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专利号: 2015102737106
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于车载式数据采集技术的PM2.5浓度估算方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤(1)、利用车载式粉尘采集设备采集原始PM2.5浓度数据,具体是:将城市区域网格化,搭载粉尘采集设备的车辆按规划路径行驶,采集城市区域PM2.5浓度数据;

步骤(2)、利用采集到的原始PM2.5浓度数据建立概率转移矩阵的模型,具体是:

2-1.模拟空间粒子扩散特征;

根据粒子扩散原理,中心网格的PM2.5浓度以不同的概率受其相邻网格PM2.5浓度影响;因此,对于数据缺失的网格,利用其周围网格的PM2.5浓度来估算该网格的PM2.5浓度;

2-2.建立概率转移矩阵;

根据空间粒子扩散特征,建立空间网格PM2.5浓度概率转移矩阵,如下式所示:

1≤i≤n,1≤j≤N,c≤N

上式中pij表示网格i对网格j的PM2.5浓度的影响概率;i从1到n,n表示方向个数,所有方向的概率和为1,N表示城市区域的网格数量;

2-3.确定概率转移矩阵P;

对于PM2.5浓度数据缺失的网格,估算其PM2.5浓度转化为确定其概率转移矩阵P;利用采集到的原始PM2.5浓度数据,选择数据密集区域,根据最小误差准则计算概率转移矩阵P,如下式所示:s.t. Pi=[pi1 pi2 … pin]Xi=[xi1 xi2 … xin]T

0≤pij≤1

0<xij

上式中Pi表示网格i向所有可能的n个方向扩散的概率,Xi表示网格i的n个方向上相邻网格测得的PM2.5浓度;

步骤(3)、利用概率转移矩阵估算网格数据缺失点的浓度,具体是:针对密集区域的单点缺失情况,直接利用概率转移矩阵估算缺失点的浓度,如下式所示为待估算网格c的PM2.5浓度xc估算公式,针对稀疏区域性,先用启发式搜索寻找原始的替代浓度,再结合概率转移矩阵迭代式估算缺失区域中所有点的PM2.5浓度;

xc=([p1c,p2c,…p(n-1)c]·[x1,x2,…x(n-1)]T)/pnc步骤(4)、城市网格PM2.5浓度估算结果显示;经过以上步骤,得到城市区域所有网格的PM2.5浓度。