[发明专利]一种基于复杂网络的区域空气污染物分析方法

说明书

本发明公开了一种基于复杂网络的区域空气污染物分析方法，包括以下步骤：S1.根据已有数据的地区的空气质量数据，建立空气复杂网络模型；S2.基于建立的空气污染物复杂网络模型，采用CNM算法对建立的空气污染物复杂网络模型进行区域划分；S3.预测未知节点空气质量数据。本发明建立了一种大气污染物传播网络模型，并在此基础上挖掘出污染物传播路径和关键节点，将各个监测站点抽象到复杂网络的节点上，将污染物传播路径抽象到复杂网络的边以及边的权重上，并将通过此网络对之后的空气质量状况进行预测。通过此方法能够较为有效地分析空气污染物的传播网络，并可预测出之后的空气质量数据，能够为空气质量分析、预测提供有价值的参考。

技术领域

本发明涉及空气污染分析，特别是涉及一种基于复杂网络的区域空气污染物分析方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，我国大部分地区的空气质量问题也日益严重。严重的空气污染对人们的身体以及生活造成了严重的影响；对不同区域的空气污染进行监控，对于空气污染治理有着非常重要的意义。

大气污染物传播网络受多方面因素的影响，最主要的三个因素为：地形因素、气象因素以及污染物因素。地形因素主要包括：两个地区之间的水平距离，是否存在山脉，海拔差等。气象因素有：风速、风向、温度、湿度、降雨、沙尘等。

空气质量的好坏反映了空气污染程度，通过空气中污染物的浓度高低来判断的。空气污染的污染物主要有细颗粒物(PM_2.5)、可吸入颗粒物(PM₁₀)、二氧化硫(SO₂)、二氧化氮(NO₂)、臭氧(O₃)、一氧化氮(CO)等。空气质量指数AQI(Air Quality Index)计算方法如下：

(1)计算各污染物的IAQI_P:

式中:

IAQI_P指污染物项目p的空气质量分指数；

C_P指污染物项目P的质量浓度值；

BP_Hi指《环境空气指数技术规定(试行)》中与C_P相近的污染物浓度限值的高位值；

BP_Lo指《环境空气指数技术规定(试行)》中与C_P相近的污染物浓度限值的低位值；

IAQI_Hi指《环境空气指数技术规定(试行)》中与BP_Hi对应的空气质量分指数；

IAQI_Lo指《环境空气指数技术规定(试行)》中与BP_Lo对应的空气质量分指数。

(2)计算AQI

AQI＝max(IAQI₁,IAQI₂,IAQI₃，...，IAQI_n}

式中：IAQI指空气质量分指数；n指污染物项目。

但是，具目前而言，由于我国地缘辽阔，建立全方位覆盖的空气质量监测站是十分困难的，这导致我们无法及时地全方位地了解当前的空气质量状况，无法为空气质量分析、预测提供有价值的参考，且建立空气监测站点需要耗费大量的人力物力，通过挖掘关键节点，也可为空气质量监测站点的建立提供有力的参考。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于复杂网络的区域空气质量污染物分析方法，能够较为有效地分析空气污染物的传播网络，并可预测出之后的空气质量数据。