基于大密度部署傳感器的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、近幾年，空氣污染問題日益嚴重。尤其在以北京、天津為代表的城市，頻繁的大范圍霧霾受到了政府與群眾的高度重視。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境防護治理的前提和基礎。我國從九十年代開始建設的自動化大氣監(jiān)測網(wǎng)絡已初成規(guī)模，但部署點位仍較為稀疏，而且造價和運維成本高昂，需要專門人員維護。現(xiàn)有網(wǎng)絡的監(jiān)測數(shù)據(jù)只能用作環(huán)境評價，功能相對單一，無法對空氣污染的分析和管控提供有力的數(shù)據(jù)支撐。隨著新監(jiān)測技術的出現(xiàn)，涌現(xiàn)出來一大批通過大密度部署小型監(jiān)測傳感器的方式來進行空氣質(zhì)量

2、監(jiān)測的企業(yè)。
　　本文依托于筆者實習公司在北京部署的近千臺小型監(jiān)測設備，設計實現(xiàn)了一個基于大密度部署傳感器的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。使用大密度部署監(jiān)測設備的新思路解決當前環(huán)保監(jiān)測存在的問題。監(jiān)測設備使用GPRS網(wǎng)絡上傳采集數(shù)據(jù)，并結(jié)合爬取的國控站點數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，利用Tornado、Celery開源框架和MongoDB構(gòu)建了一個高性能、高可靠的基礎數(shù)據(jù)服務平臺。并在該平臺之上，結(jié)合環(huán)保部門和執(zhí)法部門的具體需求，使用SSM(Spring,

3、SpringMVC,Mybatis)框架設計實現(xiàn)了一個集展示和分析為一體的監(jiān)測分析系統(tǒng)。
　　本文利用大密度部署傳感器采集的PM2.5數(shù)據(jù)，給出了一種PM2.5傳播路徑還原方法。并通過生成的污染傳播有向圖，分析了該段時間內(nèi)產(chǎn)生的疑似污染源點位。同時，在傳統(tǒng)單點PM2.5預測基礎上，我們給出了基于大密度部署傳感器的區(qū)域預測方法，并通過實際數(shù)據(jù)對多種預測推斷方法進行了比較。通過高斯過程繪制動態(tài)熱圖，給出了詳盡的區(qū)域預測分析。