CN113447623A - 一种大气环境监测方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大气环境监测方法及***，应用于大气环境监测技术领域，具体为：通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域，基于走航区域的分布规划走航路线；获取走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果。本发明利用遥感卫星图像获得初步的污染区域，由此缩小走航区域，使走航车的走航路线更有针对性，提高了走航车的巡查效率，降低了无效的走航成本。
Description
技术领域
本申请涉及大气环境监测技术领域，尤其涉及一种大气环境监测方法及***。
背景技术
目前，大气环境走航监测已广泛应用，最常见的是可定点或移动的大气环境走航监测车，在环境监测过程中，走航监测车按照固定路线展开大气环境走航监测，在巡查过程中，通过车载的大气参数采集设备完成数据采集和展示。
现有的走航方式、走航监测时间和线路规划缺乏科学指导和依据，走航只能按照固定路线或者污染发现后被动到指定区域走航排查，导致被动和盲目走航。走航车只能依靠大气参数采集装置获取数据来证明污染数值，而无法展开拍摄照片取证；同时遇到污染排放企业不配合检查，走航车无法入场，不能近距离获取排放数据和证据。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种大气环境监测方法及***，以解决现有大气环境监测中走航车盲目走航且取证困难的问题。
本发明的实施例提出了一种大气环境监测方法，包括：
通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；
将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域，基于走航区域的分布规划走航路线；
获取走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果。
进一步，所述通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区域；具体为：
获取监测区域的遥感影像；
基于所述监测区域的遥感影像，采用各个大气环境参数各自对应的反演模型，获得所述监测区域的各个大气环境参数的浓度分布；
基于所述监测区域对应的各个大气环境参数的权重，分别对所述监测区域内每个像素点各自对应的各个大气环境参数的浓度值进行加权求和，得到所述监测区域内每个像素点各自对应的综合污染指数；
将所述监测区域中综合污染指数不低于第一阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气污染区域；
将所述监测区域中综合污染指数与周围像素点的综合污染指数的差异不低于第二阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气异常区域。
进一步，基于走航区域的分布规划走航路径，具体为：
根据各个走航区域距离当前走航车的距离从小到大进行排序，按照排序后的顺序对走航区域进行编号，按照编号顺序规划出所述走航车的走航路线；
调用导航软件，显示所述走航车的走航路线并按照所述走航车的走航路线进行路线导航。
进一步，所述方法还包括：
对通过走航车上携带的监测取证设备拍摄的具体违法单位、人员以及违法人员的影像进行记录，由此实现执法取证；所述监测取证设备包括无人机、手持智能设备中的至少一种。
进一步，在确定所述走航区域的大气环境监测结果之后，所述方法还包括：
在一张电子地图上，对每一个污染区域的空间位置、污染程度、走航路径、污染责任主体和责任人进行显示。
本发明的实施例提出了一种大气环境监测***，包括：设置在走航平台数据中心的主控端以及设置在走航车上的终端，所述主控端上设置走航区域确定模块、数据下发模块和数据汇总模块；
所述走航区域确定模块，用于通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域；
所述数据下发模块，用于将走航区域发送至对应的走航车；
所述数据汇总模块，用于汇总走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果；
所述终端上设置数据接收模块、走航路径规划模块和数据上传模块；
所述数据接收模块，用于接收主控端发送的走航区域；
所述走航路径规划模块，用于基于走航区域的分布规划走航路线；
所述数据上传模块，用于上传走航车在走航路线上采集的大气环境参数。
进一步的，所述走航区域确定模块具体用于：
获取监测区域的遥感影像；
基于所述监测区域的遥感影像，采用各个大气环境参数各自对应的反演模型，获得所述监测区域的各个大气环境参数的浓度分布；
基于所述监测区域对应的各个大气环境参数的权重，分别对所述监测区域内每个像素点各自对应的各个大气环境参数的浓度值进行加权求和，得到所述监测区域内每个像素点各自对应的综合污染指数；
将所述监测区域中综合污染指数不低于第一阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气污染区域；
将所述监测区域中综合污染指数与周围像素点的综合污染指数的差异不低于第二阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气异常区域。
进一步的，所述走航路径规划模块具体用于：
根据各个走航区域距离当前走航车的距离从小到大进行排序，按照排序后的顺序对走航区域进行编号，按照编号顺序规划出所述走航车的走航路线；
调用导航软件，显示所述走航车的走航路线并按照所述走航车的走航路线进行路线导航。
进一步的，所述终端上还设置告警模块和执法取证模块；
所述告警模块，用于当某项污染物数值超标时，发出音频信号进行告警；
所述执法取证模块，用于存储通过走航车上携带的无人机或手持智能电子设备拍摄的影像，影像内容为具体违法单位、人员以及违法人员。
进一步的，所述主控端上还设置:显示模块，用于在一张电子地图上，对每一个污染区域的空间位置、污染程度、走航路径、污染责任主体和责任人进行显示。
本申请实施例的有益效果如下：
1、本发明利用遥感卫星图像获得初步的污染区域，由此缩小走航区域，使走航车的走航路线更有针对性，提高了走航车的巡查效率，降低了无效的走航成本；
2、本发明通过在走航车搭载无人机，实现对污染单位的拍摄取证，实现了有效的执法取证；
3、本发明建立了天、地、空一体化的环境监测***，实现对大气生态环境的有效监测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中天、地、空一体化的环境监测***的示意图；
图2为本申请实施例中的大气环境监测方法的流程图；
图3为本申请实施例中的大气环境监测***的结构图；
图4为本申请实施例中的走航平台数据中心的主控端的功能结构图；
图5为本申请实施例中的走航车的终端的功能结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为便于本领域技术人员更好地理解本申请，下面对本申请实施例的应用场景和设计思想进行简单介绍。
在现有利用走航车进行环境监测的技术中，由于走航方式、走航监测时间和线路规划缺乏科学指导和依据，走航车只能按照固定路线或者污染发现后被动到指定区域进行巡查，导致被动和盲目走航。此外，在发现大气污染值超标时，只能依靠走航车上的大气参数采集设备的数据来证明污染数值，当遇到污染排放企业不配合检查，走航车无法入场，不能近距离获取排放证据。
为了解决上述技术问题，本发明首先利用遥感卫星图像获得初步的污染区域，由此缩小走航区域。由于遥感卫星的测量精度较低，因此还需要利用走航车去污染区域实地采集大气环境参数，再通过车载无人机对污染单位进行拍摄取证，由此提升城市大气环境遥感监测数据时空精度，解决了星地数据壁垒问题，实现天地协同监测。实时获取卫星影像瓦片地图、卫星监测污染物高值区服务，协同地面移动走航平台，构建卫星遥感、地面遥感、航空遥感立体监管体系。
如图1所示，建立由遥感卫星、走航平台数据中心和多个走航车组成的环境监测感知网，由此采用天、地、空一体化技术手段，实现对大气生态环境的监测。
走航平台数据中心由走航平台数据管理***构成，用于接收中心数据推送，获取、存储、管理走航监测数据；为环境治理、环境决策、企业考核等提供依据。
构建两个支撑平台：
（1）由通讯传输***构成的支撑平台，用于保障数据传输效率，确保数据及时传输和信息安全。
（2）由整装集成***构成的支撑平台，用于保障平台正常运行的关键环节。
天地协同走航监测管理***，以行政区划、污染企业、卫星遥感、环境监测等信息为基础，通过对不同要素环境质量的智能展示，实现环境监测、环境监管、环境监察、环境执法“一张图”。
在介绍了本申请实施例的应用场景和设计思想之后，下面对本申请实施例提供的技术方案进行说明。
实施例1
如图2所示，本申请的实施例提出了一种大气环境监测方法，包括：
步骤101：通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；具体包括：
步骤101-1：获取监测区域的遥感影像，并进行预处理；
遥感影像的预处理包括：大气矫正、几何校正、图像拼接等。
基于预处理后的监测区域的遥感影像，采用各个大气环境参数各自对应的反演模型，获得所述监测区域的各个大气环境参数的浓度分布；
大气环境参数包括PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等，反演模型包括：PM2.5反演模型、PM10反演模型、SO2反演模型、NO2反演模型、CO反演模型以及O3反演模型。
监测区域可以为行政区域，例如，一个城市，一个县或一个区等。
步骤101-2基于监测区域对应的各个大气环境参数的权重，分别对每个像素点各自对应的各个大气环境参数的浓度值进行加权求和，得到监测区域内每个像素点各自对应的综合污染指数；
其中，监测区域对应的各个大气环境参数的权重是由当地的大气污染成分特点或大气污染防治工作要求决定的。
步骤101-3：将综合污染指数不低于阈值的像素点组成的区域确定为监测区域内的大气污染区域；
步骤101-4：将综合污染指数与周围像素点的综合污染指数的差异不低于阈值的像素点组成的区域，确定为监测区域内的大气异常区域。
大气异常区域为零散的小区域，其周围区域都不是大气污染区域，出现这种情况有可能是遥感图像处理上出现的偏差，因此该区域有可能不是大气污染区域，当然也有可能是大气污染区域，因此需要走航车去实地巡查。
步骤101-5：将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域。
步骤102：基于走航区域的分布规划走航路线；
根据各个走航区域距离当前走航车的距离从小到大进行排序，按照排序后的顺序对走航区域进行编号，按照编号顺序规划出所述走航车的走航路线。
调用导航软件，显示所述走航车的走航路线并按照所述走航车的走航路线进行路线导航。
步骤103：获取走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果。
走航车在走航路线上行驶，其上的大气参数采集设备采集并记录大气环境参数。当走航车在巡查过程，收到某项污染物数值超标的音频信号，由执法人员操作走航车上携带的无人机和移动手持智能设备，对具体违法单位、人员以及违法人员进行影像拍摄记录，实现执法取证。
在走航车完成所有走航区域的巡查任务，将采集的所有大气环境参数上传至走航平台数据中心，该中心对每一个污染区域的空间位置、污染程度、走航路径、污染责任主体和责任人都有完整记录，并且支持在在一张电子地图上叠加展示。
实施例2
如图3所示，本发明的实施例提供了一种大气环境监测***200，包括：设置在走航平台数据中心的主控端300以及设置在走航车上的终端400，主控端300和终端400均为计算机设备。
例如，对于一个城市的走航平台数据中心，应首先根据区域的划分布设多台走航车，每台走航车分别对其专属区域进行大气环境走航监测。
如图4所示，主控端300上设置走航区域确定模块301、数据下发模块302，数据汇总模块303和显示模块304；
走航区域确定模块301，用于通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域；具体为：
获取监测区域的遥感影像；
基于所述监测区域的遥感影像，采用各个大气环境参数各自对应的反演模型，获得所述监测区域的各个大气环境参数的浓度分布；
基于所述监测区域对应的各个大气环境参数的权重，分别对所述监测区域内每个像素点各自对应的各个大气环境参数的浓度值进行加权求和，得到所述监测区域内每个像素点各自对应的综合污染指数；
将所述监测区域中综合污染指数不低于第一阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气污染区域；
将所述监测区域中综合污染指数与周围像素点的综合污染指数的差异不低于第二阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气异常区域。
数据下发模块302，用于将走航区域发送至对应的走航车；
其中，走航区域包括：监测区域内的大气污染区域和大气异常区域。
数据汇总模块303，用于汇总走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果；
显示模块，用于对每一个污染区域的空间位置、污染程度、走航路径、污染责任主体和责任人进行显示和记录，并且支持在在一张电子地图上叠加展示。
如图5所示，终端400上设置：数据接收模块401、走航路径规划模块402、告警模块403、执法取证模块404和数据上传模块405；
数据接收模块401，用于接收主控端发送的走航区域；
走航路径规划模块402，用于基于走航区域的分布规划走航路线；
该模块具体用于：
根据各个走航区域距离当前走航车的距离从小到大进行排序，按照排序后的顺序对走航区域进行编号，按照编号顺序规划出所述走航车的走航路线。
调用导航软件，显示所述走航车的走航路线并按照所述走航车的走航路线进行路线导航。
告警模块403，用于当某项污染物数值超标时，发出音频信号进行告警；
执法取证模块404，用于存储通过走航车上携带的无人机或手持智能电子设备拍摄的影像，影像内容为具体违法单位、人员以及违法人员。
具体地，走航车在走航路径上巡查时，当收到告警模块发出的告警音频信号，执法人员通过走航车上携带的无人机或手持智能电子设备对排污单位及人员进行拍照取证。
数据上传模块405，用于上传走航车在走航路线上采集的大气环境参数。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干模块或单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种大气环境监测方法，其特征在于，包括：
通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；
将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域，基于走航区域的分布规划走航路线；
获取走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果。
2.根据权利要求1所述的大气环境监测方法，其特征在于，所述通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区域；具体为：
获取监测区域的遥感影像；
基于所述监测区域的遥感影像，采用各个大气环境参数各自对应的反演模型，获得所述监测区域的各个大气环境参数的浓度分布；
基于所述监测区域对应的各个大气环境参数的权重，分别对所述监测区域内每个像素点各自对应的各个大气环境参数的浓度值进行加权求和，得到所述监测区域内每个像素点各自对应的综合污染指数；
将所述监测区域中综合污染指数不低于第一阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气污染区域；
将所述监测区域中综合污染指数与周围像素点的综合污染指数的差异不低于第二阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气异常区域。
3.根据权利要求1或2所述的大气环境监测方法，其特征在于，基于走航区域的分布规划走航路径，具体为：
根据各个走航区域距离当前走航车的距离从小到大进行排序，按照排序后的顺序对走航区域进行编号，按照编号顺序规划出所述走航车的走航路线；
调用导航软件，显示所述走航车的走航路线并按照所述走航车的走航路线进行路线导航。
4.根据权利要求3所述的大气环境监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
对通过走航车上携带的监测取证设备拍摄的具体违法单位、人员以及违法人员的影像进行记录，由此实现执法取证；所述监测取证设备包括无人机、手持智能设备中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的大气环境监测方法，其特征在于，在确定所述走航区域的大气环境监测结果之后，所述方法还包括：
在一张电子地图上，对每一个污染区域的空间位置、污染程度、走航路径、污染责任主体和责任人进行显示。
6.一种大气环境监测***，其特征在于，包括：设置在走航平台数据中心的主控端以及设置在走航车上的终端，所述主控端上设置走航区域确定模块、数据下发模块和数据汇总模块；
所述走航区域确定模块，用于通过遥感影像确定监测区域内的各个大气污染区域和大气异常区；将所有的大气污染区域和大气异常区域作为走航区域；
所述数据下发模块，用于将走航区域发送至对应的走航车；
所述数据汇总模块，用于汇总走航车在走航路线上采集的大气环境参数，由此确定所述走航区域的大气环境监测结果；
所述终端上设置数据接收模块、走航路径规划模块和数据上传模块；
所述数据接收模块，用于接收主控端发送的走航区域；
所述走航路径规划模块，用于基于走航区域的分布规划走航路线；
所述数据上传模块，用于上传走航车在走航路线上采集的大气环境参数。
7.根据权利要求6所述的大气环境监测***，其特征在于，所述走航区域确定模块具体用于：
获取监测区域的遥感影像；
基于所述监测区域的遥感影像，采用各个大气环境参数各自对应的反演模型，获得所述监测区域的各个大气环境参数的浓度分布；
基于所述监测区域对应的各个大气环境参数的权重，分别对所述监测区域内每个像素点各自对应的各个大气环境参数的浓度值进行加权求和，得到所述监测区域内每个像素点各自对应的综合污染指数；
将所述监测区域中综合污染指数不低于第一阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气污染区域；
将所述监测区域中综合污染指数与周围像素点的综合污染指数的差异不低于第二阈值的像素点组成的区域确定为所述监测区域内的大气异常区域。
8.根据权利要求7所述的大气环境监测***，其特征在于，所述走航路径规划模块具体用于：
根据各个走航区域距离当前走航车的距离从小到大进行排序，按照排序后的顺序对走航区域进行编号，按照编号顺序规划出所述走航车的走航路线；
调用导航软件，显示所述走航车的走航路线并按照所述走航车的走航路线进行路线导航。
9.根据权利要求8所述的大气环境监测***，其特征在于，所述终端上还设置告警模块和执法取证模块；
所述告警模块，用于当某项污染物数值超标时，发出音频信号进行告警；
所述执法取证模块，用于存储通过走航车上携带的无人机或手持智能电子设备拍摄的影像，影像内容为具体违法单位、人员以及违法人员。
10.根据权利要求6所述的大气环境监测***，其特征在于，所述主控端上还设置:显示模块，用于在一张电子地图上，对每一个污染区域的空间位置、污染程度、走航路径、污染责任主体和责任人进行显示。
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| CN202111023634.5A CN113447623A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种大气环境监测方法及*** |
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