一种基于空气质量检测数据的评估方法及系统与流程

本发明涉及空气质量检测，具体涉及一种基于空气质量检测数据的评估方法及系统。

背景技术：

1、空气质量检测是指对空气质量的好坏进行检测；空气质量的好坏反映了空气中污染物浓度的高低；空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响；城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。

2、城市扬尘是城市环境空气颗粒物的重要来源，对城市环境和公众健康造成严重影响；而城市扬尘的扬尘源可以分为道路扬尘、施工扬尘、土壤扬尘与堆场扬尘四类；其中道路扬尘和施工扬尘为大部分城市扬尘的主要来源。

3、现有技术中，对空气中扬尘的来源数据的获取需要耗费大量的时间、人力和物力，且最终得到的结果误差较大，不能精准评估扬尘数据对空气质量的影响。为此，在申请号为cn2022113435896的一篇中国专利中，公开了一种城市堆场扬尘对空气质量影响评估的系统和方法，在其方案中，通过获取并处理城市中堆场的数据信息，生成城市堆场扬尘动态排放清单，并实时监测大气中的气象数据和污染物浓度信息，通过气象场模拟、粒子印痕模式和空气质量模式对空气中的堆场扬尘进行定性和评估。这种方式对空气中的堆场扬尘进行了评估，但在大部分城市中，道路扬尘和施工扬尘才是城市扬尘的主要来源；并且在上述方式中，没有说明堆场扬尘动态排放清单的形成过程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于空气质量检测数据的评估方法及系统，解决以上技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于空气质量检测数据的评估方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：将一天时间划分为若干个时间段，各时间段的时长记为t；分别获取各时间段下道路上的平均排放量g1、平均粒子直径r1和车流量n1；所述平均排放量为一辆车在单位时间所排放的粒子总质量；

5、步骤s2：通过无人机群获取城市的扫描图像，根据扫描图像获得施工面积s，并获取施工扬尘的施工时间、平均排放量g2和平均粒子直径r2；所述平均排放量为一平方公里的施工面积单位时间所产生的粒子总质量；

6、步骤s3：获得时间段内的道路扬尘量q1=g1n1t；设定施工时间系数k，当时间段处于时间施工时间，k=1，时间段不处于施工时间，k=0；则施工扬尘量q2=kg2st；并得到扬尘总量q，其中

7、；

8、其中m为所划分的时间段的个数；

9、分别根据q1在q中的占比，以及q2在q中的占比，获得扬尘总量中r1与r2的占比，记为粒子直径分布；并根据各时间段内的扬尘总量和粒子直径分布，获得城市扬尘排放清单；

10、步骤s4：获取污染物监测数据和气象数据；所述污染物监测数据包括空气中pm10的浓度和pm2.5的浓度；开展三层嵌套的wrf模拟，将模拟结果与气象数据进行对比，并不断调整wrf模拟的物理参数化方案，直至模拟结果与气象数据相差最小，得到气象场；

11、步骤s5：根据城市扬尘排放清单，结合气象场开展第三代空气质量模式的模拟，调整空气质量模式的参数，直至模拟结果与污染物监测数据的相差最小，在第三代空气质量模式中评估城市扬尘对空气质量的影响。

12、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估方法，在步骤s4中，所述wrf模拟的开展所需要的数据还包括基本网络设置和模拟时间；

13、所述基本网络设置为需要模拟的区域和空间分辨率，所述模拟时间为预设的若干个时间段，此处wrf模拟采用三层嵌套，且空间分辨率分别为9km*9km、3km*3km、1km*1km。

14、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估方法，在步骤s2中，所述施工面积的获得过程包括：

15、获取扫描图像和实际地面的比例尺，将扫描图像划分为矩形网格，得到若干个矩形格子；

16、根据比例尺得到矩形格子对应实际地面的面积，再获取扫描图像中施工面积所占的矩形格子的个数，得到实际地面上的施工面积。

17、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估方法，在步骤s1中，所述道路扬尘中平均排放量的获取过程包括：

18、在车辆的尾气管上添加一层空白滤膜，所述空白滤膜将车辆排出的尾气中的pm2.5和pm10截留下来；

19、车辆行驶一小时后，获取空白滤膜上pm2.5和pm10的质量，重复若干次上述过程，获取平均值作为平均排放量。

20、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估方法，在步骤s4中，在步骤s1中，所述车流量的获取过程为，在城市的主干道路中选取一个监测点，获取时间段内驶过监测点的车辆总数。

21、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估方法，在步骤s2中，所述施工扬尘中平均排放量的包括：

22、在城市的施工处选取检测点，在抽取设备上添加一层空白滤膜，分别在施工时间之前和施工一小时后抽取预设体积的空气；

23、获取两次抽取后空白滤膜上pm2.5和pm10的质量的差值，重复若干次上述过程，获取平均值作为平均排放量。

24、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估方法，在步骤s1中，所述时间段的划分过程包括：

25、将一天的时间视作时间线，在时间线上选取若干划分节点；

26、所述划分节点的选取包括天气发生变化的时刻，以及施工开始和结束的时刻。

27、作为本发明进一步的方案：一种基于空气质量检测数据的评估系统，包括：

28、扬尘数据采集模块：

29、将一天时间划分为若干个时间段，各时间段的时长记为t；分别获取各时间段下道路上的平均排放量g1、平均粒子直径r1和车流量n1；所述平均排放量为一辆车在单位时间所排放的粒子总质量；

30、通过无人机群获取城市的扫描图像，根据扫描图像获得施工面积s，并获取施工扬尘的施工时间、平均排放量g2和平均粒子直径r2；所述平均排放量为一平方公里的施工面积单位时间所产生的粒子总质量；

31、排放清单生成模块：

32、获得时间段内的道路扬尘量q1=g1n1t；设定施工时间系数k，当时间段处于时间施工时间，k=1，时间段不处于施工时间，k=0；则施工扬尘量q2=kg2st；并得到扬尘总量q，其中

33、；

34、其中m为所划分的时间段的个数；

35、分别根据q1在q中的占比，以及q2在q中的占比，获得扬尘总量中r1与r2的占比，记为粒子直径分布；并根据各时间段内的扬尘总量和粒子直径分布，获得城市扬尘排放清单；

36、气象数据采集模块：

37、获取污染物监测数据和气象数据；所述污染物监测数据包括空气中pm10的浓度和pm2.5的浓度；

38、排放模拟模块：

39、开展三层嵌套的wrf模拟，将模拟结果与气象数据进行对比，并不断调整wrf模拟的物理参数化方案，直至模拟结果与气象数据相差最小，得到气象场；

40、根据城市扬尘排放清单，结合气象场开展第三代空气质量模式的模拟，调整空气质量模式的参数，直至模拟结果与污染物监测数据的相差最小，在第三代空气质量模式中评估城市扬尘对空气质量的影响。

41、本发明的有益效果：

42、本发明中将一天时间划分为若干个时间段，并分别获取各时间段上道路的车流量、施工面积，得到一天中道路扬尘数据和施工扬尘数据；在分别获取道路扬尘数据和施工扬尘数据的过程中，考虑到一天在不同时间段内道路车流量不同，且施工时间不同；故将一天时间划分为若干个时间段，获取不同时间段下的车流量以及施工情况，通过这种方式获取的数据更为准确；

43、此外，在本发明中所述的道路扬尘数据和施工扬尘数据中包括平均排放量，根据实地检测，得到每车辆在单位时间内所排放的粒子总质量，以及每平方公里的施工面积在单位时间内所排放的粒子总质量；根据平均排放量等数据，得出一天内道路扬尘和施工扬尘的总质量，最终得到结合各时间段内的粒子直径分布，获得城市扬尘排放清单；这种方式通过实地检测，使得所获得的排放数据更真实。