[发明专利]大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统

权利要求书

1.一种大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统，其特征在于，包括：

(I)数据库模块，其由依次连接的数据采集子模块、数据处理子模块和数据筛选子模块构成；其中，

数据采集子模块采集全国各城市不同位置处气象站记录的日均污染物数据和日均气象数据，以及每年1月份31天内，以1h为采集间隔时间获取的污染物数据和气象数据；污染物数据包括：PM2.5、PM10、臭氧、一氧化碳、二氧化硫和二氧化氮的浓度；气象数据包括：经纬向风速、温度、地面气压和相对湿度；

数据处理子模块对数据采集模块接收的数据进行接收，将各城市归纳入不同区域内，并以城市为单位计算基于不同采集间隔时间下空气污染指数并确定污染等级；

数据筛选子模根据需求向数据处理子模块调取数据；

(II)时变数据分析单元，其由全局概览视图模块和地区详情视图模块构成；全局概览视图模块由全国大气污染动态分布展示子模块和重污染城市动态排名展示子模块构成；地区详情视图模块由城市词云图视图模块、城市污染物热力视图模块、城市污染物详情视图模块和城市污染物比例视图模块构成；其中，

全国大气污染的动态分布视图子模块与数据筛选子模块连接，以按照日期时序依次向数据处理子模块调用全国各城市同日的空气污染指数等级，以制作展示全国大气污染的动态分布的全国大气污染的动态分布图；

重污染城市动态排名展示子模块与数据筛选子模块连接，以按照日期时序依次向数据处理子模块调用全国各城市每日的城市空气污染指数综合值，以制作展示指定日期当日的全国污染最为严重的10个城市的列表的重污染城市动态排名视图；

城市词云图视图模块与数据筛选子模块连接，以向数据处理子模块调取指定日期指定区域下属各城市的城市空气污染指数综合值，以制作展示指定区域下各城市的空气污染情况的城市词云图；

城市污染物热力视图模块分别与数据筛选子模块和城市词云图视图模块接，城市词云图视图模块将在城市词云图上指定的城市名称反馈至数据筛选子模块，以自数据处理子模块中调取该指定城市自指定日期起算的最近12个月内每日大气污染等级，并统计出每月不同大气污染等级的天数，以制作展示指定城市一年内每日空气污染情况的二维矩阵图样式的城市热力图；

城市污染物详情视图模块分别与城市词云图视图模块和数据筛选子模块连接，城市词云图视图模块将在城市词云图上指定的城市名称反馈至数据筛选子模块，以自数据处理子模块中调取该指定城市基于指定日期的前7天和后7天的日均污染物数据和日均气象数据，以制作展示指定城市在指定采集时段前后一周内各种污染物和气象条件的变化污染物详情图；

城市污染物比例视图模块分别与城市污染物详情视图模块和数据筛选子模块连接；城市污染物详情视图模块将基于污染物详情图指定的日期反馈至数据筛选子模块，以自数据处理子模块中调用该指定日期的日均污染物数据，以制作展示所选城市特定一天的六种污染物日均浓度分布比例的饼状污染物比例图；

(III)传播模式分析单元，其由传输模式视图模块和模式详情视图模块构成；模式详情视图模块由风场信息视图模块、传播模式路径视图模块、污染物信息汇总视图模块和AQI预测视图模块构成；其中，

传输模式视图模块与数据筛选子模块连接，以根据指定区域向数据处理子模块调用指定年份1月份31天内以小时为采集间隔，指定区域内不同气象站采集的指定污染物浓度数据以及相应的经纬向风速数据，以制作展示特定时间段内特定地区存在的单一污染物传输模式的污染物传播模式图；

风场信息视图模块与传输模式视图模块和数据筛选子模块连接，将根据传输模式视图模块指定的年份由风场信息视图模块反馈给数据筛选子模块，以向数据处理子模块调用该指定年份的1月份31天内以小时为间隔采集的特定区域内不同气象站经纬向风速以及气象站经纬度坐标，以制作展示指定时间段内特定区域的风场信息的风场信息图；

传播模式路径视图模块与传输模式视图模块和数据筛选子模块连接，将基于传输模式视图模块中选定任一子图，由传播模式路径视图模块反馈至数据筛选子模块，以向数据处理子模块调取形成指定污染物传输模式对应地指定年份1月份31天内以小时为间隔采集的经过的气象站的经纬度坐标、经纬向风速和指定污染物浓度，以在真实地图上用带有阴影效果的effectscatter点标记指定污染物所经过的城市，用带有流动效果的直线表示大气污染物的传播轨迹方向，制作展示传输模式视图模块中特定模式的在地理空间中的详细的传播模式的传播模式路径图；

污染物信息汇总视图模块，与传播模式路径视图模块和数据筛选子模块连接，将基于传播模式路径图指定的城市，由污染物信息汇总视图模块反馈至数据筛选子模块，以向数据处理子模块调取特定年份1月份31天内以小时为间隔采集的目标城市范围内的气象数据和污染物数据，以制作展示传播模式路径视图模块中特定城市的各种污染物含量和气象变量的变化情况的污染物信息汇总图，污染物信息汇总图由气象数据展示子图和污染物数据展示子图构成；

AQI预测视图模块与传播模式路径视图模块和数据筛选子模块连接，将基于传播模式路径图指定的目标城市和指定年份，由AQI预测视图模块反馈至数据筛选子模块，以向数据处理子模块调取目标城市在指定年份1月份31天内以小时为间隔采集的污染物浓度，并输入长短期记忆网络模型以预测目标城市在指定年份的2月1日和2月2日两天内城市空气污染指数数值随时间变化的情况，进而绘制形成以时间为横坐标、城市空气污染指数预测值为纵坐标的AQI预测图。