本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

不清潔煤炭燃燒、部清潔能源的燃燒、汽車尾氣和建筑揚(yáng)塵等不但造成霧霾的問題，而且還會(huì)造成空氣中有毒氣體增加的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中的大氣污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，只能對(duì)區(qū)域內(nèi)的某一點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并不能系統(tǒng)全面的監(jiān)測(cè)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的大氣污染情況，也不能對(duì)區(qū)域內(nèi)的大氣污染情況做實(shí)時(shí)有效的分析，從而不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)污染源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供提供區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法，用于全方位的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大氣污染情況。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)、至少一個(gè)地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)、至少一個(gè)地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和至少一個(gè)空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，所述地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)、地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)各設(shè)有定位裝置和大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器，所述各定位裝置和大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器分別和中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接。

進(jìn)一步地，所述地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括固定風(fēng)向風(fēng)速儀、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置，固定風(fēng)向風(fēng)速儀、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置分別和所述中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接。

進(jìn)一步地，所述地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀、流動(dòng)溫度檢測(cè)裝置和流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置，流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀、流動(dòng)溫度檢測(cè)裝置和流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置分別和中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接。

進(jìn)一步地，所述地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括支架、太陽(yáng)能電池板、控制箱和傳感器盒，太陽(yáng)能電池板、控制箱和所述固定風(fēng)向風(fēng)速儀分別設(shè)在支架上，控制箱上設(shè)有用于顯示固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的控制箱顯示屏，傳感器盒與控制箱連接，傳感器盒位于控制箱的外部，地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置、地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大氣集成傳感器、所述固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置分別設(shè)在傳感器盒中。

進(jìn)一步地，所述空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)包括飛行器和吊艙，空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器設(shè)在吊艙中，吊艙可拆卸的連接在飛行器上。

區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，包括以下步驟：

1)設(shè)置若干的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)各固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各類顆粒物的濃度和各類污染氣體的濃度，實(shí)時(shí)地將各類顆粒物的濃度與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，實(shí)時(shí)地將各類污染氣體的濃度與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比；

2)當(dāng)所述步驟1)中一類或幾類顆粒物的濃度超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，和/或當(dāng)所述步驟1)中一類或者幾類的污染氣體的濃度超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，獲取發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置；

3)獲取所述步驟2)中的發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置處的風(fēng)向；

4)當(dāng)所述步驟3)中的發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近存在與所述步驟3)中獲取的風(fēng)向相平行的道路時(shí)，在地面沿所述步驟3)中獲取的風(fēng)向的上風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染氣體的濃度變化情況，同時(shí)，在地面沿所述步驟3)獲取的風(fēng)向的下風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染物的濃度變化情況；

當(dāng)所述步驟2)中的發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近不存在與所述步驟3)中獲取的風(fēng)向相平行的道路時(shí)，在空中沿所述步驟3)中獲取的風(fēng)向的上風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染氣體的濃度變化情況，同時(shí)，在空中沿所述步驟3)獲取的風(fēng)向的下風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染物的濃度變化情況；

5)分析所述步驟4)中得到的各類顆粒物的濃度和各類污染氣體的濃度沿風(fēng)向的變化情況，確定各類顆粒物濃度的最大值的位置，確定各類污染氣體濃度的最大值的位置，從而確定各類顆粒物的污染源的位置和各類污染氣體的污染源的位置；

6)獲取步驟5)中污染源處的氣象條件，從而判斷各類顆粒物的擴(kuò)散趨勢(shì)和各類污染氣體的擴(kuò)散趨勢(shì)。

進(jìn)一步地，所述顆粒物包括TSP、PM10和PM2.5，所述污染氣體包括VOCs、CO、SO₂、NO、O₃和NO₂。

進(jìn)一步地，各所述固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)監(jiān)測(cè)各類顆粒物的濃度和各類污染氣體的濃度；

所述步驟4)在地面時(shí)使用地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)檢測(cè)各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染氣體的濃度變化情況；

所述步驟4)在空中時(shí)使用空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)檢測(cè)各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染氣體的濃度變化情況。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)地全面的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大氣的情況，并且能夠及時(shí)快速的發(fā)現(xiàn)污染源，并快速的判斷出污染源的擴(kuò)散趨勢(shì)，從而幫助環(huán)境監(jiān)測(cè)部門及時(shí)的做出應(yīng)對(duì)措施。

2、所述地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括固定風(fēng)向風(fēng)速儀、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置，固定風(fēng)向風(fēng)速儀、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置分別和所述中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接，中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)能夠及時(shí)的獲取固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)所在的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各項(xiàng)氣象條件，快速的幫助中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)找出出正確的污染源追蹤方向。

3、所述地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀、流動(dòng)溫度檢測(cè)裝置和流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置，流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀、流動(dòng)溫度檢測(cè)裝置和流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置分別和中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接，當(dāng)?shù)孛媪鲃?dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)尋找到污染源時(shí)，地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)能夠及時(shí)快速的獲取污染源處的氣象條件，從而幫助中央監(jiān)測(cè)系統(tǒng)快速的判斷出污染源的擴(kuò)散趨勢(shì)和擴(kuò)散速度。

4、太陽(yáng)能電池板可以提高地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的續(xù)航能力，在一些無(wú)輸電線路的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)太陽(yáng)能電池板來(lái)為設(shè)備的運(yùn)行提供電能，控制箱顯示屏用于顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，傳感器盒與控制箱連接，將傳感器盒至于控制箱的外部，這可以保證地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置、地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大氣集成傳感器、所述固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置能夠正常發(fā)揮檢測(cè)作用。

5、所述空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)包括飛行器和吊艙，空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器設(shè)在吊艙中，吊艙可拆卸的連接在飛行器上。這樣就可以使空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置獨(dú)立于飛行器設(shè)置，由于在生產(chǎn)區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的過(guò)程中飛行器通常需要單獨(dú)采購(gòu)，不同廠家生產(chǎn)的飛行器的定位裝置的支撐軟件也不同，這就增加了飛行器與中央控制系統(tǒng)電連接的難度，也增加了成本，降低了系統(tǒng)的互換性，空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置獨(dú)立于飛行器設(shè)置，這樣可以提高系統(tǒng)的互換性。

6、區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，不僅可以全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大氣污染情況，而且能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)超標(biāo)問題所在，及時(shí)快速的尋找污染源。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)，11支架，12太陽(yáng)能電池板，13控制箱，14控制箱顯示屏，15傳感器盒，16斜支撐，17法蘭，18固定風(fēng)向風(fēng)速儀，2空中，21飛行器，22吊艙，23連接板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)、至少一個(gè)地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)、至少一個(gè)地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和至少一個(gè)空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，各地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)、各地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)各設(shè)有定位裝置和大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器。

定位裝置用于提供地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的GPS坐標(biāo)信息，提供地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的GPS坐標(biāo)信息和地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的速度信息，提供空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的GPS坐標(biāo)信息、高度信息、速度信息和姿態(tài)信息。

大氣集成傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各類顆粒物的濃度和各類污染的濃度，顆粒物包括TSP、PM10和PM2.5，污染氣體包括VOCs、CO、SO₂、NO、O₃和NO₂。

各定位裝置和大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器分別通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接，從而將各大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的位置信息實(shí)時(shí)的傳輸給中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)可采用GPRS、WIFI、數(shù)傳電臺(tái)和有線以太網(wǎng)中的一種或者幾種方式。

地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括固定風(fēng)向風(fēng)速儀、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置，固定風(fēng)向風(fēng)速儀、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置分別和所述中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接。

地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)還包括流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀、流動(dòng)溫度檢測(cè)裝置和流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置，流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀、流動(dòng)溫度檢測(cè)裝置和流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置分別和中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)電連接。

如圖1和圖2所示，地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)1還包括支架11、太陽(yáng)能電池板12、控制箱13和傳感器盒15，太陽(yáng)能電池板12、控制箱13和固定風(fēng)向風(fēng)速儀18分別設(shè)在支架上，控制箱13上設(shè)有用于顯示固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的控制箱顯示屏14，傳感器盒15與控制箱13連接，傳感器盒15位于控制箱13的外部，地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置、地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大氣集成傳感器、固定溫度檢測(cè)裝置和固定氣壓檢測(cè)裝置分別設(shè)在傳感器盒15中，支架11的底部焊接有若干的斜支撐桿16，每個(gè)斜支撐桿16的端部各設(shè)有法蘭17，法蘭17用于將支架11的底部連接到地基上從而實(shí)現(xiàn)將地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的固定。

如圖1和圖3所示，空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)2包括飛行器21和吊艙22，空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的定位裝置和空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大氣監(jiān)測(cè)集成傳感器設(shè)在吊艙中，吊艙可拆卸的連接在飛行器上，吊艙上設(shè)有連接板23，連接板通過(guò)螺釘組連接在飛行器上。

使用區(qū)域大氣污染空地一體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)的大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，包括以下六步：

1)設(shè)置若干的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用地面固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)監(jiān)測(cè)各類顆粒物的濃度和各類污染氣體的濃度，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)各固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各類顆粒物的濃度和各類污染氣體的濃度并將數(shù)據(jù)送至中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)，通過(guò)中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)時(shí)地將各類顆粒物的濃度與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，實(shí)時(shí)地將各類污染氣體的濃度與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，同時(shí)中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)時(shí)的顯示各個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

2)當(dāng)步驟1)中一類或幾類顆粒物的濃度超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，和/或當(dāng)步驟1)中一類或者幾類的污染氣體的濃度超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)位于固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)上的位置裝置獲取發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置；

3)獲取步驟2)中的發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置處的風(fēng)向，可以通過(guò)設(shè)置在固定點(diǎn)處的固定監(jiān)測(cè)平臺(tái)的固定風(fēng)向風(fēng)速儀來(lái)確定固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的風(fēng)向信息，也可以直接通過(guò)氣象部門發(fā)布的信息來(lái)獲取風(fēng)向信息；

4)當(dāng)步驟3)中的發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近存在與步驟3)中獲取的風(fēng)向相平行的道路時(shí)，通過(guò)使用一地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)在地面沿步驟3)中獲取的風(fēng)向的上風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染氣體的濃度變化情況，同時(shí)，通過(guò)使用另一地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，在地面沿步驟3)獲取的風(fēng)向的下風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染物的濃度變化情況；

當(dāng)步驟2)中的發(fā)生超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近不存在與步驟3)中獲取的風(fēng)向相平行的道路時(shí)，通過(guò)使用一空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)在空中沿步驟3)中獲取的風(fēng)向的上風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染氣體的濃度變化情況，同時(shí)，通過(guò)使用另一空中流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)在空中沿步驟3)獲取的風(fēng)向的下風(fēng)向方向測(cè)量各類顆粒物的濃度變化情況和各類污染物的濃度變化情況；

5)分析步驟4)中得到的各類顆粒物的濃度和各類污染氣體的濃度沿風(fēng)向的變化情況，確定各類顆粒物濃度的最大值的位置，確定各類污染氣體濃度的最大值的位置，從而確定各類顆粒物的污染源的位置和各類污染氣體的污染源的位置；

6)獲取步驟5)中污染源處的氣象條件，氣象條件包括風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、雨雪狀況，當(dāng)使用地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)尋找到污染源后，將地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)停放在污染源所在的位置，通過(guò)位于地面流動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)上的流動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀來(lái)確定污染源處的風(fēng)速和風(fēng)向，通過(guò)流動(dòng)溫度裝置來(lái)確定污染源處的溫度，通過(guò)流動(dòng)氣壓檢測(cè)裝置來(lái)確定污染源處的氣壓，雨雪天氣然后通過(guò)中央監(jiān)測(cè)平臺(tái)的軟件運(yùn)算分析，從而判斷各類顆粒物的擴(kuò)散趨勢(shì)和各類污染氣體的擴(kuò)散趨勢(shì)。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)的大氣進(jìn)行空地一體全方位全天候全方位的監(jiān)測(cè)，并能及時(shí)快速的發(fā)現(xiàn)污染種類和污染源。