一种获取高精度VOC浓度分布数据的方法技术

一种获取高精度VOC总量浓度分布数据的方法，属于VOC污染监测技术领域。实时获取激光雷达扫描区域内的网格化VOC监测数据，然后与激光雷达扫描的VOC总量分布数据相结合，采用多元方程拟合计算，获取监测区域内的高精度VOC总量分布数据，绘制区域内VOC总量分布图谱。本发明专利技术大大提高了区域内VOC总量分布的监测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种获取高精度VOC浓度分布数据的方法
本专利技术属于VOC污染监测
，涉及一种获取高精度VOC浓度分布数据的方法，具体为一种利用激光雷达扫描和VOC网格化数据反演区域内VOC浓度分布的方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，环境污染日趋严重，尤其是化工园区和工业集中区。在多种多样的污染类型中，VOC污染逐步受到重视，并列为重点监测治理对象，如何有效地，高精度地监测化工园区内VOC污染分布成为亟待解决的问题。针对化工园区的VOC监测通常有两种手段，第一是利用激光雷达扫描园区内的VOC污染分布，其次是使用多个VOC监测设备组成的网格化监测。前者由于其监测原理的特性，在精度上存在一定的偏差，而后者由于监测设备的分布特性无法体现园区每一个区域的VOC总量浓度分布。故而亟需一种方法将二者相互结合，反演生成化工园区内的高精度VOC污染分布数据，从而提高园区VOC监测水平。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种获取高精度VOC总量浓度分布数据的方法，实时获取激光雷达扫描区域内的网格化VOC监测数据，然后与激光雷达扫描的VOC总量分布数据相结合，采用相关算法进行拟合处理，绘制区域内VOC总量分布图谱，以提高VOC总量数据的精度，反映区域内VOC污染分布特性和变化特性，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。具体技术方案如下。一种获取高精度VOC总量浓度分布数据的方法，包括以下步骤：(1)建立激光雷达监测站，激光雷达扫描范围可覆盖全部监测区域，且激光雷达具备7×24小时连续工作能力；>(2)在监测区域内选择VOC重点监测点位，并在每一个点位上部署VOC监测设备，形成VOC网格化形态的监测系统，且该系统具备7×24小时连续工作能力；(3)实时采集激光雷达获取的VOC总量分布数据至控制中心，实时采集VOC网格化监测的格点化VOC数据至控制中心；(4)将由激光雷达扫描获取的VOC总量分布数据和VOC网格化数据结合，采用多元方程拟合计算，获取监测区域内的高精度VOC总量分布数据；(5)绘制监测区域地图，绘制方位角度标尺和污染浓度颜色标尺，将VOC总量浓度分布数据矩阵中的数据映射到图片中，从污染浓度颜色标尺中获取色值渲染图片，得到监测区域的实时VOC总量浓度分布图；(6)重复步骤(3)～(5)，获得监测区域的高精度VOC总量污染分布图。进一步地，步骤(4)的具体过程如下：1)使用激光雷达获取监测区域内的VOC总量污染分布数据，该污染分布数据在地理上呈现圆面，圆心为激光雷达所在位置，半径为激光雷达的有效扫描半径；2)自动搜寻激光雷达扫描范围内的VOC网格化监测数据VCells，每个点位的数据包括点位所在经纬度和实时VOC浓度值；3)建立数据矩阵VOCInfo[n,n]vocInfo，其中VOCInfo包含X、Y、Z、S四个参数，X表示横向索引，Y表示纵向索引，Z表示VOC浓度数值，S表示插值得到的数值，默认为0；将步骤1)中包含地理信息的VOC总量污染分布数据采用一定比例一一映射到矩阵vocInfo中；n为自然数，n≥1000；4)建立数据矩阵VOCInfo[m]pInfo，将步骤2)中获取的VOC网格化监测数据，采用与步骤3)相同的比例并结合GIS进行映射转换，并将结果数据复制到数据组pInfo；m为自然数，m≥1；5)将vocInfo划分成Au个独立的区域(u为自然数，u≥1)，每个区域记为VOCInfo[i,j]AijInfo(i，j为自然数，i≥1，j≥1)，使得每一个区域最多只包含pInfo中的一个元素；6)遍历Au中的每一个区域AijInfo，如果该区域中包含VOC监测点，则使用VOC监测点的VOC浓度值，结合克里金算法对AijInfo中的每一个元素进行插值，将插值结果赋值到相应元素的S结构中。在对AijInfo计算完毕后，计算每一个元素的偏差比Pm，Pm＝(AijInfo[k].Z-AijInfo[k].S)/AijInfo[k].Z，然后将AijInfo[k].S替换成Pm；如果Au中的某个区域不包含VOC监测点，则遍历AijInfo中每一个元素，从pInfo中查询距离当前元素最近的VOC监测点数据，并使用上述方法计算数据；7)将计算后的数据按照相应位置更新至vocInfo数据矩阵中；8)循环vocInfo矩阵中的所有元素，首先从VCells寻找距离最近的z个VOC监测点数据，最近的z个元素点作为样本点，分别建立一元、二元、z元方程，使用反距离权重插值计算方法，迭代计算出各个样本元素相对于当前元素的偏差比，并求偏差比均值Pmzvg；然后使用更新当前元素的VOC浓度值，更新方法：AijInfo[k].Z＝AijInfo[k].Z+AijInfo[k].Z×Pmzvg。进一步地，所述监测区域为化工园区。本方法将了VOC网格化监测数据和激光雷达监测的VOC总量分布数据相结合，采用多元方程拟合计算，大大提高了区域内VOC总量分布的监测精度。使用最终计算后的VOC总量水平浓度分布数据，绘制VOC色谱分布图，能够直观、有效地掌握区域内VOC总量的浓度分布。通过对比分不同时间点的VOC总量色谱分布图，能够分析出监测区域内的污染分布特性，变化特征以及VOC污染的扩展过程。附图说明图1是本专利技术的搜寻原理示意图。图2是区域分割示意图。图3是激光雷达结合VOC网格化绘制的污染分布图。图4是某地区的VOC总量水平切面污染浓度分布图。图5是某地区选取激光雷达扫描区域内的10个点对比本方法前后处理结果。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步说明。一种获取高精度VOC总量浓度分布数据的方法，首先建立VOC综合性的监测体系，内容包括以下四个部分：激光雷达，VOC网格化监测，数据传输和数据存储，具体步骤如下：第一步、根据实际监测要求，建立激光雷达监测站，激光雷达扫描范围可覆盖被监测的化工园区，且激光雷达具备7×24小时连续工作能力。第二步、在化工园区内选择VOC重点监测点位，并在每一个点位上部署VOC监测设备，形成VOC网格化形态的监测系统，且该系统具备7×24小时连续工作能力。第三步、实时采集激光雷达获取的VOC总量分布数据至控制中心，实时采集VOC网格化监测的格点化VOC数据至控制中心。第四步、将由激光雷达扫描获取的VOC总量分布数据和VOC网格化数据相结合，采用相关算法进行处理，获取化工园区内的高精度VOC总量分布数据，进而绘制VOC总量分布图谱，反应园区的VOC污染状况。为了提高化工园区内的VOC总量污染分布数据的精准度，可通过以下步骤实现：1.首先使用激光雷达获取扫描区域内的VOC总量污染分布数据(在此记为：D)，该污染分布数据在地理上呈现圆面，圆心为激光雷达所在位置(在此记为：P)，半径为激光雷达有效扫描半径(在此记为：R)。2.自动搜寻激光雷达扫描范围内的VOC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取高精度VOC浓度分布数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)建立激光雷达监测站，激光雷达扫描范围可覆盖全部监测区域，且激光雷达具备7×24小时连续工作能力；/n(2)在监测区域内选择VOC重点监测点位，并在每一个点位上部署VOC监测设备，形成VOC网格化形态的监测系统，且该系统具备7×24小时连续工作能力；/n(3)实时采集激光雷达获取的VOC总量分布数据至控制中心，实时采集VOC网格化监测的格点化VOC数据至控制中心；/n(4)将由激光雷达扫描获取的VOC总量分布数据和VOC网格化数据结合，采用多元方程拟合计算，获取监测区域内的高精度VOC总量分布数据；/n(5)绘制监测区域地图，绘制方位角度标尺和污染浓度颜色标尺，将VOC总量浓度分布数据矩阵中的数据映射到图片中，从污染浓度颜色标尺中获取色值渲染图片，得到监测区域的实时VOC总量浓度分布图；/n(6)重复步骤(3)～(5)，获得监测区域的高精度VOC总量污染分布图。/n

【技术特征摘要】
1.一种获取高精度VOC浓度分布数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立激光雷达监测站，激光雷达扫描范围可覆盖全部监测区域，且激光雷达具备7×24小时连续工作能力；
(2)在监测区域内选择VOC重点监测点位，并在每一个点位上部署VOC监测设备，形成VOC网格化形态的监测系统，且该系统具备7×24小时连续工作能力；
(3)实时采集激光雷达获取的VOC总量分布数据至控制中心，实时采集VOC网格化监测的格点化VOC数据至控制中心；
(4)将由激光雷达扫描获取的VOC总量分布数据和VOC网格化数据结合，采用多元方程拟合计算，获取监测区域内的高精度VOC总量分布数据；
(5)绘制监测区域地图，绘制方位角度标尺和污染浓度颜色标尺，将VOC总量浓度分布数据矩阵中的数据映射到图片中，从污染浓度颜色标尺中获取色值渲染图片，得到监测区域的实时VOC总量浓度分布图；
(6)重复步骤(3)～(5)，获得监测区域的高精度VOC总量污染分布图。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程如下：
1)使用激光雷达获取监测区域内的VOC总量污染分布数据，该污染分布数据在地理上呈现圆面，圆心为激光雷达所在位置，半径为激光雷达的有效扫描半径；
2)自动搜寻激光雷达扫描范围内的VOC网格化监测数据VCelln，每个点位的数据包括点位所在经纬度和实时VOC浓度值；
3)建立数据矩阵VOCInfo[n,n]vocInfo，其中VOCInfo包含X、Y、Z、S四个参数，X表示横向索引，Y表示纵向索引，Z表示VOC浓度数值，S表示插值得到的数值，默认为0；将步骤1)中包含地理信息的VOC总量污染分布数据采用一定比例一一映射到矩阵vocInfo中；n为自然数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：付江辉，
申请(专利权)人：北京环拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11