本申請(qǐng)涉及空氣質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種pm2.5估算模型的處理方法、裝置以及處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、pm2.5(細(xì)顆粒物)是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于2.5μm的顆粒物，其在空氣中的濃度越高，就意味著污染越嚴(yán)重，嚴(yán)重的pm2.5污染則與許多健康問(wèn)題相關(guān)，例如心血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病。顯然，高空間分辨率的地面pm2.5估算，是開(kāi)展大氣污染精細(xì)化防治以及健康效應(yīng)評(píng)估的重要支撐。

2、傳統(tǒng)的pm2.5監(jiān)測(cè)技術(shù)，是由pm2.5觀測(cè)站點(diǎn)(地面監(jiān)測(cè)站)來(lái)提供準(zhǔn)確的時(shí)空數(shù)據(jù)，沒(méi)有pm2.5觀測(cè)站點(diǎn)，也就無(wú)法提供pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)的支持，然而實(shí)際情況下，pm2.5觀測(cè)站點(diǎn)往往存在著分布不均的現(xiàn)實(shí)狀況，這就導(dǎo)致難以對(duì)地面pm2.5污染進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

3、因此，使用衛(wèi)星遙感方法進(jìn)行高分辨率、高精度、全覆蓋的pm2.5反演至關(guān)重要，在衛(wèi)星遙感的基礎(chǔ)上，基于氣溶膠光學(xué)厚度(aerosol?optical?depth，aod)來(lái)估算地面pm2.5濃度的高分辨率分布是目前最常使用的方法。

4、然而，本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于氣溶膠光學(xué)厚度觀測(cè)，一方面由于云層覆蓋、地表亮度和積雪覆蓋，有約70％的數(shù)據(jù)丟失，另一方面非均勻氣溶膠成分和局部地理氣候條件，還會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致氣溶膠光學(xué)厚度和pm2.5之間的相關(guān)性較差。

5、也就是說(shuō)，基于氣溶膠光學(xué)厚度來(lái)觀測(cè)pm2.5的現(xiàn)有技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用方面存在著覆蓋面和處理精度欠缺的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Npm2.5估算模型的處理方法、裝置以及處理設(shè)備，用于繞過(guò)氣溶膠光學(xué)厚度，以大氣表觀反射率為基礎(chǔ)，配置了處理邏輯更為新穎的pm2.5估算模型，可以有效避免由aod反演所帶來(lái)的誤差傳遞，并且還可以得到更高的空間分辨率和更大的覆蓋范圍，在實(shí)際應(yīng)用中可以滿足高精度的pm2.5觀測(cè)需求，為大氣污染精細(xì)化防治以及健康效應(yīng)評(píng)估提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Npm2.5估算模型的處理方法，其特征在于，方法包括：

3、獲取觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)和樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)；

4、獲取與樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)相關(guān)的樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)；

5、獲取觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)由pm2.5觀測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)得到的樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)，其中，樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)作為模型訓(xùn)練過(guò)程中的真值使用；

6、將樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空匹配，得到作為訓(xùn)練樣本的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集；

7、基于大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練pm2.5估算模型，其中，pm2.5估算模型用于基于輸入的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)不同位置的pm2.5數(shù)據(jù)。

8、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Npm2.5估算模型的處理裝置，裝置包括：

9、第一獲取單元，用于獲取觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)和樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)；

10、第二獲取單元，用于獲取與樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)相關(guān)的樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)；

11、第三獲取單元，用于獲取觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)由pm2.5觀測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)得到的樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)，其中，樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)作為模型訓(xùn)練過(guò)程中的真值使用；

12、時(shí)空匹配單元，用于將樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空匹配，得到作為訓(xùn)練樣本的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集；

13、模型訓(xùn)練單元，用于基于大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練pm2.5估算模型，其中，pm2.5估算模型用于基于輸入的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)不同位置的pm2.5數(shù)據(jù)。

14、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N處理設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器調(diào)用存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行本申請(qǐng)第一方面或者本申請(qǐng)第一方面任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式提供的方法。

15、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有多條指令，指令適于處理器進(jìn)行加載，以執(zhí)行本申請(qǐng)第一方面或者本申請(qǐng)第一方面任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式提供的方法。

16、從以上內(nèi)容可得出，本申請(qǐng)具有以下的有益效果：

17、針對(duì)于pm2.5觀測(cè)目標(biāo)，本申請(qǐng)一方面獲取觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)和樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，另一方面獲取與樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)相關(guān)的樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)，又一方面獲取觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)由pm2.5觀測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)得到的樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)，該樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)作為模型訓(xùn)練過(guò)程中的真值使用，接著將樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空匹配，得到作為訓(xùn)練樣本的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，此時(shí)基于大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練pm2.5估算模型，其中，pm2.5估算模型用于基于輸入的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)不同位置的pm2.5數(shù)據(jù)，在這模型處理機(jī)制下，本申請(qǐng)繞過(guò)氣溶膠光學(xué)厚度，以大氣表觀反射率為基礎(chǔ)，配置了處理邏輯更為新穎的pm2.5估算模型，可以有效避免由aod反演所帶來(lái)的誤差傳遞，并且還可以得到更高的空間分辨率和更大的覆蓋范圍，在實(shí)際應(yīng)用中可以滿足高精度的pm2.5觀測(cè)需求，為大氣污染精細(xì)化防治以及健康效應(yīng)評(píng)估提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)特征：

1.一種pm2.5估算模型的處理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)包括藍(lán)光波段的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、綠光波段的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、紅光波段的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、近紅外波段的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)，所述樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)還包括經(jīng)度、緯度、歸一化植被指數(shù)、衛(wèi)星高度角、衛(wèi)星天頂角、太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)天頂角；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集所涉及數(shù)據(jù)還標(biāo)注有對(duì)應(yīng)的年積日。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述樣本大氣表觀反射率數(shù)據(jù)、所述樣本氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、所述樣本地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和所述樣本pm2.5觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空匹配，得到作為訓(xùn)練樣本的大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練pm2.5估算模型之前，所述方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練pm2.5估算模型之前，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述大氣表觀反射率數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練pm2.5估算模型之后，所述方法還包括：

8.一種pm2.5估算模型的處理裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種處理設(shè)備，其特征在于，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器調(diào)用所述存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有多條指令，所述指令適于處理器進(jìn)行加載，以執(zhí)行權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环NPM2.5估算模型的處理方法、裝置以及處理設(shè)備，用于繞過(guò)氣溶膠光學(xué)厚度，以大氣表觀反射率為基礎(chǔ)，配置了處理邏輯更為新穎的PM2.5估算模型，可以有效避免由AOD反演所帶來(lái)的誤差傳遞，并且還可以得到更高的空間分辨率和更大的覆蓋范圍，在實(shí)際應(yīng)用中可以滿足高精度的PM2.5觀測(cè)需求，為大氣污染精細(xì)化防治以及健康效應(yīng)評(píng)估提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：王倫澈,侯晨,覃文敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10