[发明专利]一种基于时空克里金插值的新增PM2.5固定监测站点选址方法

权利要求书

1.一种基于时空克里金插值的新增PM2.5固定监测站点选址方法，其特征在于，包括：

步骤S1：对预设研究区域的PM2.5监测站点观测数据进行筛选，筛选出预设组PM2.5浓度数据；

步骤S2：对筛选出的预设组PM2.5浓度数据进行预处理、站点间时间距离和空间距离的统计以及研究区域格网的划分，将每个格网作为一个备选站点；

步骤S3：针对每组PM2.5浓度数据，分别求取对应的时间变异函数和空间变异函数，通过调整参数并选取变异函数模型对时间变异函数和空间变异函数拟合，得到目标时间变异函数和目标空间变异函数，再利用积和式模型结合目标时间变异函数和目标空间变异函数，获得目标时空变异函数；

步骤S4：基于目标时空变异函数，采用时空克里金插值法对预设研究区域进行分析，计算每个格网的估计误差方差，并将估计误差方差最大的备选格网对应的站点作为新增站点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4之后，所述方法还包括：

将预设研究区域内格网的时空克里金估计误差方差按照从小到大分为1、2、3、4四个等级，在每个等级分别选取站点进行新增；

计算新增后整个研究区域格网的平均时空克里金估计误差方差，并基于计算出的时空克里金估计误差方差对新增PM2.5固定监测站点选址方法进行验证。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中利用积和式模型结合目标时间变异函数和目标空间变异函数，获得目标时空变异函数，具体包括：

构建积和式模型，式(1)和式(2)：

C_st(h_s,h_t)＝p₁C_s(h_s)C_t(h_t)+p₂C_s(h_s)+p₃C_t(h_t)(1)

γ_st(h_s,h_t)＝(p₁C_t(0)+p₂)γ_s(h_s)+(p₁C_s(0)+p₃)·γ_t(h_t)-p₁γ_s(h_s)γ_t(h_t)(2)

式中，C_st,C_s,C_t分别表示时空协方差、空间协方差、时间协方差；γ_st,γ_s,γ_t分别表示时空变异函数、时间变异函数、空间变异函数；

根据构建的积和式模型计算出目标时空变异函数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

根据协方差函数c(h)及变异函数γ(h)的关系式：c(h)＝c(0)-γ(h)，用变异函数表示的时空克里金方程组和时空克里金估计方差，

其中，时空克里金方程组为：

时空克里金估计误差方差为:

其中，γ(x_i,x_j)表示点i和j之间的变异函数，γ(x_j,x₀)为点j和待插点之间的变异函数，μ为拉格朗日乘数；

利用时空克里金估计误差方差计算每个格网的估计误差方差；

将估计误差方差最大的备选格网对应的站点作为新增站点。