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专利号: 2022111947688
申请人: 南通炜秀环境技术服务有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

获取城市的遥感图像以及遥感图像中各PM2.5传感器和各风速风向传感器的位置;获取当前时刻各PM2.5传感器的PM2.5传感器以及当前时刻各风速风向传感器的风速风向数据;所述风速风向数据包括风速数据和风向数据;一个位置分别布置一个PM2.5传感器和一个风速风向传感器;

获取遥感图像对应的各土地利用类型以及各土地利用类型中的各像素点;获得各像素点与各个PM2.5传感器之间的方向分布范围;根据各像素点与各PM2.5传感器之间的方向分布范围内属于各土地利用类型的像素点个数,得到各像素点与各PM2.5传感器之间的方向分布范围内各土地利用类型的影响权重值;

获得各像素点与各个风速风向传感器之间的方向分布范围和各像素点与各风速风向传感器之间的方向分布范围的方向角度;根据所述方向角度、当前时刻各风速风向传感器的风向数据和风速数据,得到各像素点与各风速风向传感器之间的方向分布范围内各风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值;

获取各像素点与各传感器之间的欧式距离;根据各像素点与各风速风向传感器之间的方向分布范围内各风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值、各像素点与各传感器之间的欧式距离以及各像素点与各PM2.5传感器之间的方向分布范围内各土地利用类型的影响权重值,得到各像素点对应的PM2.5浓度预估值。

2.如权利要求1所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,获取遥感图像对应的各土地利用类型以及各土地利用类型中的各像素点的方法,包括:将遥感图像输入到训练好的支持向量机中,得到各土地利用类型中的各像素点;所述土地利用类型有两种,分别记为第一土地利用类型和第二土地利用类型,其中第一土地利用类型为绿地区域,第二土地利用类型为道路区域。

3.如权利要求1所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,获得各像素点与各个PM2.5传感器之间的方向分布范围的方法,包括:对于遥感图像中的第 个像素点和遥感图像中第 个PM2.5传感器:

将遥感图像中第 个像素点的坐标记为 ,将遥感图像中第 个PM2.5传感器的坐标记为 ;将每个PM2.5传感器的检测范围半径记为 ;

获得第 个PM2.5传感器的检测范围圆 ,所述检测范围圆的半径为r;

以第 个像素点为起始点,将起始点与 范围边界上相切的两个点分别记为 和 ;

获取 与 形成的两个圆弧线,将距离第 个像素点最近的圆弧线,记为第 个像素点对应的目标圆弧线;将第 个像素点与 的连线、第 个像素点与 的连线以及第 个像素点对应的目标圆弧线构成范围区域记为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围。

4.如权利要求1所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,得到各像素点与各PM2.5传感器之间的方向分布范围内各土地利用类型的影响权重值的方法,包括:对于遥感图像中的第 个像素点和遥感图像中第 个PM2.5传感器:

获取第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内属于各土地利用类型的像素点个数;

根据第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内属于各土地利用类型的像素点个数以及第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内的像素点总数量,得到第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内各土地利用类型的影响权重值;记第一土地利用类型为 、第二土地利用类型 。

5.如权利要求4所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,根据如下公式计算第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内各土地利用类型的影响权重值:其中, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内第一土地利用类型的影响权重值, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内第二土地利用类型的影响权重值, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内属于第一土地利用类型的像素点个数, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内属于第二土地利用类型的像素点个数, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内的像素点总数量。

6.如权利要求5所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,获得各像素点与各个风速风向传感器之间的方向分布范围和各像素点与各风速风向传感器之间的方向分布范围的方向角度;根据所述方向角度、当前时刻各风速风向传感器的风向数据和风速数据,得到各像素点与各风速风向传感器之间的方向分布范围内各风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值的方法,包括:对于遥感图像中第 个风速风向传感器:

将第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围记为第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围;

对于遥感图像中的第 个像素点:

获取切点 和第 个像素点的连线与 轴的夹角 ;获取切点 和第 个像素点的连线与 轴的夹角 ;将 与 均值记为第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围的方向角度 ;

根据第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围的方向角度 、当前时刻第 个风速风向传感器的风向数据和风速数据,得到第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围内第 个风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值。

7.如权利要求6所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,根据如下公式计算第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围内第 个风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值:其中, 为第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围内第 个风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值, 为第 个像素点与第 个风速风向传感器之间的方向分布范围的方向角度 与当前时刻第 个风速风向传感器的风向数据 之间的偏差角度; 为当前时刻第 个风速风向传感器的风速数据,,th[ ]为双曲正切函数。

8.如权利要求1所述的基于数据分析的空气污染物浓度检测方法,其特征在于,根据如下公式计算遥感图像中的第 个像素点对应的PM2.5浓度预估值:其中,为遥感图像中的第 个像素点对应的PM2.5浓度预估值,J为城市对应的遥感图像中传感器的总数量,所述传感器包括PM2.5传感器和风速风向传感器, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内第一土地利用类型的影响权重值, 为第 个像素点与第 个PM2.5传感器之间的方向分布范围内第二土地利用类型的影响权重值, 为第 个像素点与第个风速风向传感器之间的方向分布范围内第 个风速风向传感器对应的风速风向数据的影响权重值, 为像素点i与第j个风速风向传感器之间的欧式距离, 为第个PM2.5传感器的PM2.5浓度值。