测信息平台。


    背景技术:

    1、臭氧是大气中化学性质活泼的微量气体,同时也是氧化性气体的重要代表,其浓度的时空分布差异较大,臭氧具有的强氧化剂性能、温室效应以及紫外吸收功能对全球系统的气候、生态、环境等具有重要意义和影响。

    2、自2012年开始,已经建立较为完善的空气质量监测网络,实现pm10、pm2.5、so2、co、no2和臭氧的在线监测,但是一般采用各点采样的方式进行数据获取,获取的大气污染浓度仅是距离地面20米左右高度处的数据,而空间大气臭氧的强氧化性,在大气中的运动、化学转化较为剧烈,仅依赖地面在线点式仪器无法充分反映大气臭氧受外界跨界传输的扩散影响,进而无法实时、准确进行空间大气臭氧的判断和预警。

    3、为此,我们针对上述问题提出大气质量与臭氧监测信息平台。


    技术实现思路

    1、本发明目的在于解决现有问题,相比现有技术提供大气质量与臭氧监测信息平台,是对监测区域近地面进行多点监测,根据臭氧评估值cyp、污染物影响值wy以及大气环境影响值dqy进行处理与计算得到大气污染系数,通过对大气污染系数的评估分析来作为是否将该监测区域作为危险区域的判定因素,当所监测区域被判定为危险区域后,便对各危险区域由下至上进行多个海拔监测点位的风险污染值的获取,进一步分析大气臭氧污染的扩散程度,有效在大空间上实时、准确地进行大气臭氧质量的判断与预警。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:大气质量与臭氧监测信息平台,包括监测平台、区域划分模块、大气环境监管单元、污染评估单元、反馈核实单元以及预警单元,其中监测平台与区域划分模块双向通讯连接,监测平台与大气环境监管单元单向通讯连接,大气环境监管单元与污染评估单元单向通讯连接,污染评估单元、反馈核实单元单向通讯连接,区域划分模块与反馈核实单元双向通讯连接,污染评估单元、反馈核实单元分别与预警单元单向通讯连接;

    3、所述区域划分模块用于对监测地区进行区域划分,获取监测地区的俯瞰图与海拔图,将俯瞰图划分为i个监测区域,将海拔图中的海拔最大值与最小值分别标记为高海拔值与低海拔值,由海拔高值与海拔低值构成海拔范围,将监测区域内的海拔范围平均分割为从下至上的i个海拔区间,每个海拔区间对应一个海拔监测点,并将监测区域经监测平台发送至大气环境监管单元;

    4、所述大气环境监管单元用于获取监测区域在监测时段内的最低海拔的大气环境数据,大气环境数据包括臭氧评估值、污染物影响值以及大气环境影响值,对大气环境数据进行数值计算得到大气污染系数qx,将大气污染系数qx发送至污染评估单元;

    5、所述污染评估单元接收到大气污染系数qx后,对大气质量进行数值评估分析,根据分析结果生成安全信号和预警信号,并将该监测区域划分为安全区域或危险区域,并将预警信号发送至反馈核实单元、预警单元;

    6、反馈核实单元接收到预警信号后,调取区域划分模块中的海拔监测点,对危险区域中的海拔范围内大气质量进行综合预警分析,并将生成的一级风险信号、二级风险信号发送至预警单元。

    7、作为本发明的一种优选实施方式,所述大气环境监管单元获取臭氧评估值的过程如下:在监测时段内获取监测区域的臭氧浓度cp和臭氧通量cm,通过公式生成臭氧评估值cyp,cxp=a1*cp+a2*cm,其中,a1、a2分别表示臭氧浓度cp和臭氧通量cm的比例因子。

    8、作为本发明的一种优选实施方式,所述大气环境监管单元获取污染物影响值的过程如下:在监测时段内获取监测区域的氮氧污染物含量值,将氮氧污染物含量值与预设氮氧污染物最大阈值进行比较,将氮氧污染物含量值大于预设氮氧污染物最大阈值的部分标记为氮氧污染物超标值,对监测区域内的所有监测点的氮氧污染物超标值进行求和取平均值得到污染物影响值wy。

    9、作为本发明的一种优选实施方式,所述大气环境监管单元获取大气环境影响值的过程如下:在监测时段内获取监测区域的温度值以及湿度值,对监测区域内的所有监测点的温度值进行求和取平均值得到平均温度值,对监测区域内的所有监测点的湿度值进行求和取平均值得到平均湿度值;

    10、将平均温度值与预设温度阈值相比较,当平均温度值大于预设温度阈值时,将平均温度值超出预设温度阈值的部分标记为温度超高值wg,将平均湿度值与预设湿度阈值相比较,当平均湿度值大于预设湿度阈值时,将平均湿度值超出预设湿度阈值的部分标记为湿度超高值sg;

    11、通过公式生成大气环境影响值dqy,dqy=b1*wg+b2*sg,其中b1、b2分别表示温度超高值wg、湿度超高值sg的比例因子。

    12、作为本发明的一种优选实施方式,所述污染评估单元对大气质量进行数值评估分析的过程如下:在监测时段内获取监测区域的各监测点位的大气污染系数qx,以此构建大气污染系数qx的集合a,进而获取到集合a中的大气污染系数qx最大值与最小值之间的差值,并将其标记为风险污染值;

    13、污染评估单元将风险污染值与预设风险污染阈值进行比对分析,当风险污染值大于等于预设风险污染阈值时,生成预警信号,且将该监测区域划分为危险区域,反之生成安全信号,且将该监测区域划分为正常区域。

    14、作为本发明的一种优选实施方式,所述反馈核实单元对危险区域中的海拔范围内的综合预警分析过程如下:调取危险区域内的海拔区间,由接近地面的最低海拔监测点开始,由下至上获取各个海拔监测点位的风险污染值,以海拔区间内的海拔监测点高度为x轴,以风险污染值为y轴建立直角坐标系,通过描点的方式绘制风险污染值曲线,进而获取到风险污染值曲线的变化趋势值,将其标记为风险趋势值;

    15、将风险趋势值与预设风险趋势阈值进行比较分析,当风险趋势值大于预设风险趋势阈值,生成一级风险信号,当风险趋势值小于预设风险趋势阈值,生成二级风险信号。

    16、相比于现有技术,本发明的优点在于:

    17、(1)本方案是通过对监测区域近地面进行多点监测,根据臭氧评估值cyp、污染物影响值wy以及大气环境影响值dqy进行处理与计算得到大气污染系数,通过对大气污染系数的评估分析来作为是否将该监测区域作为危险区域的判定因素,提高评估分析准确性;

    18、(2)本方案先进行近地面区域监测,再根据近地面监测结果向上进行扩展监测,当所监测区域被判定为危险区域后,便对各危险区域由下至上进行多个海拔监测点位的风险污染值的获取,进一步分析大气臭氧污染的扩散程度,有效在大空间上实时、准确地进行大气臭氧质量的判断与预警。



    技术特征:

    1.大气质量与臭氧监测信息平台,其特征在于:包括监测平台、区域划分模块、大气环境监管单元、污染评估单元、反馈核实单元以及预警单元;

    2.根据权利要求1所述的大气质量与臭氧监测信息平台,其特征在于:所述大气环境监管单元获取臭氧评估值的过程如下:在监测时段内获取监测区域的臭氧浓度cp和臭氧通量cm,通过公式生成臭氧评估值cyp,cxp=a1*cp+a2*cm,其中,a1、a2分别表示臭氧浓度cp和臭氧通量cm的比例因子。

    3.根据权利要求2所述的大气质量与臭氧监测信息平台,其特征在于:所述大气环境监管单元获取污染物影响值的过程如下:在监测时段内获取监测区域的氮氧污染物含量值,将氮氧污染物含量值与预设氮氧污染物最大阈值进行比较,将氮氧污染物含量值大于预设氮氧污染物最大阈值的部分标记为氮氧污染物超标值,对监测区域内的所有监测点的氮氧污染物超标值进行求和取平均值得到污染物影响值wy。

    4.根据权利要求3所述的大气质量与臭氧监测信息平台,其特征在于:所述大气环境监管单元获取大气环境影响值的过程如下:在监测时段内获取监测区域的温度值以及湿度值,对监测区域内的所有监测点的温度值进行求和取平均值得到平均温度值,对监测区域内的所有监测点的湿度值进行求和取平均值得到平均湿度值;

    5.根据权利要求4所述的大气质量与臭氧监测信息平台,其特征在于:所述污染评估单元对大气质量进行数值评估分析的过程如下:在监测时段内获取监测区域的各监测点位的大气污染系数qx,以此构建大气污染系数qx的集合a,进而获取到集合a中的大气污染系数qx最大值与最小值之间的差值,并将其标记为风险污染值;

    6.根据权利要求5所述的大气质量与臭氧监测信息平台,其特征在于:所述反馈核实单元对危险区域中的海拔范围内的综合预警分析过程如下:调取危险区域内的海拔区间,由接近地面的最低海拔监测点开始,由下至上获取各个海拔监测点位的风险污染值,以海拔区间内的海拔监测点高度为x轴,以风险污染值为y轴建立直角坐标系,通过描点的方式绘制风险污染值曲线,进而获取到风险污染值曲线的变化趋势值,将其标记为风险趋势值;


    技术总结
    本发明公开了大气质量与臭氧监测信息平台,属于大气监测技术领域,本发明是通过区域划分模块将监测地区进行近地面的水平以及远离地面的竖直划分,先进行近地面区域监测,再根据近地面监测结果向上进行扩展监测,扩大监测范围,首先对监测区域近地面进行多点监测,根据臭氧评估值CYP、污染物影响值WY以及大气环境影响值DQY进行处理与计算得到大气污染系数,通过对大气污染系数的评估分析来作为是否将该监测区域作为危险区域的判定因素,当所监测区域被判定为危险区域后,便对该危险区域由下至上进行多个海拔监测点位的风险污染值的获取,进一步分析大气臭氧污染的扩散程度,有效在大空间上实时、准确地进行大气臭氧质量的判断与预警。

    技术研发人员:张培宝,王晓伟,黄战胜,丁芳,艾立强,张凯诚
    受保护的技术使用者:南京婪豪演环保科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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