[发明专利]一种港口大气颗粒物浓度在线检测器的布局优化方法

说明书

本发明公开了一种港口大气颗粒物浓度在线检测器的布局优化方法，可以用于在线实时连续检测港口大气环境中PM2.5、PM10以及TSP的浓度。步骤如下：港口平面网格划分；港口网格垂直空间大气颗粒物浓度检测；港口空间颗粒物污染最严重的劣曲面构建；港口网格的空间聚合优化；在确定的每个聚合网格集合中，选择其中一个网格的劣曲面作为布置在线检测器的最优布局方案。本发明根据相邻网格空间颗粒物浓度之间的相关性，对港口的网格进行聚合优化，并在颗粒物污染最严重的劣曲面，综合考虑不同网格的空间关系，确定在线检测器的最优布设位置。可以可以在减少布点的同时，保证了检测结果的有效性，提高港口污染监测的投入产出效益。

技术领域

本发明涉及一种港口大气颗粒物浓度在线检测器的布局优化方法，主要考虑港口中的陆域范围，不考虑水域范围内的大气颗粒物浓度检测，属于交通环境污染与防治领域。

背景技术

对在线检测器的合理布设是对大气污染进行有效检测的基础，是正确反映港口大气环境状况的前提，是提升港口大气环境检测结果可靠性的重要途径。由于颗粒物来源的复杂性、港口功能区位布置的多样性、作业机械及作业工艺的特殊性等影响因素，使得港口空间内大气污染情况复杂且多变。对于在线检测器的布设来说，当点位选择不恰当时，检测数据无法充分体现港口实际的大气污染情况，甚至会影响港口粉尘污染治理方案的选择。

经过发明人长期研究发现，利用无人机检测港口三维空间内的颗粒物浓度数据，可以得到能反映港口大气环境真实污染状况的在线检测器布置点位，有效检测到港区空间内整体的污染状况，避免以往地面检测的不全面性，提高港口在线检测设备的投入产出效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种港口环境颗粒物浓度在线检测器的布局优化方法，使检测结果能充分体现港口实际大气污染情况的在线实时连续检测港口大气环境中PM2.5、PM10以及TSP的浓度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种港口大气颗粒物浓度在线检测器的布局优化方法，其特征在于，步骤如下：

1)港口平面网格划分：根据港口总平面布局图，对港口平面进行网格划分；

2)港口网格垂直空间大气颗粒物浓度检测：利用颗粒物浓度检测器，对每个网格中心位置由地面至垂直上方H米高度空间内的L个不同高度位置的颗粒物浓度进行检测，得到网格上方垂直空间内L个颗粒物浓度数据，L≥2；

3)港口空间颗粒物污染最严重的劣曲面构建：确定每一个网格中颗粒物污染最严重的高度，将所有网格颗粒物污染严重度最大的平面衔接起来，形成港口空间中颗粒物污染最严重的劣曲面；

4)港口网格的空间聚合优化：根据港口不同网格垂直空间内检测的颗粒物浓度数据进行关联度分析，确定聚合的网格集合；

5)确定在线检测器的最优布局方案：在确定的每个聚合网格集合中，选择其中一个网格的劣曲面作为布置在线检测器的最优布局方案。

所述步骤5)中确定在线检测器最优布局方案的方法为：

51)在港口空间颗粒物浓度最高的劣曲面上，确定每个聚合网格集合的中心点的坐标(X_c(O_n),Y_c(O_n))，式中O_n为第n个聚合网格集合，n＝1,2,…,N，N为聚合网格集合总数；

52)分别计算每个聚合网格集合O_n中所有个网格与聚合网格集合O_n中心点坐标(X_c(O_n),Y_c(O_n))的距离为：