【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种城市街道尺度大气污染评估方法、装置及存储介质，属于大气污染评估。
技术介绍
1、为了实现更高的空气质量标准，大气污染管控逐渐走向精细化，原有的减排措施治理成效潜力已渐近极限。街道和小区尺度的非集中排放——街道尺度的人居排放、特定道路段的交通排放等小尺度排放源，成为进一步提升空气质量的焦点；原有的以中尺度空气质量模式为技术基础，重点考察城市或者城市群尺度上的本地典型集中排放和跨城市区域的输送影响贡献的数值模拟和评估方法，精细化程度不够高，已经不能满足未来大气环境治理的现实需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种城市街道尺度大气污染评估方法、装置及存储介质，解决现有技术中存在的精细化程度低的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种城市街道尺度大气污染评估方法，包括：
4、获取目标区域的地理信息数据、排放源数据和背景气象数据；
5、基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集；
6、基于所述地理信息数据生成目标区域的三维实景数值仿真模型；
7、基于所述微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过cfd方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，完成大气污染评估。
8、结合第一方面，进一步的，所述地理信息数据包括建筑物分布信息、地形高程分布信息、地表利用类型信息、自然下垫面要素信息和环
9、所述基于所述地理信息数据生成目标区域的三维实景数值仿真模型，通过3d建模软件完成。
10、结合第一方面，进一步的，所述排放源数据包括大气污染物排放清单及排放场景、大气污染物的前体物排放清单及排放场景，所述背景气象数据包括历史气象观测数据和实时气象观测数据。
11、结合第一方面，进一步的，所述基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集，包括：
12、通过多尺度四维同化方法，对所述排放源数据和所述背景气象数据进行时间格式和空间格式的统一，然后放入一个数据集中，从而生成微环境动态数据集。
13、结合第一方面，进一步的，所述基于所述微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过cfd方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，包括：
14、根据预设的网格参数对所述三维实景数值仿真模型切割，得到有限元计算网格；
15、从所述微环境动态数据集调取目标区域内的经过多尺度四维同化的排放源数据和背景气象数据，作为各个大气运动物理方程和初始边界条件中的参数，构建目标区域的大气运动物理方程组；
16、基于所述有限元计算网格和所述初始边界条件对大气运动物理方程组进行求解，得到大气污染物浓度场分布，根据所述大气污染物浓度场分布计算得到目标区域的空气质量指数。
17、结合第一方面，进一步的，在得到有限元计算网格后，还包括对所述有限元计算网格进行评估的步骤，所述评估为判断所述有限元计算网格的元素形状和比例是否符合预设要求，若符合预设要求，则继续进行后续步骤，若不符合预设要求，则重新对所述三维实景数值仿真模型切割。
18、结合第一方面，进一步的，所述大气运动物理方程组的表达式为：
19、；
20、；
21、其中，是 j方向的气流平均速度，是 j方向的气流速度， j=1, 2, 3分别表示 x, y, z方向，是 i方向的气流平均速度，是 i方向的气流速度，是大气压强，是空气密度，是空气粘度，是湍流通量，和分别表示任意两个独立的正交方向，当 i=1,2,3时分别表示三个不同正交方向，当 j=1,2,3时分别表示三个不同正交方向；
22、在求解所述大气运动物理方程组时，采用 k-e模型对所述大气运动物理方程组进行湍流封闭从而求解，所述 k-e模型由湍流动能方程和湍流动能耗散率方程组成：
23、湍流动能方程：
24、；
25、湍流动能耗散率方程：
26、；
27、其中，为湍流粘度， k为湍流动能，为湍流耗散率，以及是模型参数，预先结合典型实验结果和算例结果进行最佳拟合得到， t是传输时间，是关于湍流动能的空间维度，和是无量纲化之后的湍流风速和涡流风速，是关于湍流耗散率的空间维度；
28、在对所述大气运动物理方程组进行湍流封闭后，在openfoam中的scalartransportfoam求解器中基于所述有限元计算网格和所述初始边界条件进行求解，得到大气污染物浓度场分布。
29、结合第一方面，进一步的，所述空气质量指数由各个污染物的空气质量分指数组成，所述空气质量分指数通过以下公式计算：
30、；
31、其中，是目标区域的污染物 p的空气质量分指数，是目标区域的污染物 p的质量浓度值，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与最接近的污染物浓度限值的高位值，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与最接近的污染物浓度限值的低位值，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与对应的空气质量分指数，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与对应的空气质量分指数。
32、第二方面，本专利技术还提供了一种城市街道尺度大气污染评估装置，包括：
33、数据获取模块，被配置为：获取目标区域的地理信息数据、排放源数据和背景气象数据；
34、微环境动态数据集生成模块，被配置为：基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集；
35、三维实景数值仿真模型构建模块，被配置为：基于所述地理信息数据生成目标区域的三维实景数值仿真模型；
36、大气污染评估模块，被配置为：基于所述微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过cfd方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，完成大气污染评估。
37、第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面中任一项所述的城市街道尺度大气污染评估方法。
38、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
39、本专利技术提供的一种城市街道尺度大气污染评估方法、装置及存储介质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述地理信息数据包括建筑物分布信息、地形高程分布信息、地表利用类型信息、自然下垫面要素信息和环境信息；
3.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述排放源数据包括大气污染物排放清单及排放场景、大气污染物的前体物排放清单及排放场景，所述背景气象数据包括历史气象观测数据和实时气象观测数据。
4.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集，包括：
5.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述基于所述微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过CFD方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，包括：
6.根据权利要求5所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，在得到有限元计算网格后，还包括对所述有限元计算网格进行评估的步骤，所述评估为判断所述有限元计算
7.根据权利要求5所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述大气运动物理方程组的表达式为：
8.根据权利要求5所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述空气质量指数由各个污染物的空气质量分指数组成，所述空气质量分指数通过以下公式计算：
9.一种城市街道尺度大气污染评估装置，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的城市街道尺度大气污染评估方法。
...【技术特征摘要】
1.一种城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述地理信息数据包括建筑物分布信息、地形高程分布信息、地表利用类型信息、自然下垫面要素信息和环境信息；
3.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述排放源数据包括大气污染物排放清单及排放场景、大气污染物的前体物排放清单及排放场景，所述背景气象数据包括历史气象观测数据和实时气象观测数据。
4.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集，包括：
5.根据权利要求1所述的城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，所述基于所述微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过cfd方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘振鑫，米君睿，张缘缘，陈远昊，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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