CN109506809A - 基于地表温度确定大气污染热点网格的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种基于地表温度确定大气污染热点网格的方法及装置。该方法包括：将需要监测的区域划分为多个网格；获取区域的地表温度数据；根据地表温度数据，获得区域的热异常数据；将热异常数据与区域的网格相匹配，获得每个网格的评价数据；根据评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。
Description
技术领域
本申请属于污染监测技术领域，尤其涉及一种基于地表温度确定大气污染热点网格的方法及装置。
背景技术
大气污染是指大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至破坏生态系统，对人或物造成危害的现象。
现有的大气污染管理，是基于污染源管理的方法，针对各类污染源，如工业企业、餐饮、工地等，进行事前的环保评价和审批，并针对重点污染源，如热电厂、化工厂等，在排放烟囱上安装在线监测设备。这类方法往往无法对大量的小、散、乱污染源进行有效的管理，并且在线监测设备比较昂贵，且容易遭到人为的干扰破坏。
发明内容
本申请的实施例提供一种基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，包括：将需要监测的区域划分为多个网格；获取所述区域的地表温度数据；根据所述地表温度数据，获得所述区域的热异常数据；将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据；根据所述评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。
上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法中，所述将需要监测的区域划分为多个网格，包括：将所述区域按照预定的规则形状划分为所述网格。
上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法中，所述获取所述区域的地表温度数据，包括：通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据。
上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法中，所述通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据，包括：对所述卫星数据进行预处理后，进行反演得到所述区域的地表温度数据。
上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法中，所述根据所述地表温度数据，获得所述区域的热异常数据，包括：对所述地表温度数据进行处理，获得热异常区；根据所述热异常区，设定阈值，对热异常值划分等级，获得所述热异常数据。
上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法中，所述热异常数据包括热异常值；所述将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据，包括：将所述网格内的热异常值求平均，获得平均值，将所述平均值作为所述评价数据。
上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法中，所述热异常数据包括热异常区的面积；所述将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据，包括：将所述热异常区的面积作为所述评价数据。
本申请的实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法。
本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有处理器程序,其中，该处理器程序用于执行上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法。
本申请的实施例还提供一种基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，包括：区域划分模块，将需要监测的区域划分为多个网格；地表温度数据获取模块，获取所述区域的地表温度数据；热异常数据获得模块，根据所述地表温度数据，获得所述区域的热异常数据；评价数据获得模块，将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据；热点网格确定模块，根据所述评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。
作为本申请可选地方案，所述区域划分模块将所述区域按照预定的规则形状划分为所述网格。
作为本申请可选地方案，所述地表温度数据获取模块通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据。
作为本申请可选地方案，所述通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据，包括：对所述卫星数据进行预处理后，进行反演得到所述区域的地表温度数据。
作为本申请可选地方案，所述热异常数据获得模块对所述地表温度数据进行处理，获得热异常区；根据所述热异常区，设定阈值，对热异常值划分等级，获得所述热异常数据。
作为本申请可选地方案，所述热异常数据包括热异常值；所述评价数据获得模块将所述网格内的热异常值求平均，获得平均值，将所述平均值作为所述评价数据。
作为本申请可选地方案，所述热异常数据包括热异常区的面积；所述评价数据获得模块将所述热异常区的面积作为所述评价数据。
本申请的基于地表温度确定大气污染热点网格的方法及装置，将需要监测的区域划分为多个网格，通过地表温度数据确定其中污染较严重的热点网格，可对热点网格进行重点的、有针对性的监管，节约监管的资源；监测的对象不限于少数的企业，对小、散、乱的污染源也能起到监管的效果。
附图说明
图1是本申请一个实施例的基于地表温度确定大气污染热点网格的方法流程图。
图2是本申请一个实施例的基于地表温度确定大气污染热点网格的装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
为了更有效的利用监管资源，节省大气监管的人力、物力，本申请提出一种通过热点网格实现高效监测的方法，将需监测的区域划分为若干网格，再确定出其中的热点网格，作为重点的监测对象，提高监测的有效性。
图1是本发明一个实施例的基于地表温度确定大气污染热点网格的方法流程图。如图1所示，本申请的实施例一种基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，包括：
步骤S101、将需要监测的区域划分为多个网格。本步骤中，将需要监测大气污染程度的区域进行网格划分，对其中不同的网格，可采取不同是监管措施。
步骤S102、获取区域的地表温度数据。获取地表温度数据时，可通过区域的卫星数据进行处理，得到所需的地表温度数据。地表温度数据可以间接的反应区域的大气污染情况，通常情况下，一定范围内,地表温度数值高的区域，疑似为的大气污染严重的区域。通过卫星数据获得区域的地表温度数据较为方便，也可以通过其他方式获取区域的地表温度数据。
步骤S103、根据地表温度数据，获得区域的热异常数据。对区域的地表温度数据进行处理，将地表温度高于某数值(如高于50℃，可自定义此数值)的部分确定为热异常区，得到区域的热异常数据。
步骤S104、将热异常数据与区域的网格相匹配，获得每个网格的评价数据。本步骤中，将步骤S103获得的区域的热异常数据与步骤S101划分的区域网格相匹配，获得每个网格的热异常数据。通过对网格的热异常数据进行处理，获得每个网格的评价数据，评价数据可表征此网格的大气污染强度。
步骤S105、根据评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。通过评价数据表征网格的大气污染强度，依据预先设定的规则，从划分的网格中选择出热点网格。
通过上述的方法，监管部门可对所监管的区域进行网格划分，通过地表温度数据确定出其中的热点网格，对热点网格进行重点监测，使得大气污染监测有针对性，提高监测效率。
可选地，上述将需要监测的区域划分为多个网格，包括：将区域按照预定的规则形状划分为网格。如按照方块对区域进行网格划分，网格的尺寸可根据需要适当调整，本实施例中网格的大小为5公里×5公里。网格形状也可根据需要进行调整，满足将区域分为多个网格即可。
在获取区域的地表温度数据时，可通过卫星数据获取区域的地表温度数据。由卫星数据直接下载获取区域的地表温度数据，如通过MODIS数据MOD11产品，可以直接下载使用，获得区域的地表温度数据。
另一种方案中，通过卫星数据获取区域的地表温度数据，包括：对卫星数据进行预处理后，进行反演得到区域的地表温度数据。卫星数据可以是Landsat8数据、AVHRR数据等。
以来源于美国Landsat8卫星热红外传感器TIRS数据为例。首先，对卫星数据进行预处理，包括辐射定标、大气校正、影像拼接、条带去除等。对预处理后的卫星数据进行反演，反演可用劈窗算法，即利用两个相邻热红外通道测量值(一般为10.5～11.5μm、11.5～12.5μm)的各种组合来剔除大气的影响，进行大气和地表比辐射率的修正。本实施例中，利用11μm和12μm两个热红外波段的亮温数据的组合来消除大气影响，获取区域的地表温度数据。
可选地，根据地表温度数据，获得区域的热异常数据，包括：对地表温度数据进行处理，获得热异常区；根据热异常区，设定阈值，对热异常值划分等级，获得热异常数据。
基于地表温度数据，结合灰度图像形态学对地表温度数据进行处理，灰度图像形态学主要包括：腐蚀、膨胀、开运算和闭运算等。在获取的地表温度数据的基础上，利用灰度图像形态学对图像进行重建，消除细节和噪声，保留图像中地表温度数值超过预设值的热异常区。根据热异常区的信息，设定一组阈值，对热异常值(热异常区中的地表温度)划分等级，获得热异常数据。热异常数据可包括分等级的热异常值的分布及热异常区的面积等。
可选地，热异常数据包括热异常值，利用热异常值获得网格的评价数据时，首先将热异常数据与区域的网格相匹配，获得每个网格的热异常值分布数据。将网格内的热异常值求平均，获得平均值，将平均值作为评价数据。利用其它统计方法，如获得网格内的热异常值的总和、方差、标准差等也可作为网格的评价数据。
另一种方案中，热异常数据包括热异常区的面积，通过热异常区的面积获得网格的评价数据时，首先将热异常数据与区域的网格相匹配，获得每个网格内的热异常区的面积。将每个网格内的热异常区的面积作为评价数据。评价数据可表征此网格的大气污染强度。
获得网格的评价数据后，设定一预设值，将大于等于预设值的网格确定为热点网格。
另一种可实施的方案为，获得网格的评价数据后，根据评价数据的大小对各个网格进行排序，按照预设的比例值，将大气污染强度高的网格确定为热点网格。
本实施例基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，将需要监测大气污染的区域划分为多个网格，基于地表温度数据，确定其中的热点网格，热点网格作为重点污染区域，可有侧重的进行监测，提高大气污染监测的效果，避免人力、财力的浪费。
本申请的实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法。
本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有处理器程序,其中，该处理器程序用于执行上述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法。
图2是本发明一个实施例的基于地表温度确定大气污染热点网格的装置的示意图。如图2所示，本实施例还提供一种基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，包括：区域划分模块201、地表温度数据获取模块202、热异常数据获得模块203、评价数据获得模块204、热点网格确定模块205。
区域划分模块201将需要监测的区域划分为多个网格。
地表温度数据获取模块202用于获取区域的地表温度数据。
热异常数据获得模块203用于根据地表温度数据，获得区域的热异常数据。
评价数据获得模块204获得区域划分模块201划分的网格及热异常数据获得模块203的区域的热异常数据后，将热异常数据与区域的网格相匹配，获得每个网格的评价数据。
热点网格确定模块205用于根据评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。
作为本实施例可选地方案，区域划分模块201将区域按照预定的规则形状划分为网格。
作为本实施例可选地方案，地表温度数据获取模块202通过卫星数据直接获取区域的地表温度数据。
另一种方案中，地表温度数据获取模块202通过卫星数据获取区域的地表温度数据，包括：对卫星数据进行预处理后，进行反演得到区域的地表温度数据。
作为本实施例可选地方案，热异常数据获得模块203对地表温度进行处理，获得热异常区；根据热异常区，设定阈值，对热异常值划分等级，获得热异常数据。
可选地，热异常数据包括热异常值；评价数据获得模块204将网格内的热异常值求平均，获得平均值，将平均值作为评价数据。利用其它统计方法，如获得网格内的热异常值的总和、方差、标准差等也可作为网格的评价数据。
另一种方案中，热异常数据包括热异常区的面积；评价数据获得模块204将热异常区的面积作为评价数据。
热点网格确定模块205获得网格的评价数据后，设定一预设值，将大于等于预设值的网格确定为热点网格。
另一种可实施的方案为，热点网格确定模块205获得网格的评价数据后，根据评价数据的大小对各个网格进行排序，按照预设的比例值，将大气污染强度高的网格确定为热点网格。
本申请的基于地表温度确定大气污染热点网格的方法及装置，将需要监测的区域划分为多个网格，通过地表温度数据确定其中污染较严重的热点网格，可对热点网格进行持续的的监测，节约监管的资源；监测的对象不限于少数的企业，对小、散、乱的污染源也能起到监管的效果；还可避免对监测的人为干扰。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (14)
1.一种基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，包括：
将需要监测的区域划分为多个网格；
获取所述区域的地表温度数据；
根据所述地表温度数据，获得所述区域的热异常数据；
将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据；
根据所述评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。
2.根据权利要求1所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，所述将需要监测的区域划分为多个网格，包括：
将所述区域按照预定的规则形状划分为所述网格。
3.根据权利要求1所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，所述获取所述区域的地表温度数据，包括：
通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据。
4.根据权利要求3所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，所述通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据，包括：
对所述卫星数据进行预处理后，进行反演得到所述区域的地表温度数据。
5.根据权利要求1所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，所述根据所述地表温度数据，获得所述区域的热异常数据，包括：
对所述地表温度数据进行处理，获得热异常区；
根据所述热异常区，设定阈值，对热异常值划分等级，获得所述热异常数据。
6.根据权利要求1所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，所述热异常数据包括热异常值；
所述将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据，包括：将所述网格内的热异常值求平均，获得平均值，将所述平均值作为所述评价数据。
7.根据权利要求1所述基于地表温度确定大气污染热点网格的方法，其特征在于，所述热异常数据包括热异常区的面积；
所述将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据，包括：将所述热异常区的面积作为所述评价数据。
8.一种基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，包括：
区域划分模块，将需要监测的区域划分为多个网格；
地表温度数据获取模块，获取所述区域的地表温度数据；
热异常数据获得模块，根据所述地表温度数据，获得所述区域的热异常数据；
评价数据获得模块，将所述热异常数据与所述区域的网格相匹配，获得每个所述网格的评价数据；
热点网格确定模块，根据所述评价数据，将达到预设值的网格确定为热点网格。
9.根据权利要求8所述基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，所述区域划分模块将所述区域按照预定的规则形状划分为所述网格。
10.根据权利要求8所述基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，所述地表温度数据获取模块通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据。
11.根据权利要求10所述基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，所述通过卫星数据获取所述区域的地表温度数据，包括：对所述卫星数据进行预处理后，进行反演得到所述区域的地表温度数据。
12.根据权利要求8所述基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，所述热异常数据获得模块对所述地表温度数据进行处理，获得热异常区；根据所述热异常区，设定阈值，对热异常值划分等级，获得所述热异常数据。
13.根据权利要求8所述基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，所述热异常数据包括热异常值；
所述评价数据获得模块将所述网格内的热异常值求平均，获得平均值，将所述平均值作为所述评价数据。
14.根据权利要求8所述基于地表温度确定大气污染热点网格的装置，其特征在于，所述热异常数据包括热异常区的面积；
所述评价数据获得模块将所述热异常区的面积作为所述评价数据。
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