(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210829656.9 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 中国环境 监测总站 地址 100020 北京市朝阳区安外大羊坊8号 院乙 申请人 广东旭诚科技有限公司 (72)发明人 赵熠琳　刘冰　陈梦月　李璇　 黄建彰　徐伟嘉　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 彭妙玲 (51)Int.Cl. G06F 16/215(2019.01) G06F 16/25(2019.01) G06F 16/28(2019.01)G06T 17/20(2006.01) G01N 33/00(2006.01) G01N 15/06(2006.01) (54)发明名称 融合多源数据提升大气传输量化能力的方 法及可视化系统 (57)摘要 本发明公开了融合多源数据提升大气传输 量化能力的方法， 包括以下步骤： 从数据平台抽 取原始数据； 对所述原始数据进行解码后， 进行 数据清洗和质量控制； 使用驱动数值模式， 计算 背景场， 同化多源气象与污染观测资料， 计算气 象和主要污染物浓度的分析场， 提供高精度的气 象和化学初始场， 得到大气污染物浓度数据、 气 象数据和地理数据； 将入库数据输入区域传输通 量定量分析模 型， 计算出网格化的大气污染物传 输量数据； 处理网格化的大气污染物传输量数 据， 计算地区边界的污染物输送速率及净输送速 率， 生成该区域各污染物在某段时间的通量变化 趋势， 并三维立体展示污染传输结果。 本发明实 现成本降低的同时提高了大气污染治理的效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115203189 A 2022.10.18 CN 115203189 A 1.融合多源数据提升大气传输量 化能力的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 从数据平台抽取原 始数据； 步骤2： 对所述原 始数据进行解码后， 进行 数据清洗和质量控制； 步骤3： 使用驱动数值模式， 计算背景场， 同化多源气象与污染观测资料， 计算气象和主 要污染物浓度的分析场， 提供高精度的气象和化学初始场， 得到大气 污染物浓度数据、 气象 数据和地理数据； 步骤4： 将入库数据输入区域传输通量定量分析模型， 计算出网格化的大气污染物传输 量数据； 步骤5： 处理网格化的大气污染物传输量数据， 计算地区边界的污染物输送速率及净输 送速率， 生成该区域各污染物在某段时间的通 量变化趋势， 并三维立体展示污染传输结果。 2.根据权利要求1所述的融合多源数据提升大气传输量化 能力的方法， 其特征在于， 所 述数据清洗包括检测各环境数据库中存在的错误， 检测并消除数据异常、 近似重复记录； 所 述质量控制包括遵循预设规则进行数据转换， 将所述原始数据整合到目标数据库中， 得到 所述入库数据。 3.根据权利要求1所述的融合多源数据提升大气传输量化 能力的方法， 其特征在于， 所 述背景场的数值模式为WRF ‑CMAQ， 所述背景场包括气象场和化学场， 所述气象场包括三维 风场、 温度场、 湿度场、 气压场， 降水和边界层高度的气象信息， 所述化学场包括SO2、 NO2、 CO、 O3、 PM10、 PM2.5、 BC、 OC、 VOCs的物质信息 。 4.根据权利要求1所述的融合多源数据提升大气传输量化 能力的方法， 其特征在于， 所 述多源气象与污染观测资料包括常规观测资料和非常规观测资料， 所述同化多源气象与污 染观测资料为使用S hell语言将所述入库数据转换成GSI同化系统所需的B UFR格式， 建立格 点上的背景误差协方差和观测误差协方差， 得到分析场。 5.根据权利要求1所述的融合多源数据提升大气传输量化 能力的方法， 其特征在于， 所 述区域传输通 量定量分析模型的计算公式为： Trannet(t)＝TranN(t)+TranS(t)+TranW(t)+TranE(t)， 其中， TranN(t)、 TranS(t)、 TranE(t)、 TranW(t)分别为北、 南、 东和 西边界上的污染物输权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115203189 A 2送速率， 即污染物小时浓度与风速和边界网格面积的乘积； Trannet(t)为单位时间内通过四 周边界的污染物传输总量， 即净输送速率； C表示污染物小时浓度， 单位为 μg ·m‑3； t表示时 间， 单位为s； Δx、 Δ y分别表示水平x、 y方向格距， Δz表 示垂直z方向的格距； u表 示东、 西向 风速， 正值表示西风， v表示 南、 北向风速， 正 值表示南风， 单位均为m ·s‑1。 6.根据权利要求1所述的融合多源数据提升大气传输量化 能力的方法， 其特征在于， 所 述三维立体展示污染传输结果通过构建与待可视化污染传输区域对应的三维空间坐标系 及三维网格模型， 建立与所述网格化的大气污染物传输量数据对应的色块索引， 根据所述 色块索引获取与所述网格化的大气污染物传输量数据对应的颜色。 7.融合多源数据提升大气传输量 化能力的可视化系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于从数据平台抽取原 始数据； 数据预处理模块， 用于对原始数据进行解码， 进行数据清洗和质量控制， 按照一定规则 转换成所需格式， 并按 要求装入数据仓库； 同化反演模块， 用于同化融合每日定时自动下载的FNL再分析数据和污染观测数据， 利 用WRF‑CMAQ提供高精度的气象和化学初始场； 模型运行模块， 用于根据WRF ‑CMAQ数值预报模式和 GSI三维同化框架构建与待可视化 污染传输区域对应的三维空间坐标系及区域传输通量定量分析模型并计算各个网格的污 染物传输量； 绘制展示模块， 用于获取各个网格的污染物传输量模拟数据， 根据各个网格的污染物 传输量模拟数据索引获取对应的色块， 通过构建的三 维网格模型立体展示网格化的大气污 染物传输量数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115203189 A 3