阅读说明：本技术 一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法 (Toxic and harmful gas environment risk early warning and monitoring method based on remote sensing radar ) 是由 李鹏飞 宗熙敬 伍可炳 张宏策 陈俊 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法,包括激光雷达,所述激光雷达可用于连续监测大气有毒有害气体的分布,分析其组成结构和时空演变；所述激光雷达的探测数据可获得大气边界层(PBL)的结构和时空演变特征、有毒有害气体消光系数垂直廓线和时间演变特征、云层高度及多层云结构、大气能见度和颗粒物浓度等信息。该发明水平监测可分析区域内污染分布、排查污染源,监控污染扩散等。实时拍摄观测区域的污染分布情况,实时显示与GIS地图相叠加的监测数据,重点区域污染排查、工业区污染排放变化过程的监控,周边污染对子站影响的数据分析等。(The invention discloses a toxic and harmful gas environmental risk early warning and monitoring method based on a remote sensing radar, which comprises a laser radar, wherein the laser radar can be used for continuously monitoring the distribution of toxic and harmful gas in the atmosphere and analyzing the composition structure and the time-space evolution of the toxic and harmful gas; the detection data of the laser radar can obtain the information of the structure and the space-time evolution characteristics of an atmospheric boundary layer (PBL), the vertical profile and the time evolution characteristics of the extinction coefficient of toxic and harmful gas, the height of a cloud layer, a multi-layer cloud structure, the atmospheric visibility, the concentration of particles and the like. The horizontal monitoring of the invention can analyze the pollution distribution in the area, investigate the pollution source, monitor the pollution diffusion and the like. The method comprises the steps of shooting the pollution distribution condition of an observation area in real time, displaying monitoring data overlapped with a GIS map in real time, carrying out pollution investigation of key areas, monitoring the pollution discharge change process of industrial areas, analyzing data of the influence of peripheral pollution on substations and the like.)

一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法

技术领域

本发明属于污染排放监测方法技术领域，具体涉及一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法。

背景技术

近年来，中国化学工业总量规模迅速扩张，已经形成了相对集中的产业布局，化工产业有资金技术密集、产业链长、关联度高、经济总量大的优势，但同时也存在环保要求高、环境风险大的特点。

现有的有毒有害气体监测主要依靠固定监测点和人力监测，监测种类多，监测精度高，可以进行连续监测，但存在监测范围小、布设密度大、人力和设备成本高的问题，难以应用于较大范围有毒有害气体环境风险预警。而激光雷达的应用也局限于扫描观测，查看当前污染扩散情况，无法利用获取的数据进行分析。综上所述，所以我设计了一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法，包括激光雷达，所述激光雷达可用于连续监测大气有毒有害气体的分布，分析其组成结构和时空演变；所述激光雷达的探测数据可获得大气边界层(PBL)的结构和时空演变特征、有毒有害气体消光系数垂直廓线和时间演变特征、云层高度及多层云结构、大气能见度和颗粒物浓度等信息，同时所述激光雷达可监测工业烟尘的排放等城市上空环境污染物的扩散规律,监测灰霾和沙尘暴等天气过程：所述激光雷达由扫描系统，光学收发系统，数据采集系统三部分组成：所述扫描系统的激光器发射532nm波长的脉冲激光，经准直扩束后进入大气，与大气中的有毒有害气体相互作用，产生后向散射光，散射信号被望远镜系统接收，汇聚至光学检偏系统，形成532nm平行、532nm垂直的两个通道信号，经光电探测系统和信号采集系统，由计算机反演出有毒有害气体的消光系数和退偏振度系数空间分布，进而描述被探测的大气中有毒有害气体的监测情况。

作为本发明的进一步优化方案，所述激光雷达常规的监测方式是垂直监测，监测近地面到高空的有毒有害气体时空演变，测试中假定同一高度下有毒有害气体分布相同，分析不同高度的有毒有害气体变化过程。

作为本发明的进一步优化方案，所述激光雷达在特定区域进行组网联防联控监测，同时结合移动监测方式，可以提供各个关键传输通道上的廓线数据，进行输送通量的定性分析，从而形成结合实时数据和可视化图像，涵盖点、线、面不同尺度的多层次园区有毒有害气体监测监控和预警体系。

作为本发明的进一步优化方案，所述扫描系统通过激光雷达积累的历史监测数据，整理分析区内企业组织的特征污染物监测资料，分析污染物的浓度水平和时空变化，初步了解污染物的扩散规律，通过开展必要的外场观测，了解有毒有害气体的现有浓度水平和变化，分析动态影响因素，为监测网络设计和预警阈值研究等提供基础。

作为本发明的进一步优化方案，所述数据采集系统围绕激光雷达组网、应急监测和相关标准，解决体系建设中的监测集成和量值传递等内容，构建数字化平台，结合污染源监控、工况监控、环境质量监控和图像、视频监控，构建一体化数字化在线监控中心。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：该发明水平监测可分析区域内污染分布、排查污染源，监控污染扩散等。实时拍摄观测区域的污染分布情况，实时显示与GIS地图相叠加的监测数据，重点区域污染排查、工业区污染排放变化过程的监控，周边污染对子站影响的数据分析等。通过分析激光雷达的大气回波信号，结合当时的天气和其他参数，对有毒有害气体污染源分布及污染物走势进行两天的监测分析。雷达连续实时监测，分析重点区域内污染源的变化规律，排放规律、污染扩散情况。通过雷达水平扫描发现不同时间段重污染源的污染排放量不同，排放时间不同。根据风向变化以及雷达实时监测的数据，判断污染扩散情况。

附图说明

图1是本发明所用设备示意图；

图2是本发明的针对溯源分析的大数据算法示意图；

图3是本发明工作原理图。

图中：1、激光雷达。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1-3所示，一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法，包括激光雷达(1)，所述激光雷达(1)可用于连续监测大气有毒有害气体的分布，分析其组成结构和时空演变；所述激光雷达(1)的探测数据可获得大气边界层(PBL)的结构和时空演变特征、有毒有害气体消光系数垂直廓线和时间演变特征、云层高度及多层云结构、大气能见度和颗粒物浓度等信息，同时所述激光雷达(1)可监测工业烟尘的排放等城市上空环境污染物的扩散规律,监测灰霾和沙尘暴等天气过程：所述激光雷达(1)由扫描系统，光学收发系统，数据采集系统三部分组成：所述扫描系统的激光器发射532nm波长的脉冲激光，经准直扩束后进入大气，与大气中的有毒有害气体相互作用，产生后向散射光，散射信号被望远镜系统接收，汇聚至光学检偏系统，形成532nm平行、532nm垂直的两个通道信号，经光电探测系统和信号采集系统，由计算机反演出有毒有害气体的消光系数和退偏振度系数空间分布，进而描述被探测的大气中有毒有害气体的监测情况；所述激光雷达(1)常规的监测方式是垂直监测，监测近地面到高空的有毒有害气体时空演变，测试中假定同一高度下有毒有害气体分布相同，分析不同高度的有毒有害气体变化过程；所述激光雷达(1)在特定区域进行组网联防联控监测，同时结合移动监测方式，可以提供各个关键传输通道上的廓线数据，进行输送通量的定性分析，从而形成结合实时数据和可视化图像，涵盖点、线、面不同尺度的多层次园区有毒有害气体监测监控和预警体系；稳定的光学系统结构设计，消除盲区，降低几何重叠因子。区域雷达组网，多类型多功能雷达数据(大气激光雷达、3D可视型激光雷达、风廓线雷达、温廓线雷达等)集成，雷达运行数据信息在GIS地图展现，包括当前24H(消光系数、PBL、AOD)展现及24H变化趋势播放展现。

针对溯源分析的大数据算法；雷达获取的测量结果图，通过海量历史数据相互之间自由组合分析，筛选出合适的预测模型对突发环境应急事件进行模拟，推演各个测量结果之间的关系及演变特征，从而预测事故发生时的污染物扩散趋势，弄清最不利条件下风险物质扩散的时空分布特点，为应急响应提供依据；所述扫描系统通过激光雷达(1)积累的历史监测数据，整理分析区内企业组织的特征污染物监测资料，分析污染物的浓度水平和时空变化，初步了解污染物的扩散规律，通过开展必要的外场观测，了解有毒有害气体的现有浓度水平和变化，分析动态影响因素，为监测网络设计和预警阈值研究等提供基础；所述数据采集系统围绕激光雷达(1)组网、应急监测和相关标准，解决体系建设中的监测集成和量值传递等内容，构建数字化平台，结合污染源监控、工况监控、环境质量监控和图像、视频监控，构建一体化数字化在线监控中心。

所述本发明装置在这个实施例中，该发明结构简单，容易制作；使用方便，将不同疼痛强度评估工具与时间因素有机结合，较为直接简单快速做出疼痛评估，同时为临床选择用药提供合理依据，使疼痛得到及时有效的处理，保证患者最大程度的舒适，值得推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。