[发明专利]多源异构空气污染物的空间插值方法、装置及计算机设备

权利要求书

1.一种多源异构空气污染物的空间插值方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标地区所有空气污染物监测站点的监测数据、位置坐标、海拔高度以及地形特征，并对其进行预处理；

将目标地区按照所需的分辨率进行网格划分，从而划分出多个目标分区，并获取缺少空气污染物监测站点的每个目标分区的中心位置坐标、海拔高度和地形特征；

将各个缺少空气污染物监测站点的目标分区的中心位置坐标、海拔高度以及地形特征放入站点选择器中，站点选择器分别按照坐标距离、海拔高度差以及地形相似度选择出与各个目标分区相关的监测站点；

将所有监测站点的监测数据以及选择出的目标分区相关的监测站点的监测数据分别输入到云模型中，从所有监测站点中确定出与目标分区相关的监测站点的监测数据分布最相似的M个监测站点；

将通过云模型计算出的M个监测站点的监测数据输入到M-Transformer网络模型中，并将通过站点选择器选择出的目标分区相关的监测站点的监测数据作为网络模型训练时的标签值进行训练；

利用在每个目标分区训练完成的M-Transformer网络模型，对相应的目标分区的空气污染物监测数据进行填补，直至将整个目标地区的空气污染物监测数据填补完毕。

2.根据权利要求1所述的一种多源异构空气污染物的空间插值方法，其特征在于，对地形特征进行预处理的过程包括对每个空气污染物监测站点的地形特征进行编码，采用二进制编码将地形特征划分为多种类型。

3.根据权利要求1所述的一种多源异构空气污染物的空间插值方法，其特征在于，所述站点选择器分别按照坐标距离、海拔高度差以及地形相似度选择出与各个目标分区相关的监测站点包括为每一个目标分区分配一个站点选择器，所述站点选择器分为距离选择器、海拔选择器以及地形特征选择器，采用距离选择器从所有空气污染物监测站点中选择出与目标分区的坐标距离相近的一个或多个监测站点；采用海拔选择器从所有空气污染物监测站点或从距离选择器选择出的多个监测站点中选择出与目标分区的海拔高度差相近的一个或多个监测站点；采用地形特征选择器从所有空气污染物监测站点或从海拔选择器选择出的多个监测站点中选择出与目标分区的地形特征相似的一个或多个监测站点；将选择出的多个监测站点中总体相似程度最靠前作为目标分区相关的监测站点。

4.根据权利要求1所述的一种多源异构空气污染物的空间插值方法，其特征在于，所述从所有监测站点中确定出与目标分区相关的监测站点的监测数据分布最相似的M个监测站点包括采用云模型将目标分区相关的监测站点的监测数据分别与所有监测站点的监测数据进行一一对比，从所有监测站点中选择出数据分布最相似的M个监测站点。

5.根据权利要求1所述的一种多源异构空气污染物的空间插值方法，其特征在于，所述将通过云模型计算出的M个监测站点的监测数据输入到M-Transformer网络模型中，并将通过站点选择器选择出的目标分区相关的监测站点的监测数据作为网络模型训练时的标签值进行训练包括将云模型计算出的每个监测站点的监测数据输入到M-Transformer网络模型中对应的Transformer子模块中，对M个Transformer子模块的输出结果采用注意力层进行融合，输出预测得到的目标分区的空气污染物监测数据；将站点选择器选择出的目标分区相关的监测站点的监测数据作为M-Transformer网络模型训练时的标签值；计算出预测得到的目标分区的空气污染物监测数据与作为标签值的选择出的目标分区相关的监测站点的监测数据之间的平均绝对误差，当该平均绝对误差趋于稳定时，输出训练完成的M-Transformer模型。

6.根据权利要求1所述的一种多源异构空气污染物的空间插值方法，其特征在于，所述利用训练完成出的M-Transformer网络模型，对相应的目标分区的空气污染物监测数据进行填补，直至将整个目标地区的空气污染物监测数据填补完毕包括对应每个缺少空气污染物监测站点的目标分区，在该目标分区训练完成的M-Transformer网络模型中，输入该目标分区对应的M个监测站点的监测数据对应时间的监测数据，预测得到该目标分区在对应时间的空气污染物监测数据。