[发明专利]一种燃烧源智能追踪方法

说明书

本发明公开了一种燃烧源智能追踪方法，涉及大气环境监测及管控领域；主要包括以下步骤:收集建立特征谱库；载有探测器的无人机分别进行粗扫模式和细扫模式；发现燃烧点后收集无量纲参数γ值及热红外信息，并连同GPS定位信息一起传输至地面基站，地面基站通过特征数据库匹配确定燃烧源类型，通过GPS信息确定燃烧源位置；并通过远程通信系统传输至决策支撑模块，供环境执法人员进行参考。通过结合无人机机动性强、时效性高、维持及运行成本低的优点，利用微型黑碳仪、热红外仪等精密仪器所提供的信息，结合地面数据处理系统对燃烧源进行精准定位，有效实现对燃烧的迅速追踪溯源以及降低环境督查部门的监管成本，并对偷排偷放进行有力的威慑。

技术领域

本发明涉及大气环境监测及管控领域，特别涉及一种寻找燃烧源智能追踪方法。

背景技术

在目前，我国大气环境问题尤为突出，特别是在京津冀地区，持续性的雾霾对人体健康、交通安全、生态环境危害极大。产生原因多元化,主要是生物质和化石燃料的燃烧均会产生大量的颗粒和气态污染物，因而对燃烧源的精确定位在环境监测和管控中至关重要。在所有燃烧中，生物质燃烧和散煤燃烧具有小而散的特性，燃烧点位分布不具备规律性,想要随时监测燃烧点具有一定困难。

有燃烧均会释放黑碳气溶胶，因此黑碳气溶胶浓度可以用作衡量燃烧的指标。现在的一般监测方法是由环境监察人员利用走航车进行街道级观测黑炭气溶胶的浓度,但是由于人员和车辆的限制，监测管理力量有限，对此类散乱的燃烧督查十分困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃烧源智能追踪方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种燃烧源智能追踪方法，其特征在于，主要包括以下步骤:

S1收集探测地区各行业典型燃烧的热红外信息以及各行业产生废气的不同波段的吸收谱，建立针对尾气吸收光谱和热红外信息的特征谱库；

S2载有探测器的无人机上升，进入粗扫模式，数据传输至地面基站进行分析；

S3当确认发现黑碳气溶胶浓度过高，所述无人机开始进入细扫模式；

S4进入细扫模式后，无人机速度降低，并将热红外信息、无量纲参数γ值以及风速风向信息实时传入地面基站；

S5无人机通过细扫模式发现燃烧点后，下落至垂直距燃烧点10-15m高度收集无量纲参数γ值及热红外信息，并连同GPS定位信息一起传输至地面基站，地面基站通过特征数据库匹配确定燃烧源类型，通过GPS信息确定燃烧源位置；

S6燃烧源位置通过远程通信系统传输至决策支撑模块，供环境执法人员进行参考。

优选的，所述步骤S1中所述的典型燃烧包括生物质、散煤、工业和垃圾焚烧中的至少一种，所述尾气吸收光谱为测定不同燃烧源的880nm和470nm两波段吸收强度，热红外信息为燃烧释放的热红外强度进行分类测量。

优选的，所述470nm波段的吸收强度E_{abs_470nm}代表了挥发性有机物的吸收，880nm波段的吸收强度E_{abs_808nm}代表了黑碳气溶胶的吸收，不同燃烧源释放两者的比例不同，通过定义无量纲参数γ＝E_{abs_808nm}/E_{abs_470nm}来表征不同燃烧种类。

优选的，所述步骤S2中无人机进行粗扫具体包括：无人机上升至距离地面100-120m的高度，飞行速度为40-50km/h，采用S型飞行路径，粗扫过程中微型黑碳仪所探测黑碳气溶胶浓度通过无人机无线通信模块传送至地面基站，地面基站数据后处理软件通过对信号噪声消除得到黑碳气溶胶时间序列图及沿无人机航线浓度分布图。

优选的，所述步骤S3中确认黑碳气溶胶浓度过高的过程具体包括以下步骤：