EP3602324A1 - Method for mapping the concentration of an analyte in an environment - Google Patents

Method for mapping the concentration of an analyte in an environment

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EP3602324A1
EP3602324A1 EP18722647.7A EP18722647A EP3602324A1 EP 3602324 A1 EP3602324 A1 EP 3602324A1 EP 18722647 A EP18722647 A EP 18722647A EP 3602324 A1 EP3602324 A1 EP 3602324A1
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EP
European Patent Office
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vector
state vector
observation
resulting
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
EP18722647.7A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Franck LASCAUX
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Elichens
Original Assignee
Elichens
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Filing date
Publication date
Application filed by Elichens filed Critical Elichens
Publication of EP3602324A1 publication Critical patent/EP3602324A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0073Control unit therefor
    • G01N33/0075Control unit therefor for multiple spatially distributed sensors, e.g. for environmental monitoring
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
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    • G01N27/3271Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3274Corrective measures, e.g. error detection, compensation for temperature or hematocrit, calibration
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    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0031General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
    • G01N33/0068
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
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    • G06F17/16Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
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    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air

Definitions

  • the technical field of the invention is the mapping of analytes in the environment, and more particularly a mapping of pollutant molecules or particles harmful to the environment.
  • the model takes into account the recirculation vortex formed in the street, the aerological turbulence resulting from road traffic, ambient pollution from other streets, and the wind circulating at the level of the canopy, that is to say above the urban environment.
  • OSPM a parameterised street pollution model
  • Environmental Monitoring and Assessment 65: 323-331, 2000 also presents the assumptions on which the OSPM model is based, as well as an experimental validation of this model.
  • Silver JD publication Dynamic parameter estimation for a street canyon air quality model ", Envionmental Modeling & Software, Volume 47, 2013-06-25, describes a method, implementing a Kalman filter, to obtain the parameters of an OSPM type model. .
  • Pollution models may be confronted with measurements carried out locally, these measures allowing a registration; the confrontation between measured observations and a theoretical model is referred to as "data assimilation”.
  • a data assimilation technique is for example described in the publication Nguyen C. "Evaluation of Data assimilation Method at the Urban Scale With the Sirane Model”. The publication describes an adjustment of a nitrogen dioxide dispersion model in urban areas by taking into account measurements made by 16 measurement stations distributed in a city. A similar technique is described in Tilloy A. "Blue-based N02 data assimilation at urban scale," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, Vol 118, 2031-2040.
  • the invention aims to improve the methods described in the publications, so as to improve the confrontation between the models and measurements made by sensors distributed in the modeled environment.
  • An object of the invention is a method of estimating a mapping of the concentration of an analyte in an environment, from sensors distributed in said environment,
  • each sensor generating a measurement of the analyte concentration at different measurement times, the measurements made by each sensor at each measurement instant forming an observation vector, each term of which corresponds to a measurement resulting from a sensor;
  • the spatially-meshed environment defining a plurality of cells, the concentration or quantity of the analyte at each cell, at each measurement instant, forming a vector, said state vector, of which each term corresponds to a concentration or an amount of analyte in a mesh;
  • step c) comparing the estimation of the observation vector, obtained in step b) to the measured observation vector resulting from step a), and, from the comparison, determining an overall bias at time of measurement, the global bias being a scalar representative of the comparison between several terms respectively of the estimated observation vector and the measured observation vector;
  • step d) correction of the state vector from step b) as a function of the overall bias obtained in step c), to obtain a state vector said debonded at the measurement instant;
  • step d from the debonded state vector obtained in step d), the bit rate estimate of the observation vector at said measurement instant;
  • step g updating the state vector at the measurement instant, the latter being replaced by a sum of the debonded state vector resulting from step d) to the local correction vector resulting from step f), the updating of the state vector making it possible to estimate the mapping of the concentration of the analyte in different meshes of the environment.
  • step c) is preferably a scalar, the latter being subtracted from each term of the state vector in step d).
  • Step d) is therefore a global correction step.
  • the analyte may be a molecule or particle dispersed in a gas. It is usually an analyte considered harmful to the environment or the population.
  • the environment may be a geographical area, such as an urban area, whose air may be affected by pollution.
  • the local correction vector is a vector whose terms may be different from each other, and are generally different from each other. At least two terms of the local correction vector are different from each other. Step g) is therefore a local correction step, the state vector being updated as a function of local variations of the analyte concentration.
  • the method may include any of the following features, taken alone or in combination:
  • the observation vector is estimated by applying a matrix, said observation operator, to the state vector.
  • This matrix makes it possible to interpolate the values of the state vector at each position respectively occupied by the different sensors.
  • Each term of the state vector is associated with a mesh and a sensor, the term being even higher than said mesh is close to the sensor.
  • Step c) comprises the following sub-steps:
  • Step d) comprises subtracting the global bias at different terms, and preferably at each term, from the state vector.
  • step e) the estimated output of the observation vector is obtained by applying a matrix, said observation operator, to the debated state vector.
  • step f) the correction vector is determined according to the following substeps: fi) establishment of a comparison vector, resulting from a comparison, term by term, in the form of a subtraction or a ratio, between the observation vector resulting from step a) and the bit rate estimate of the observation vector resulting from step e);
  • step g) applying the gain matrix to the comparison vector so as to form a correction vector.
  • step g) the method comprises a step h) of iterative updating of the state vector, at each iteration being associated an iteration row, step h) comprising the following substeps:
  • hi taking into account a gain matrix corresponding to the rank of the iteration; hii) determining a comparison vector, associated with said rank of the iteration, by comparing the observation vector resulting from step a) with a vector resulting from the application of a matrix, said observation operator , the state vector resulting from step g), or resulting from a previous iteration;
  • each sensor can be assigned a neighborhood extending at a maximum distance, the terms of the gain matrix associated with said sensor being non-zero for the cells located at the within said neighborhood, the gain matrix terms associated with meshes outside the neighborhood being zero or less than the terms of the gain matrices associated with the meshes within the neighborhood.
  • Each term of the gain matrix is associated with a mesh and a sensor, the value of the term being all the higher as the mesh is close to the sensor.
  • Each term of the observation operator is associated with a mesh and a sensor, the value of the term being all the higher as the mesh is close to the sensor.
  • step b) the state vector is formed using a model derived from data on environmental road traffic, environmental topography, and environmental meteorological data.
  • the resulting model in an analyte concentration at each mesh. This is particularly an OSPM type model described in the publications cited in connection with the prior art.
  • the method comprises the following steps: taking into account a state vector, referred to below, at a time subsequent to the instant of measurement;
  • the correction may consist of adding, to the subsequent state monitor, a difference between the updated state vector and the state vector at the measurement time.
  • Fig 1A is the plan of a studied urban area, in which measurement sensors are distributed.
  • FIG. 1B is a mapping of an analyte, in this case nitrogen dioxide, this mapping being obtained by application of an OSPM type model.
  • Figure 2 shows the main steps of a method according to the invention.
  • FIG. 3A represents the mapping of FIG. 1B after taking into account a global bias.
  • Figure 3B shows a two-dimensional representation of the positive terms of a local correction vector.
  • Figure 3C shows a two-dimensional representation of the negative terms of a local correction vector.
  • FIG. 1A shows a plan of an urban area in which a two-dimensional mapping of the concentration of an analyte is modeled according to a model known from the prior art, for example the OSPM model previously mentioned.
  • the analyte is a nitrogen dioxide molecule.
  • the analyte is a chemical molecule or particle whose dispersion in the environment is desired to be known, that is, a spatial distribution of its concentration or amount. It can especially be an analyte from traffic.
  • Figure 1B shows a map of nitrogen dioxide in the streets of the urban area shown in Figure 1A. In FIG. 1B, the gray levels correspond to a concentration of nitrogen dioxide expressed in ppb.
  • a geographic grid of the urban area it is possible to define a geographic grid of the urban area, and to form, on the basis of the model, a vector, called a state vector (t), of which each term M m (t) corresponds to a concentration of nitrogen dioxide modeled at a mesh 20 m at a time t, for example at each center of mesh.
  • the index m is a strictly positive integer denoting a mesh.
  • the size of the state vector (t) is (N m , 1), where N m represents the number of meshes considered.
  • Each term of the state vector is obtained by applying a predictive model, such as the OSPM model described in connection with the prior art, taking into account data related to urban traffic, meteorological parameters, such as the temperature and / or the wind speed, as well as the three-dimensional topography of the environment, for example the geometry of the streets as well as the height of the buildings between each street.
  • FIG. 1A shows, in the form of dots, simulated locations of sensors (10p), the index p being a strictly positive integer designating a sensor.
  • each sensor is a nitrogen dioxide sensor, measuring a concentration p (t) in this analyte at each measurement time t.
  • the measured concentrations c p (t) form a vector C (t), said observation vector, at the measurement instant, each term of which is a concentration measured by a sensor at the instant of measurement.
  • the dimension of the vector C (t) is (N p , 1), where N p represents the number of sensors considered.
  • the sensors are connected to a processor, for example a microprocessor, the latter being programmed to execute instructions for implementing the method described in this application.
  • the method described below aims at updating the state vector, so as to increase the accuracy of the mapping of the zone. considered, taking into account the measurements made by each sensor. Indeed, some local features, not taken into account by the model, can have a local influence on the distribution of the analyte. It can especially be a traffic jam.
  • the invention makes it possible to take them into account. The main steps of the process are shown in FIG.
  • the distance between two adjacent sensors is less than 500 m, or even 200 m.
  • the method described below is all the more effective as the number of sensors is high.
  • the number of sensors is greater than 2 or 3 per km 2 .
  • the use of a dozen or twenty sensors is not enough to perform a sufficiently effective update of the map.
  • Step 100 Data Acquisition This involves obtaining the state vector (t) from the modeled cartography and the observation vector C (t) from the sensors.
  • FIG. 1B corresponds to a two-dimensional representation of the state vector (£), obtained by establishing a correspondence between each term of this vector and a two-dimensional spatial coordinate M m (t) corresponding to a 20 m mesh.
  • the observation vector C (t) is obtained by simulation on the basis of established concentrations, at each sensor 10 p , based on the model. A bias is added, as well as an error term, the latter following a Gaussian law.
  • Step 110 Estimation of the observation vector from the state vector.
  • the estimation of the observation vector can be obtained by applying an H matrix, called the observation operator, to the state vector (t) in the form of a matrix product.
  • the matrix H makes it possible to spatially interpolate the measured data forming the observation vector C (t) so as to obtain, from the state vector, estimates Cp (t) of the concentration of nitrogen dioxide at the level of of each sensor 10 p .
  • the matrix H is of dimension (N p , N m ). Each line and each column of the matrix H are respectively associated with a 10 p sensor and a 20 m mesh.
  • the terms of the matrix H (p, m) depend on the relative position of a sensor 10 p with respect to the different meshes 20 m .
  • the line H (p,.) Of the matrix H corresponding to said sensor 10 p has only 0, except at the column corresponding to said mesh.
  • the matrix is such that on a line H (p,.) Corresponding to a sensor, the term of each column is even higher than the column is associated with a mesh located near the sensor.
  • the terms of the matrix H are between 0 and 1.
  • each term of the observation vector C (t) is compared to the term, corresponding to the same sensor 10 p , of the estimation of the observation vector C (t) resulting from step 110.
  • comparison can take the form of a subtraction or a term-to-term ratio.
  • a global bias ⁇ ( ⁇ ) is calculated, the bias representing, at the time of measurement t, an overall comparison between the observation vector C (t) and its estimate C (t).
  • Global bias is a scalar quantity. It can in particular be determined from an average or a median of a term-by-term comparison of the vectors C (t) and C (t).
  • Step 130 Debugging of the state vector.
  • the state vector (t) is corrected for the global bias ⁇ ( ⁇ ), by subtracting the global bias at each term of the state vector.
  • '(t) (t) - E (t) (3)
  • E (t) is a vector of bias, of dimension (N m , 1), each term of which is equal to the global bias ⁇ ( ⁇ ) ⁇
  • debinded means unbiased and corresponds to the term Anglosaxon "unbiased".
  • debinding means removing bias.
  • This step forms a first correction of the state vector, based on an overall bias calculated on the basis of the observations obtained by the sensors 10 p .
  • a bias may be due to emissions affecting the entire urban area studied, for example, caused by district heating or diffuse pollution.
  • the inventors have observed that the taking into account of such global bias allows a significant improvement in the accuracy of the state vector M ⁇ t).
  • FIG. 3A shows a two-dimensional representation of the debonded state vector M 't).
  • the bias value is 9.2 ⁇ g / m 3 .
  • Step 140 Estimated estimation of the observation vector.
  • step 140 the debonded state vector M 't), resulting from step 130, is confronted with the measurements from the sensors 10 p .
  • Step 150 Confrontation of the debated state vector M 't) to the measurements.
  • a comparison is carried out, term by term, between the estimated bit rate of the observation vector C '(t), resulting from step 140, with the observation vector C (t). established in step 100.
  • the comparison may take the form of a subtraction or a ratio.
  • the vector local comparison comp (t) is of dimension (N p , 1).
  • the comparison is a vector quantity.
  • the terms of the local comparison vector comp (t) may be different from each other, and are independent of one another.
  • Step 160 update the state vector.
  • the state vector is subject to a second correction, called local correction, based on the local comparison vector comp (t) formed during step 150.
  • a matrix, called gain matrix K makes it possible to weight the correction to be made as a function of the distance of a mesh 20 m from each sensor 10 p .
  • the gain matrix is of dimension (N m , N p ).
  • Each line and each column of the gain matrix are respectively associated with a 20 m mesh and a 10 p sensor.
  • the terms of a line K (m,.), Corresponding to a mesh 20 m are even higher than a sensor 10 p , corresponding to a column, is close to the mesh.
  • K (m, p) of a gain matrix are preferably less than or equal to 1.
  • This operation is equivalent to applying a local correction vector corr (t) to the debated state vector '(t) to obtain a corrected (or updated) state vector M * (t).
  • the local correction vector is not uniform.
  • the correction of the state vector is not uniform, as during debinding, but differs from one term of the state vector to another.
  • Figures 3B and 3C illustrate this aspect, and represent respectively the positive and negative terms of the vector of correction corr (t) to the different meshes of the cartography. It is observed that the correction is local, the correction being greater in some parts than in others. It can be negative in some parts, and positive in other parts.
  • the method allows, with a sufficiently high density of sensors, to obtain a map taking into account local traffic characteristics, for example the occurrence of a traffic jam.
  • the combination between the taking into account of a global bias, followed by a local correction step, makes it possible to improve the spatial resolution of the cartography resulting from the updated state vector. It allows in particular the consideration of local evolutions, affecting only a few 20 m meshes. The cartography obtained is thus more responsive to the occurrence of local particularities.
  • step 170 updating the state vector K is performed iteratively, by modifying the gain matrix at each iteration.
  • n the rank of each iteration, and K n , the gain matrix associated with each iteration
  • step 170 comprises an update of the state vector resulting from step 160, or from a previous iteration n - 1 so that:
  • Mn (t) is the state vector updated during the iteration of rank n
  • C (t) is the previously measured measured observation vector
  • H is the previously defined observation operator.
  • Step 170 is repeated until an iteration criterion is reached.
  • a criterion can be a predetermined number N n of iterations, or a sufficiently small difference between two successive updates of the state vector j ⁇ (t), Wn + i (- each gain matrix K n can be determined during each iteration n, as a function of a weight w ⁇ p assigned to each iteration, the indices m and p respectively representing a row and a column of the gain matrix K n
  • the weight is defined according to the following expression :
  • Rn iP is a maximum influence radius associated with each 10 p sensor; for example, the radius of influence of a sensor disposed in the middle of a place may be greater than the radius of influence of a sensor disposed in a narrow street.
  • r mp is a distance between a 10 p sensor and a 20 m mesh.
  • K n (m, p) is then such that:
  • each sensor 10 p is associated with a neighborhood V n> v , the extent of which depends on the maximum influence radius ff np associated with the sensor 10 p . It is considered that the concentrations of the analyte in the 20 m cells located in this vicinity are impacted by the measurement resulting from the 10 p sensor.
  • R np R n .
  • the neighborhood V n> v associated with a sensor 10 p that is to say the cells 20 m at which the concentration can be influenced by a measurement made by the sensor, is not circular, but has a predetermined shape, taking into account the topography, and in particular the presence of buildings around the sensor and / or the dimensions of a street in which the sensor is placed.
  • the vicinity of a sensor located in a street may for example extend significantly in a direction parallel to the axis of the street and lower in a direction perpendicular to the axis of the street.
  • the method may include a step 200 of predicting the state vector at a time t + dt subsequent to the measurement time t.
  • a state vector M (t + dt) provided by the model, in this case the OSPM model.
  • the time interval dt can to be of the order of one hour.
  • the state vector M (t + dt) can then be corrected by using the state vector updated at the measurement instant t, according to the following expression:
  • the local correction made to the model M (t + dt) depends on a variation between the vectors of states at the respective measurement instants t and t + dt, and of the state vector updated at the measurement instant t, whether it be ⁇ (t) or M * (t). It is observed that the correction of the subsequent state vector does not require new measurements, and is performed with respect to the state vector updated at the measurement instant.
  • the state vector is established is OSPM type, but other models known to those skilled in the art can be applied to form the state vectors at each measurement instant.

Abstract

The invention relates to a method for mapping the concentration of an analyte in an environment, from sensors distributed in said environment, each sensor (10p) generating a measurement of the analyte concentration at different measuring intervals, the measurements made by each sensor at each measuring interval (t) forming an observation vector (0(f)), each term of which corresponds to a measurement derived from a sensor; the environment being the subject of spatial meshwork defining a plurality of meshes (20n), the concentration at the level of each mesh, at each measuring interval, forming a vector, called a state vector (M(t)), each term of which corresponds to an analyte concentration in a mesh; the method comprising: a correction, called global correction, of the state vector by a bias determined in positions occupied by measurement vectors, so as to obtain an unbiased vector; a correction, called local correction, of the state vector thus obtained, based on a correction vector.

Description

Procédé d'établissement d'une cartographie de la concentration d'un analvte dans un environnement  Method for establishing a mapping of the concentration of an analyte in an environment
Description  Description
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
Le domaine technique de l'invention est la cartographie d'analytes dans l'environnement, et plus particulièrement une cartographie de molécules polluantes ou de particules nocives pour l'environnement. The technical field of the invention is the mapping of analytes in the environment, and more particularly a mapping of pollutant molecules or particles harmful to the environment.
ART ANTERIEUR PRIOR ART
L'obtention de cartographies décrivant la distribution spatiale de concentrations en molécules ou en particules nocives est un besoin répondant à une attente de la population et des autorités, en particulier dans les zones urbaines. De nombreux modèles ont été développés, permettant d'établir des cartographies de pollution atmosphérique et de prévoir leurs évolutions temporelles. Il est alors possible de modéliser la pollution de l'air en milieu urbain en situation de routine, ou en situation accidentelle, par exemple suite à un accident chimique ou nucléaire. La couverture géographique peut se limiter à quelques km2, voire à l'échelle d'un pays ou d'un continent dans les applications visant à modéliser le transport à grande échelle de polluants. A partir de données relatives aux sources d'émissions de polluants, et en considérant des paramètres liés aux conditions topographiques ou météorologiques, les modèles permettent d'établir la distribution spatiale de concentrations de molécules ou de particules polluantes dans l'environnement, ce dernier faisant l'objet d'un maillage spatial. Obtaining maps describing the spatial distribution of concentrations of molecules or harmful particles is a need that meets the expectations of the population and the authorities, particularly in urban areas. Numerous models have been developed, making it possible to establish atmospheric pollution maps and predict their temporal evolutions. It is then possible to model urban air pollution in a routine situation, or in an accident situation, for example following a chemical or nuclear accident. Geographic coverage may be limited to a few km 2 or even a country or continent scale in applications to model large scale transport of pollutants. Using data on the sources of pollutant emissions, and considering parameters related to topographic or meteorological conditions, the models make it possible to establish the spatial distribution of concentrations of molecules or particulate pollutants in the environment, the latter making the object of a spatial mesh.
La publication Berkowicz . "Modelling traffic pollution in streets", January 1997, issue du National Environmental Research Institute, organisme danois, décrit par exemple un modèle de dispersion spatiale de polluants adaptés aux spécificités des milieux urbains. En effet, en milieu urbain, la topographie particulière formée de rues séparées par des bâtiments justifie une approche spécifique, tenant compte de la formation de vortex de circulation d'air au niveau des rues, ces vortex joutant un rôle déterminant dans la dispersion de la pollution atmosphérique. De tels modèles sont désignés par les termes "Street Canyon Model" ou "Street Model". La publication précitée décrit un modèle d'estimation de la pollution en milieu urbain désigné par l'acronyme OSPM, signifiant "Operational Street Pollution Model", que l'on peut traduire par modèle opérationnel de pollution urbaine. Selon ce modèle, à partir de l'émission d'un polluant dans une rue, dépendant du nombre de véhicules et d'une émission moyenne par véhicule, le modèle prend en compte le vortex de recirculation formé dans la rue, la turbulence aérologique résultant du trafic routier, la pollution ambiante, provenant d'autres rues, ainsi que le vent circulant au niveau de la canopée, c'est-à-dire dessus du milieu urbain. La publication Berkowicz . "OSPM, a parameterised street pollution model", Environmental Monitoring and Assessment 65:323-331, 2000," présente également les hypothèses sur lesquelles se base le modèle OSPM, ainsi qu'une validation expérimentale de ce modèle. La publication Silver J.D. "Dynamic parameter estimation for a street canyon air quality model", Envionmental Modelling & Software, vol. 47, 2013-06-25, décrit un procédé, mettant en oeuvre un filter de Kalman, pour obtenir les paramètres d'un modèle de type OSPM. The publication Berkowicz. "Modeling traffic pollution in streets", January 1997, issue of the Danish National Environmental Research Institute, describes for example a model of spatial dispersion of pollutants adapted to the specificities of urban environments. Indeed, in urban areas, the particular topography of streets separated by buildings justifies a specific approach, taking into account the formation of vortices of air circulation at the street level, these vortices playing a decisive role in the dispersion of the atmospheric pollution. Such models are referred to as "Street Canyon Model" or "Street Model". The aforementioned publication describes an urban pollution estimation model designated by the acronym OSPM, meaning "Operational Street Pollution Model", which can be translated by operational model of urban pollution. According to this model, from the emission of a pollutant in a street, depending on the number of vehicles and an average emission per vehicle, the model takes into account the recirculation vortex formed in the street, the aerological turbulence resulting from road traffic, ambient pollution from other streets, and the wind circulating at the level of the canopy, that is to say above the urban environment. The publication Berkowicz. "OSPM, a parameterised street pollution model", Environmental Monitoring and Assessment 65: 323-331, 2000, "also presents the assumptions on which the OSPM model is based, as well as an experimental validation of this model." Silver JD publication " Dynamic parameter estimation for a street canyon air quality model ", Envionmental Modeling & Software, Volume 47, 2013-06-25, describes a method, implementing a Kalman filter, to obtain the parameters of an OSPM type model. .
Certains modèles peuvent être affectés d'un biais. La publication Costa M. "Bias-correction of Kalman filter estimators associated to a linear state space model with estimated parameters", Journal of Statistical Planning and inference 176 (2016) 22-32, adresse ce problème en mettant en œuvre un filtre de Kalman, dont chaque itération comporte une estimation d'un biais. La question du biais affectant un modèle est également abordée dans CN105373673. Some models may be biased. The publication Costa M., "Journal of Statistical Planning and Inference 176 (2016) 22-32, addresses this problem by implementing a Kalman filter. , each iteration includes an estimate of a bias. The issue of bias affecting a model is also discussed in CN105373673.
Les modèles de pollution peuvent être confrontés à des mesures réalisées localement, ces mesures permettant un recalage ; la confrontation entre des observations mesurées et un modèle théorique est désignée par le terme "assimilation de données". Une technique d'assimilation de données est par exemple décrite dans la publication Nguyen C. "Evaluation of Data assimilation Method at the Urban Scale With the Sirane Model". La publication décrit un ajustement d'un modèle de dispersion de dioxyde d'azote en milieu urbain par la prise en compte de mesures effectuées par 16 stations de mesures réparties dans une ville. Une technique similaire est décrite dans la publication Tilloy A. "Blue-based N02 data assimilation at urban scale", Journal of Geophysical research:Atmospheres, Vol 118, 2031-2040. Pollution models may be confronted with measurements carried out locally, these measures allowing a registration; the confrontation between measured observations and a theoretical model is referred to as "data assimilation". A data assimilation technique is for example described in the publication Nguyen C. "Evaluation of Data assimilation Method at the Urban Scale With the Sirane Model". The publication describes an adjustment of a nitrogen dioxide dispersion model in urban areas by taking into account measurements made by 16 measurement stations distributed in a city. A similar technique is described in Tilloy A. "Blue-based N02 data assimilation at urban scale," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, Vol 118, 2031-2040.
L'invention vise à perfectionner les méthodes exposées dans les publications, de façon à améliorer la confrontation entre les modèles et des mesures effectuées par des capteurs répartis dans l'environnement modélisé. The invention aims to improve the methods described in the publications, so as to improve the confrontation between the models and measurements made by sensors distributed in the modeled environment.
EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
Un objet de l'invention est un procédé d'estimation d'une cartographie de la concentration d'un analyte dans un environnement, à partir de capteurs répartis dans ledit environnement,  An object of the invention is a method of estimating a mapping of the concentration of an analyte in an environment, from sensors distributed in said environment,
chaque capteur générant une mesure de la concentration en analyte en différents instants de mesure, les mesures réalisées par chaque capteur à chaque instant de mesure formant un vecteur d'observation, dont chaque terme correspond à une mesure issue d'un capteur ; l'environnement faisant l'objet d'un maillage spatial définissant une pluralité de mailles, la concentration ou la quantité de l'analyte au niveau de chaque maille, à chaque instant de mesure, formant un vecteur, dit vecteur d'état, dont chaque terme correspond à une concentration ou à une quantité d'analyte en une maille ; each sensor generating a measurement of the analyte concentration at different measurement times, the measurements made by each sensor at each measurement instant forming an observation vector, each term of which corresponds to a measurement resulting from a sensor; the spatially-meshed environment defining a plurality of cells, the concentration or quantity of the analyte at each cell, at each measurement instant, forming a vector, said state vector, of which each term corresponds to a concentration or an amount of analyte in a mesh;
le procédé comportant les étapes suivantes : the process comprising the following steps:
a) à partir des mesures effectuées par chaque capteur, obtention d'un vecteur d'observation, dit mesuré, à un instant de mesure ;  a) from the measurements made by each sensor, obtaining an observation vector, said measured, at a measurement instant;
b) obtention d'un vecteur d'état à l'instant de mesure et, à partir du vecteur d'état, estimation d'un vecteur d'observation audit instant de mesure ;  b) obtaining a state vector at the measurement instant and, from the state vector, estimating an observation vector at said measurement instant;
c) comparaison de l'estimation du vecteur d'observation, obtenue à l'étape b) au vecteur d'observation mesuré résultant de l'étape a), et, à partir de la comparaison, détermination d'un biais global à l'instant de mesure, le biais global étant un scalaire représentatif de la comparaison entre plusieurs termes respectivement du vecteur d'observation estimé et du vecteur d'observation mesuré;  c) comparing the estimation of the observation vector, obtained in step b) to the measured observation vector resulting from step a), and, from the comparison, determining an overall bias at time of measurement, the global bias being a scalar representative of the comparison between several terms respectively of the estimated observation vector and the measured observation vector;
d) correction du vecteur d'état issu de l'étape b) en fonction du biais global obtenu lors de l'étape c), pour obtenir un vecteur d'état dit débiaisé à l'instant de mesure ;  d) correction of the state vector from step b) as a function of the overall bias obtained in step c), to obtain a state vector said debonded at the measurement instant;
e) à partir du vecteur d'état débiaisé obtenu lors de l'étape d), estimation débiaisée du vecteur d'observation audit instant de mesure ;  e) from the debonded state vector obtained in step d), the bit rate estimate of the observation vector at said measurement instant;
f) comparaison de l'estimation débiaisée du vecteur d'observation résultant de l'étape e) avec le vecteur d'observation mesuré résultant de l'étape a), et, à partir de la comparaison, détermination d'un vecteur de correction locale ;  f) comparing the streamed estimate of the observation vector resulting from step e) with the measured observation vector resulting from step a), and, from the comparison, determining a correction vector local ;
g) mise à jour du vecteur d'état à l'instant de mesure, ce dernier étant remplacé par une somme du vecteur d'état débiaisé résultant de l'étape d) au vecteur de correction locale résultant de l'étape f), la mise à jour du vecteur d'état permettant d'estimer la cartographie de la concentration de l'analyte en différentes mailles de l'environnement. g) updating the state vector at the measurement instant, the latter being replaced by a sum of the debonded state vector resulting from step d) to the local correction vector resulting from step f), the updating of the state vector making it possible to estimate the mapping of the concentration of the analyte in different meshes of the environment.
Le biais global déterminé lors de l'étape c) est de préférence un scalaire, ce dernier étant soustrait de chaque terme du vecteur d'état lors de l'étape d). L'étape d) est donc une étape de correction globale. The overall bias determined in step c) is preferably a scalar, the latter being subtracted from each term of the state vector in step d). Step d) is therefore a global correction step.
L'analyte peut être une molécule ou une particule, dispersée dans un gaz. Il s'agit généralement d'un analyte considéré comme nocif pour l'environnement ou la population. L'environnement peut être une zone géographique, telle une zone urbaine, dont l'air peut être affecté par une pollution. Le vecteur de correction locale est un vecteur dont les termes peuvent être différents les uns des autres, et le sont même généralement. Au moins deux termes du vecteur de correction locale sont différents les uns des autres. L'étape g) est donc une étape de correction locale, le vecteur d'état étant mis à jour en fonction de variations locales de la concentration en analyte. Le procédé peut comporter l'une des caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison : The analyte may be a molecule or particle dispersed in a gas. It is usually an analyte considered harmful to the environment or the population. The environment may be a geographical area, such as an urban area, whose air may be affected by pollution. The local correction vector is a vector whose terms may be different from each other, and are generally different from each other. At least two terms of the local correction vector are different from each other. Step g) is therefore a local correction step, the state vector being updated as a function of local variations of the analyte concentration. The method may include any of the following features, taken alone or in combination:
lors de l'étape b), le vecteur d'observation est estimé en appliquant une matrice, dit opérateur d'observation, au vecteur d'état. Cette matrice permet d'interpoler les valeurs du vecteur d'état à chaque position respectivement occupée par les différents capteurs. Chaque terme du vecteur d'état est associé à une maille et à un capteur, le terme étant d'autant plus élevé que ladite maille est proche du capteur.  during step b), the observation vector is estimated by applying a matrix, said observation operator, to the state vector. This matrix makes it possible to interpolate the values of the state vector at each position respectively occupied by the different sensors. Each term of the state vector is associated with a mesh and a sensor, the term being even higher than said mesh is close to the sensor.
L'étape c), comprend les sous étapes suivantes :  Step c) comprises the following sub-steps:
ci) établissement de comparaisons, par exemple sous la forme d'une soustraction ou d'un ratio, entre différents termes du vecteur d'observation estimé lors de l'étape b) et du vecteur d'observation mesuré lors de l'étape a) ; cii) calcul d'une valeur moyenne ou médiane de chaque comparaison résultant de la sous-étape ci);  ci) making comparisons, for example in the form of a subtraction or a ratio, between different terms of the observation vector estimated during step b) and the observation vector measured during step a ); cii) calculation of a mean or median value of each comparison resulting from sub-step ci);
ciii) obtention du biais global à partir de la valeur moyenne ou médiane résultant de la sous-étape cii).  ciii) obtaining the overall bias from the mean or median value resulting from sub-step cii).
- L'étape d) comporte une soustraction du biais global à différents termes, et de préférence à chaque terme, du vecteur d'état.  Step d) comprises subtracting the global bias at different terms, and preferably at each term, from the state vector.
Lors de l'étape e), l'estimation débiaisée du vecteur d'observation est obtenue en appliquant une matrice, dit opérateur d'observation, au vecteur d'état débiaisé.  During step e), the estimated output of the observation vector is obtained by applying a matrix, said observation operator, to the debated state vector.
Lors de l'étape f), le vecteur de correction est déterminé selon les sous-étapes suivantes: fi) établissement d'un vecteur de comparaison, résultant d'une comparaison, terme à terme, sous la forme d'une soustraction ou d'un ratio, entre le vecteur d'observation résultant de l'étape a) et l'estimation débiaisée du vecteur d'observation résultant de l'étape e) ;  In step f), the correction vector is determined according to the following substeps: fi) establishment of a comparison vector, resulting from a comparison, term by term, in the form of a subtraction or a ratio, between the observation vector resulting from step a) and the bit rate estimate of the observation vector resulting from step e);
fii) prise en compte d'une matrice de gain, dont chaque terme est associé à une maille et à un capteur, le terme étant d'autant plus élevé que la maille est proche du capteur.  fii) taking into account a gain matrix, each term of which is associated with a mesh and a sensor, the term being all the higher as the mesh is close to the sensor.
fiii) application de la matrice de gain au vecteur de comparaison de façon à former un vecteur de correction. Suite à l'étape g), le procédé comporte une étape h) de mise à jour itérative du vecteur d'état, à chaque itération étant associé un rang d'itération, l'étape h) comportant les sous-étapes suivantes : fiii) applying the gain matrix to the comparison vector so as to form a correction vector. Following step g), the method comprises a step h) of iterative updating of the state vector, at each iteration being associated an iteration row, step h) comprising the following substeps:
hi) prise en compte d'une matrice de gain correspondant au rang de l'itération; hii) détermination d'un vecteur de comparaison, associé audit rang de l'itération, en comparant le vecteur d'observation résultant de l'étape a) à un vecteur résultant de l'application d'une matrice, dit opérateur d'observation, au vecteur d'état résultant de l'étape g), ou résultant d'une itération précédente ;  hi) taking into account a gain matrix corresponding to the rank of the iteration; hii) determining a comparison vector, associated with said rank of the iteration, by comparing the observation vector resulting from step a) with a vector resulting from the application of a matrix, said observation operator , the state vector resulting from step g), or resulting from a previous iteration;
hiii) application de la matrice de gain prise en compte lors de la sous-étape hi) au vecteur de comparaison déterminé lors de la sous-étape hii), de façon à obtenir un vecteur de correction locale associé au rang de l'itération ; hiv) mise à jour du vecteur d'état, ce dernier étant remplacé par une somme du vecteur d'état résultant de l'étape g), ou d'une itération précédente, au vecteur de correction locale résultant de la sous-étape hiii) ;  hiii) application of the gain matrix taken into account in the sub-step hi) to the comparison vector determined during the sub-step hii), so as to obtain a local correction vector associated with the rank of the iteration; hiv) update of the state vector, the latter being replaced by a sum of the state vector resulting from step g), or a previous iteration, to the local correction vector resulting from the substep hiii );
hv) réitération des sous-étapes hi) à hiv) ou arrêt de l'itération.  hv) reiteration of substeps hi) to hiv) or stop of the iteration.
Lors de l'étape h), au cours de chaque itération, à chaque capteur peut être attribué un voisinage s'étendant selon une distance maximale, les termes de la matrice de gain associés audit capteur étant non nuls pour les mailles situés à l'intérieur dudit voisinage, les termes de la matrice de gain associés aux mailles situées à l'extérieur du voisinage étant nuls ou inférieurs aux termes de la matrices de gain associés aux mailles à l'intérieur du voisinage.  During step h), during each iteration, each sensor can be assigned a neighborhood extending at a maximum distance, the terms of the gain matrix associated with said sensor being non-zero for the cells located at the within said neighborhood, the gain matrix terms associated with meshes outside the neighborhood being zero or less than the terms of the gain matrices associated with the meshes within the neighborhood.
Chaque terme de la matrice de gain est associé à une maille et à un capteur, la valeur du terme étant d'autant plus élevée que la maille est proche du capteur.  Each term of the gain matrix is associated with a mesh and a sensor, the value of the term being all the higher as the mesh is close to the sensor.
Chaque terme de l'opérateur d'observation est associé à une maille et à un capteur, la valeur du terme étant d'autant plus élevée que la maille est proche du capteur.  Each term of the observation operator is associated with a mesh and a sensor, the value of the term being all the higher as the mesh is close to the sensor.
Lors de l'étape b), le vecteur d'état est formé en utilisant un modèle établi à partir de données concernant le trafic routier dans l'environnement, de la topographie de l'environnement ainsi que de données météorologiques concernant l'environnement, le modèle résultant en une concentration en analyte au niveau de chaque maille. Il s'agit notamment d'un modèle de type OSPM décrit dans les publications citées en lien avec l'art antérieur.  In step b), the state vector is formed using a model derived from data on environmental road traffic, environmental topography, and environmental meteorological data. the resulting model in an analyte concentration at each mesh. This is particularly an OSPM type model described in the publications cited in connection with the prior art.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte les étapes suivantes : prise en compte d'un vecteur d'état, dit u ltérieur, à un instant ultérieur à l'instant de mesure ; According to one embodiment, the method comprises the following steps: taking into account a state vector, referred to below, at a time subsequent to the instant of measurement;
éta blissement d'une correction du vecteur d'état ultérieur en fonction d u vecteur d'état mis à jour, à l'instant de mesure, lors de l'étape g) ou lors de l'étape h).  establishing a correction of the subsequent state vector as a function of the updated state vector at the measurement time in step g) or in step h).
La correction peut consister à l'ajout, au vecteu r d'état d'ultérieur, d'une différence entre le vecteur d'état mis à jour et le vecteur d'état à l'instant de mesure. The correction may consist of adding, to the subsequent state monitor, a difference between the updated state vector and the state vector at the measurement time.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va su ivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés sur les figures listées ci-dessous. FIGURES  Other advantages and features will emerge more clearly from the description which will suffice from particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and represented in the figures listed below. FIGURES
La figu re 1A est le plan d'une zone urbaine étudiée, dans laquelle sont répartis des capteurs de mesure.  Fig 1A is the plan of a studied urban area, in which measurement sensors are distributed.
La figure 1B est une cartographie d'un analyte, en l'occurrence le dioxyde d'azote, cette cartographie étant obtenue par application d 'un modèle de type OSPM.  FIG. 1B is a mapping of an analyte, in this case nitrogen dioxide, this mapping being obtained by application of an OSPM type model.
La figure 2 montre les principales étapes d'un procédé selon l'invention. Figure 2 shows the main steps of a method according to the invention.
La figure 3A représente la cartographie de la figure 1B après prise en compte d'un biais global. La figure 3B montre une représentation bidimensionnelle des termes positifs d'un vecteur de correction locale.  FIG. 3A represents the mapping of FIG. 1B after taking into account a global bias. Figure 3B shows a two-dimensional representation of the positive terms of a local correction vector.
La figure 3C montre une représentation bidimensionnelle des termes négatifs d'un vecteur de correction locale.  Figure 3C shows a two-dimensional representation of the negative terms of a local correction vector.
EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
La figure 1A représente u n plan d'une zone urbaine dans laquelle une cartogra phie bidimensionnelle de la concentration en un analyte est modélisée selon un modèle connu de l'art antérieur, par exemple le modèle OSPM précédemment évoqué. Dans cet exemple, l'analyte est une molécule de dioxyde d'azote. D'une façon générale, l'analyte est une molécule chimique ou une particule dont on souhaite connaître la dispersion dans l'environnement, c'est- à-d ire une répartition spatiale de sa concentration ou de sa quantité. Il peut notamment s'agir d'un analyte issu de la circulation routière. La figure 1B représente une cartogra phie de dioxyde d'azote dans les rues de la zone urbaine représentée sur la figure 1A. Sur la figure 1B, les niveaux de gris correspondent à une concentration en dioxyde d'azote exprimée en ppb.  FIG. 1A shows a plan of an urban area in which a two-dimensional mapping of the concentration of an analyte is modeled according to a model known from the prior art, for example the OSPM model previously mentioned. In this example, the analyte is a nitrogen dioxide molecule. In general, the analyte is a chemical molecule or particle whose dispersion in the environment is desired to be known, that is, a spatial distribution of its concentration or amount. It can especially be an analyte from traffic. Figure 1B shows a map of nitrogen dioxide in the streets of the urban area shown in Figure 1A. In FIG. 1B, the gray levels correspond to a concentration of nitrogen dioxide expressed in ppb.
A partir de la cartographie modélisée sur la figure 1B, on peut définir un maillage géographique de la zone urbaine, et former, sur la base du modèle, un vecteur, dit vecteur d'état (t), dont chaque terme Mm(t) correspond à une concentration en dioxyde d'azote modélisée au niveau d'une maille 20m à un instant t, par exemple au niveau de chaque centre de maille. L'indice m est un entier strictement positif désignant une maille. La dimension du vecteur d'état (t) est (Nm, 1), où Nm représente le nombre de mailles considérées. Chaque terme du vecteur d'état est obtenu par l'application d'un modèle prédictif, tel que le modèle OSPM décrit en lien avec l'art antérieur, en prenant en compte des données liées au trafic urbain, des paramètres météorologiques, tels que la température et/ou la vitesse des vents, ainsi que la topographie tridimensionnelle de l'environnement, par exemple la géométrie des rues ainsi que la hauteur des bâtiments entre chaque rue. Sur la figure 1A, on a représenté, sous la forme de points, des localisations simulées de capteurs (10p), l'indice p étant un entier strictement positif désignant un capteur. Dans l'exemple représenté, chaque capteur est un capteur de dioxyde d'azote, mesurant une concentration p(t) en cet analyte à chaque instant de mesure t. Les concentrations mesurées cp(t) forment un vecteur C(t), dit vecteur d'observation, à l'instant de mesure, dont chaque terme est une concentration mesurée par un capteur à l'instant de mesure. La dimension du vecteur C(t) est (Np, 1), où Np représente le nombre de capteurs considérés. Les capteurs sont connectés à un processeur, par exemple un microprocesseur, ce dernier étant programmé pour exécuter des instructions pour mettre en œuvre le procédé décrit dans cette demande. From the cartography modeled in FIG. 1B, it is possible to define a geographic grid of the urban area, and to form, on the basis of the model, a vector, called a state vector (t), of which each term M m (t) corresponds to a concentration of nitrogen dioxide modeled at a mesh 20 m at a time t, for example at each center of mesh. The index m is a strictly positive integer denoting a mesh. The size of the state vector (t) is (N m , 1), where N m represents the number of meshes considered. Each term of the state vector is obtained by applying a predictive model, such as the OSPM model described in connection with the prior art, taking into account data related to urban traffic, meteorological parameters, such as the temperature and / or the wind speed, as well as the three-dimensional topography of the environment, for example the geometry of the streets as well as the height of the buildings between each street. FIG. 1A shows, in the form of dots, simulated locations of sensors (10p), the index p being a strictly positive integer designating a sensor. In the example shown, each sensor is a nitrogen dioxide sensor, measuring a concentration p (t) in this analyte at each measurement time t. The measured concentrations c p (t) form a vector C (t), said observation vector, at the measurement instant, each term of which is a concentration measured by a sensor at the instant of measurement. The dimension of the vector C (t) is (N p , 1), where N p represents the number of sensors considered. The sensors are connected to a processor, for example a microprocessor, the latter being programmed to execute instructions for implementing the method described in this application.
A partir du vecteur d'état (t) et du vecteur d'observation C(t), le procédé décrit ci-dessous vise à mettre à jour le vecteur d'état, de façon à augmenter la précision de la cartographie de la zone urbaine considérée, en prenant en compte les mesures effectuées par chaque capteur. En effet, certaines particularités locales, non prises en compte par le modèle, peuvent avoir une influence locale sur la répartition de l'analyte. Il peut notamment s'agir d'un embouteillage. L'invention permet de les prendre en compte. Les principales étapes du procédé sont représentées sur la figure 2. From the state vector (t) and the observation vector C (t), the method described below aims at updating the state vector, so as to increase the accuracy of the mapping of the zone. considered, taking into account the measurements made by each sensor. Indeed, some local features, not taken into account by the model, can have a local influence on the distribution of the analyte. It can especially be a traffic jam. The invention makes it possible to take them into account. The main steps of the process are shown in FIG.
De préférence, la distance entre deux capteurs adjacents est inférieure à 500 m, voire à 200 m. En effet, le procédé décrit ci-dessous est d'autant plus efficace que le nombre de capteurs est élevé. En termes de nombre de capteurs par unité de surface, de préférence, le nombre de capteurs est supérieur à 2 voire 3 par km2. A l'échelle d'une ville, le recours à une dizaine ou à une vingtaine de capteurs n'est pas suffisant pour effectuer une mise à jour suffisamment efficace de la cartographie. Preferably, the distance between two adjacent sensors is less than 500 m, or even 200 m. Indeed, the method described below is all the more effective as the number of sensors is high. In terms of number of sensors per unit area, preferably, the number of sensors is greater than 2 or 3 per km 2 . At the scale of a city, the use of a dozen or twenty sensors is not enough to perform a sufficiently effective update of the map.
Etape 100 : acquisition des données. Il s'agit d'obtenir le vecteur d'état (t) à partir de la cartographie modélisée et du vecteur d'observation C(t) à partir des capteurs. La figure 1B correspond à une représentation bidimensionnelle du vecteur d'état (£), obtenue en établissant une correspondance entre chaque terme de ce vecteur et une coordonnée spatiale bidimensionnelle Mm(t) correspondant à une maille 20m. Dans cet exemple, le vecteur d'observation C(t) est obtenu par simulation sur la base de concentrations établies, au niveau de chaque capteur 10p, sur la base du modèle. Un biais est ajouté, ainsi qu'un terme d'erreur, ce dernier suivant une loi gaussienne. Step 100: Data Acquisition This involves obtaining the state vector (t) from the modeled cartography and the observation vector C (t) from the sensors. FIG. 1B corresponds to a two-dimensional representation of the state vector (£), obtained by establishing a correspondence between each term of this vector and a two-dimensional spatial coordinate M m (t) corresponding to a 20 m mesh. In this example, the observation vector C (t) is obtained by simulation on the basis of established concentrations, at each sensor 10 p , based on the model. A bias is added, as well as an error term, the latter following a Gaussian law.
Etape 110 : estimation du vecteur d'observation à partir du vecteur d'état. Step 110: Estimation of the observation vector from the state vector.
Il s'agit d'estimer un vecteur d'observation, noté C(t), à partir du vecteur d'état (t). L'estimation du vecteur d'observation peut être obtenue par l'application d'une matrice H, dite opérateur d'observation, au vecteur d'état (t), sous la forme d'un produit matriciel. La matrice H permet d'interpoler spatialement les données mesurées formant le vecteur d'observation C(t) de façon à obtenir, à partir du vecteur d'état, des estimations Cp (t) de la concentration en dioxyde d'azote au niveau de chaque capteur 10p. La matrice H est de dimension (Np, Nm). A chaque ligne et à chaque colonne de la matrice H sont respectivement associés un capteur 10p et une maille 20m. L'estimation du vecteur d'observation C(t) est obtenue selon l'expression : C(t) = H x M(t), (1) où x désigne le produit matriciel. It involves estimating an observation vector, denoted C (t), from the state vector (t). The estimation of the observation vector can be obtained by applying an H matrix, called the observation operator, to the state vector (t) in the form of a matrix product. The matrix H makes it possible to spatially interpolate the measured data forming the observation vector C (t) so as to obtain, from the state vector, estimates Cp (t) of the concentration of nitrogen dioxide at the level of of each sensor 10 p . The matrix H is of dimension (N p , N m ). Each line and each column of the matrix H are respectively associated with a 10 p sensor and a 20 m mesh. The estimation of the observation vector C (t) is obtained according to the expression: C (t) = H x M (t), (1) where x denotes the matrix product.
Les termes de la matrice H(p, m) dépendent de la position relative d'un capteur 10p par rapport aux différentes mailles 20m. Lorsque le capteur 10p est confondu avec le centre d'une maille 20m, la ligne H(p, . ) de la matrice H correspondant audit capteur 10p ne comporte que des 0, sauf au niveau de la colonne correspondant à ladite maille. D'une façon générale, la matrice est telle que sur une ligne H(p, . ) correspondant à un capteur, le terme de chaque colonne est d'autant plus élevé que la colonne est associée à une maille située à proximité du capteur. De préférence, les termes de la matrice H sont compris entre 0 et 1. Etape 120 : comparaison entre le vecteur d'observation C(t) et son estimation C(t) et calcul d'un biais global. The terms of the matrix H (p, m) depend on the relative position of a sensor 10 p with respect to the different meshes 20 m . When the sensor 10 p coincides with the center of a mesh 20 m , the line H (p,.) Of the matrix H corresponding to said sensor 10 p has only 0, except at the column corresponding to said mesh. . In general, the matrix is such that on a line H (p,.) Corresponding to a sensor, the term of each column is even higher than the column is associated with a mesh located near the sensor. Preferably, the terms of the matrix H are between 0 and 1. Step 120: Comparison between the observation vector C (t) and its estimate C (t) and calculation of an overall bias.
Au cours de cette étape, chaque terme du vecteur d'observation C(t) est comparé au terme, correspondant au même capteur 10p, de l'estimation du vecteur d'observation C(t) résultant de l'étape 110. La comparaison peut prendre la forme d'une soustraction ou d'un ratio terme à terme. During this step, each term of the observation vector C (t) is compared to the term, corresponding to the same sensor 10 p , of the estimation of the observation vector C (t) resulting from step 110. comparison can take the form of a subtraction or a term-to-term ratio.
A partir de la comparaison, un biais global ε(ί) est calculé, le biais représentant, à l'instant de mesure t, une comparaison globale entre le vecteur d'observation C(t) et son estimation C(t). Le biais global est une grandeur scalaire. Il peut notamment être déterminé à partir d'une moyenne ou d'une médiane d'une comparaison, terme à terme, des vecteurs C(t) et C(t). Par From the comparison, a global bias ε (ί) is calculated, the bias representing, at the time of measurement t, an overall comparison between the observation vector C (t) and its estimate C (t). Global bias is a scalar quantity. It can in particular be determined from an average or a median of a term-by-term comparison of the vectors C (t) and C (t). By
1 N  1 N
exemple, e(t) = -∑p p =1( Cp(t) - Cp(t)) (2), où Cp(t) et Cp (t) sont respectivement un terme de rang p des vecteurs C(t) et C(t), correspondant à un même capteur 10p. for example, e (t) = -Σ p p = 1 (C p (t) - C p (t)) (2), where Cp (t) and Cp (t) are respectively a term of rank p of the vectors C (t) and C (t), corresponding to the same sensor 10 p .
Etape 130 : débiaisage du vecteur d'état. Step 130: Debugging of the state vector.
Au cours de cette étape, le vecteur d'état (t) est corrigé du biais global ε(ί), par une soustraction du biais global à chaque terme du vecteur d'état. On obtient alors un vecteur d'état dit débiaisé et noté '(t). Ainsi, '(t) = (t) - E(t) (3) où E(t) est un vecteur de biais, de dimension (Nm, 1), dont chaque terme est égal au biais global ε(ί)· Le terme débiaisé signifie non-biaisé et correspond au terme anglosaxon "unbiased". Le terme débiaisage signifie suppression du biais. During this step, the state vector (t) is corrected for the global bias ε (ί), by subtracting the global bias at each term of the state vector. We then obtain a state vector said débiaisé and noted '(t). Thus, '(t) = (t) - E (t) (3) where E (t) is a vector of bias, of dimension (N m , 1), each term of which is equal to the global bias ε (ί) · The term debinded means unbiased and corresponds to the term Anglosaxon "unbiased". The term debinding means removing bias.
Cette étape forme une première correction du vecteur d'état, à partir d'un biais global calculé sur la base des observations obtenues par les capteurs 10p. Un tel biais peut être dû à des émissions affectant toute la zone urbaine étudiée, et ayant par exemple pour origine le chauffage urbain, ou une pollution diffuse. Les inventeurs ont observé que la prise en compte d'un tel biais global permettait une amélioration significative de la précision du vecteur d'état M{t). This step forms a first correction of the state vector, based on an overall bias calculated on the basis of the observations obtained by the sensors 10 p . Such a bias may be due to emissions affecting the entire urban area studied, for example, caused by district heating or diffuse pollution. The inventors have observed that the taking into account of such global bias allows a significant improvement in the accuracy of the state vector M {t).
La figure 3A montre une représentation bidimensionnelle du vecteur d'état débiaisé M' t). Dans cet exemple, la valeur du biais s'élève à 9.2 μg/m3. A chaque point de cette figure correspond une maille 20m et un terme du M'm(t) vecteur d'état débiaisé. FIG. 3A shows a two-dimensional representation of the debonded state vector M 't). In this example, the bias value is 9.2 μg / m 3 . At each point of this figure corresponds a mesh 20 m and a term of the M ' m (t) state vector débiaisé.
Etape 140 : Estimation débiaisée du vecteur d'observation. Step 140: Estimated estimation of the observation vector.
Au cours de l'étape 140, le vecteur d'état débiaisé M' t), résultant de l'étape 130, est confronté aux mesures issues des capteurs 10p. Pour cela, on calcule une estimation dite débiaisée du vecteur d'observation, notée C'(t), par application de l'opérateur d'observation H selon l'expression C'(t) = H x '(t) (4), de façon analogue à l'étape 110. During step 140, the debonded state vector M 't), resulting from step 130, is confronted with the measurements from the sensors 10 p . For this purpose, a so-called streamed estimate of the observation vector, denoted C '(t), is calculated by applying the observation operator H according to the expression C' (t) = H x '(t) (4). ), similarly to step 110.
Etape 150 : Confrontation du vecteur d'état débiaisé M' t) aux mesures. Step 150: Confrontation of the debated state vector M 't) to the measurements.
Au cours de l'étape 150, on effectue une comparaison, terme à terme, entre l'estimation débiaisée du vecteur d'observation C'(t), résultant de l'étape 140, avec le vecteur d'observation C(t) établi lors de l'étape 100. La comparaison peut prendre la forme d'une soustraction ou d'un ratio. De cette comparaison est formée un vecteur de comparaison locale comp(t). Le vecteur de comparaison locale comp(t) est de dimension (Np, 1). A la différence de l'étape de débiaisage (étapes 120 et 130), la comparaison est une grandeur vectorielle. Ainsi, chaque terme compp t) du vecteur de comparaison locale est tel que compp (t) = C'p(t)— Cp(t) (5), l'indice p représentant le rang de chaque terme, p étant compris entre 1 et Np. Contrairement au vecteur de biais E(t), les termes du vecteur de comparaison locale comp(t) peuvent être différents les uns des autres, et sont indépendants les uns des autres. During step 150, a comparison is carried out, term by term, between the estimated bit rate of the observation vector C '(t), resulting from step 140, with the observation vector C (t). established in step 100. The comparison may take the form of a subtraction or a ratio. From this comparison is formed a local comparison vector comp (t). The vector local comparison comp (t) is of dimension (N p , 1). Unlike the debinding step (steps 120 and 130), the comparison is a vector quantity. Thus, each term comp p t) of the local comparison vector is such that comp p (t) = C ' p (t) - C p (t) (5), the index p representing the rank of each term, p being between 1 and N p . Unlike the bias vector E (t), the terms of the local comparison vector comp (t) may be different from each other, and are independent of one another.
Etape 160 : mise à jour du vecteur d'état. Step 160: update the state vector.
Après avoir fait l'objet d'un débiaisage, lors de l'étape 140, le vecteur d'état fait l'objet d'une deuxième correction, dite locale, basée sur le vecteur de comparaison locale comp(t) formé lors de l'étape 150. Une matrice, dite matrice de gain K, permet d'effectuer une pondération de la correction à apporter en fonction de la distance d'une maille 20m par rapport à chaque capteur 10p. La matrice de gain est de dimension (Nm, Np). A chaque ligne et à chaque colonne de la matrice de gain sont respectivement associés une maille 20m et un capteur 10p. Les termes d'une ligne K(m, . ), correspondant à une maille 20m, sont d'autant plus élevés qu'un capteur 10p, correspondant à une colonne, est proche de la maille. Les termes K(m, p) d'une matrice de gain sont de préférence inférieurs ou égaux à 1. After being debedged, during step 140, the state vector is subject to a second correction, called local correction, based on the local comparison vector comp (t) formed during step 150. A matrix, called gain matrix K, makes it possible to weight the correction to be made as a function of the distance of a mesh 20 m from each sensor 10 p . The gain matrix is of dimension (N m , N p ). Each line and each column of the gain matrix are respectively associated with a 20 m mesh and a 10 p sensor. The terms of a line K (m,.), Corresponding to a mesh 20 m , are even higher than a sensor 10 p , corresponding to a column, is close to the mesh. The terms K (m, p) of a gain matrix are preferably less than or equal to 1.
La mise à jour du vecteur d'état s'effectue selon l'expression suivante : *(t) = '(t) + K X comp(t) = M'(t) + K X ( C(t) - C'(t)) (6) The updating of the state vector is carried out according to the following expression: * (t) = '(t) + KX comp (t) = M' (t) + KX (C (t) - C '( t)) (6)
= '(t) + K X ( C(t) - H X '(t)) (6') *(t) correspond au vecteur d'état mis à jour, permettant d'obtenir une cartographie du polluant plus proche de la réalité. = '(t) + KX (C (t) - HX' (t)) (6 ') * (t) corresponds to the updated state vector, making it possible to obtain a map of the pollutant that is closer to reality .
Cette opération équivaut à appliquer un vecteur de correction locale corr{t) au vecteur d'état débiaisé '(t) pour obtenir un vecteur d'état corrigé (ou mis à jour) M*(t). Le vecteur de correction local est de dimension (Np, 1) et correspond à l'application de la matrice de gain au vecteur de comparaison locale comp(t), selon l'expression corr(t) = K x ( C(t) - C'(t)) = K x comp(t) = K x ( C(t) - H x '(t)) (6") This operation is equivalent to applying a local correction vector corr (t) to the debated state vector '(t) to obtain a corrected (or updated) state vector M * (t). The local correction vector is of dimension (N p , 1) and corresponds to the application of the gain matrix to the local comparison vector comp (t), according to the expression corr (t) = K x (C (t ) - C '(t)) = K x comp (t) = K x (C (t) - H x' (t)) (6 ")
Contrairement à l'étape de débiaisage, le vecteur de correction locale n'est pas uniforme. Unlike the debinding step, the local correction vector is not uniform.
Au cours de cette étape, la correction du vecteur d'état n'est pas uniforme, comme lors du débiaisage, mais diffère d'un terme du vecteur d'état à un autre. Les figures 3B et 3C illustrent cet aspect, et représentent respectivement les termes positifs et négatifs du vecteur de correction corr(t) aux différentes mailles de la cartographie. On observe que la correction est locale, la correction étant plus importante dans certaines parties que dans d'autres. Elle peut être négative dans certaines parties, et positive dans d'autres parties. During this step, the correction of the state vector is not uniform, as during debinding, but differs from one term of the state vector to another. Figures 3B and 3C illustrate this aspect, and represent respectively the positive and negative terms of the vector of correction corr (t) to the different meshes of the cartography. It is observed that the correction is local, the correction being greater in some parts than in others. It can be negative in some parts, and positive in other parts.
Le procédé permet, moyennant une densité suffisamment élevée de capteurs, d'obtenir une cartographie tenant compte de particularités locales du trafic, par exemple la survenue d'un embouteillage. La combinaison entre la prise en compte d'un biais global, suivi d'une étape de correction locale, permet d'améliorer la résolution spatiale de la cartographie issue du vecteur d'état mis à jour. Elle permet notamment la prise en compte d'évolutions locales, n'affectant que quelques mailles 20m. La cartographie obtenue est ainsi plus réactive vis-à-vis de la survenue de particularités locales. The method allows, with a sufficiently high density of sensors, to obtain a map taking into account local traffic characteristics, for example the occurrence of a traffic jam. The combination between the taking into account of a global bias, followed by a local correction step, makes it possible to improve the spatial resolution of the cartography resulting from the updated state vector. It allows in particular the consideration of local evolutions, affecting only a few 20 m meshes. The cartography obtained is thus more responsive to the occurrence of local particularities.
Selon un mode de réalisation, faisant l'objet de l'étape 170 la mise à jour du vecteur d'état K est effectuée itérativement, en modifiant la matrice de gain à chaque itération. Soient n, le rang de chaque itération, et Kn, la matrice de gain associée à chaque itération, l'étape 170 comporte une mise à jour du vecteur d'état résultant de l'étape 160, ou d'une itération précédente n— 1 de telle sorte que : According to one embodiment, the subject of step 170 updating the state vector K is performed iteratively, by modifying the gain matrix at each iteration. Let n, the rank of each iteration, and K n , the gain matrix associated with each iteration, step 170 comprises an update of the state vector resulting from step 160, or from a previous iteration n - 1 so that:
Mn * (t) = ;_!( + Κη X compn(t) (7) M n * (t) =; _ ! (+ Κ η X comp n (t) (7)
Avec compn(t) = C(t) - H X *.^) (8), où compn(t) est un vecteur de comparaisons associé à l'itération de rang n ; With comp n (t) = C (t) - HX * . ^) (8), where comp n (t) is a comparison vector associated with the iteration of rank n;
Mn(t) est le vecteur d'état mis à jour au cours de l'itération de rang n ;  Mn (t) is the state vector updated during the iteration of rank n;
- C(t) est le vecteur d'observation mesuré précédemment défini ;  C (t) is the previously measured measured observation vector;
H est l'opérateur d'observation précédemment défini.  H is the previously defined observation operator.
L'étape 170 est réitérée jusqu'à l'atteinte d'un critère d'itération. Un tel critère peut être un nombre Nn d'itérations prédéterminé, ou un écart suffisamment faible entre deux mises à jour successives du vecteur d'état j^(t), Wn+i( - Chaque matrice de gain Kn peut être déterminée au cours de chaque itération n, en fonction d'un poids w^ p affecté à chaque itération, les indices m et p représentant respectivement une ligne et une colonne de la matrice de gain Kn. Le poids est défini selon l'expression suivante : RniP est un rayon d'influence maximal associé à chaque capteur 10p ; par exemple, le rayon d'influence d'un capteur disposé au milieu d'une place peut être plus élevé que le rayon d'influence d'un capteur disposé dans une rue étroite. Step 170 is repeated until an iteration criterion is reached. Such a criterion can be a predetermined number N n of iterations, or a sufficiently small difference between two successive updates of the state vector j ^ (t), Wn + i (- each gain matrix K n can be determined during each iteration n, as a function of a weight w ^ p assigned to each iteration, the indices m and p respectively representing a row and a column of the gain matrix K n The weight is defined according to the following expression : Rn iP is a maximum influence radius associated with each 10 p sensor; for example, the radius of influence of a sensor disposed in the middle of a place may be greater than the radius of influence of a sensor disposed in a narrow street.
rm p est une distance entre un capteur 10p et une maille 20m. La valeur de chaque terme Kn(m, p) est alors telle que : r mp is a distance between a 10 p sensor and a 20 m mesh. The value of each term K n (m, p) is then such that:
- Kn(m, p) = 0 si rm>p> Rn p (10) - K n (m, p) = 0 if r m> p > R np (10)
wn w n
- Kn(m, p) = 2_™Ίη Λ si rm,p≤ Rn,p (H), OÙ a est un terme représentant une erreur entre les observations et le modèle, a est un scalaire prédéfini est peut être par exemple être égal à 0.1. Ainsi, à chaque capteur 10p est associé un voisinage Vn>v, dont l'étendue dépend du rayon d'influence maximal ffn p associé au capteur 10p. On considère que les concentrations de l'analyte dans les mailles 20m situées dans ce voisinage sont impactées par la mesure issue du capteur 10p. Plus le rang d'itération augmente, plus le rayon d'influence maximal Rn p correspondant à un ou plusieurs capteurs 10p diminue. Par exemple, on suppose que le rayon d'influence maximal est identique à chaque capteur Rn p = Rn . Lors de la première itération (n = 1), Rn=1 est fixé à 500 mètres. Durant les deuxième et troisième itérations Rn=2 et Rn=3 sont respectivement fixés à 300 m et 100 m. - K n (m, p) = 2 _ ™ Ίη Λ if r m, p R Rn, p (H), where a is a term representing an error between the observations and the model, a is a predefined scalar can be for example, be equal to 0.1. Thus, each sensor 10 p is associated with a neighborhood V n> v , the extent of which depends on the maximum influence radius ff np associated with the sensor 10 p . It is considered that the concentrations of the analyte in the 20 m cells located in this vicinity are impacted by the measurement resulting from the 10 p sensor. The higher the rank of iteration, the more the maximum radius of influence R np corresponding to one or more sensors 10 p decreases. For example, it is assumed that the maximum radius of influence is identical to each sensor R np = R n . During the first iteration (n = 1), R n = 1 is set at 500 meters. During the second and third iterations R n = 2 and R n = 3 are respectively fixed at 300 m and 100 m.
Selon une variante, le voisinage Vn>v associé à un capteur 10p, c'est-à-dire les mailles 20m au niveau desquelles la concentration peut être influencée par une mesure effectuée par le capteur, n'est pas circulaire, mais présente une forme prédéterminée, tenant compte de la topographie, et en particulier la présence de bâtiments autour du capteur et/ou des dimensions d'une rue dans lequel est placé le capteur. Le voisinage d'un capteur situé dans une rue peut par exemple s'étendre de façon importante selon une direction parallèle à l'axe de la rue et de façon plus faible selon une direction perpendiculaire à l'axe de la rue. Selon un mode de réalisation, sur la base d'un vecteur d'état mis à jour, qu'il s'agisse du vecteur d'état *(t) mis à jour lors de l'étape 160 ou d'un vecteur d'état ^(t) mis à jour itérativement au cours de l'étape 170, le procédé peut comporter une étape de prévision 200 du vecteur d'état à un instant t + dt ultérieur à l'instant de mesure t. Pour cela, on dispose d'un vecteur d'état M(t + dt) fourni par le modèle, en l'occurrence le modèle OSPM. L'intervalle temporel dt peut être de l'ordre d'une heure. Le vecteur d'état M(t + dt) peut être alors corrigé en utilisant le vecteur d'état mis à jour à l'instant de mesure t, selon l'expression suivante : According to one variant, the neighborhood V n> v associated with a sensor 10 p , that is to say the cells 20 m at which the concentration can be influenced by a measurement made by the sensor, is not circular, but has a predetermined shape, taking into account the topography, and in particular the presence of buildings around the sensor and / or the dimensions of a street in which the sensor is placed. The vicinity of a sensor located in a street may for example extend significantly in a direction parallel to the axis of the street and lower in a direction perpendicular to the axis of the street. According to one embodiment, on the basis of an updated state vector, whether it is the state vector * (t) updated during step 160 or a vector d iteratively updated state (t) in step 170, the method may include a step 200 of predicting the state vector at a time t + dt subsequent to the measurement time t. For this, we have a state vector M (t + dt) provided by the model, in this case the OSPM model. The time interval dt can to be of the order of one hour. The state vector M (t + dt) can then be corrected by using the state vector updated at the measurement instant t, according to the following expression:
M*(t + dt) = ( (t + dt) - (t)) + * (t) (12), ou M * (t + dt) = ((t + dt) - (t)) + * (t) (12), or
M*(t + dt) = ( (t + dt) - (t)) + *(t) (12') Ainsi, la correction locale effectuée au modèle M(t + dt) dépend d'une variation entre les vecteurs d'états aux instants de mesure respectifs t et t + dt, et du vecteur d'état mis à jour à l'instant de mesure t, qu'il s'agisse de ^(t) ou de M*(t). On observe que la correction du vecteur d'état ultérieur ne nécessite pas de nouvelles mesures, et est effectuée par rapport au vecteur d'état mis à jour à l'instant de mesure. Bien que décrite en lien avec le dioxyde d'azote, l'invention pourra être mise en œuvre à d'autres analytes, et en particulier des molécules ou particules polluantes. Par ailleurs, dans l'exemple qui précède, le vecteur d'état est établi est de type OSPM, mais d'autres modèles connus de l'homme du métier peuvent être appliqués pour former les vecteurs d'états à chaque instant de mesure. M * (t + dt) = ((t + dt) - (t)) + * (t) (12 ') Thus, the local correction made to the model M (t + dt) depends on a variation between the vectors of states at the respective measurement instants t and t + dt, and of the state vector updated at the measurement instant t, whether it be ^ (t) or M * (t). It is observed that the correction of the subsequent state vector does not require new measurements, and is performed with respect to the state vector updated at the measurement instant. Although described in connection with nitrogen dioxide, the invention may be implemented with other analytes, and in particular pollutant molecules or particles. Moreover, in the above example, the state vector is established is OSPM type, but other models known to those skilled in the art can be applied to form the state vectors at each measurement instant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'estimation d'une cartographie de la concentration d'un analyte dans un environnement, à partir de capteurs répartis dans ledit environnement, A method for estimating a map of the concentration of an analyte in an environment, from sensors distributed in said environment,
chaque capteur (10p) générant une mesure de la concentration en analyte en différents instants de mesure, les mesures réalisées par chaque capteur à chaque instant de mesure (t) formant un vecteur d'observation (C(t)), dont chaque terme correspond à une mesure issue d'un capteur ; each sensor (10 p ) generating a measurement of the analyte concentration at different measurement times, the measurements made by each sensor at each measurement instant (t) forming an observation vector (C (t)), each term of which corresponds to a measurement from a sensor;
- l'environnement faisant l'objet d'un maillage spatial définissant une pluralité de mailles (20m), la concentration d'analyte au niveau de chaque maille, à chaque instant de mesure, formant un vecteur, dit vecteur d'état ( (t)), dont chaque terme correspond à une concentration d'analyte en une maille ; the spatially-meshed environment defining a plurality of cells (20 m ), the analyte concentration at each cell, at each measurement instant, forming a vector, called a state vector ( (t)), each term of which corresponds to an analyte concentration in a mesh;
le procédé comportant les étapes suivantes, mises en œuvre par un processeur : the method comprising the following steps, implemented by a processor:
a) à partir des mesures effectuées par chaque capteur, obtention d'un vecteur d'observation (C(t)), dit mesuré, à un instant de mesure (t) ;  a) from the measurements made by each sensor, obtaining an observation vector (C (t)), said measured, at a measurement instant (t);
b) obtention d'un vecteur d'état ( (t)) à l'instant de mesure (t) et, à partir du vecteur d'état, estimation d'un vecteur d'observation (C(t)) audit instant de mesure ;  b) obtaining a state vector ((t)) at the measurement instant (t) and, from the state vector, estimating an observation vector (C (t)) at said instant measuring;
c) comparaison de l'estimation du vecteur d'observation (C(t)), obtenue à l'étape b) au vecteur d'observation (C(t)) mesuré résultant de l'étape a), et, à partir de la comparaison, détermination d'un biais global (ε(ί)) à l'instant de mesure, le biais global étant un scalaire représentatif de la comparaison entre plusieurs termes respectivement du vecteur d'observation estimé (C(t)) et du vecteur d'observation mesuré (C(t));  c) comparing the estimate of the observation vector (C (t)) obtained in step b) with the observation vector (C (t)) measured resulting from step a), and from of the comparison, determining a global bias (ε (ί)) at the measurement instant, the global bias being a scalar representative of the comparison between several terms respectively of the estimated observation vector (C (t)) and the observed observation vector (C (t));
d) correction du vecteur d'état ( (t)) issu de l'étape b) en fonction du biais global (ε(ί)) obtenu lors de l'étape c), pour obtenir un vecteur d'état dit débiaisé ( '(t)) à l'instant de mesure ;  d) correction of the state vector ((t)) resulting from step b) as a function of the overall bias (ε (ί)) obtained during step c), in order to obtain a state vector said to have been debed ( '(t)) at the moment of measurement;
e) à partir du vecteur d'état débiaisé (M'(t)) obtenu lors de l'étape d), estimation débiaisée du vecteur d'observation (C'(t)) audit instant de mesure (t) ;  e) from the debonded state vector (M '(t)) obtained during step d), estimate debaiaisée the observation vector (C' (t)) at said measurement instant (t);
f) comparaison de l'estimation débiaisée du vecteur d'observation (C'(t)) résultant de l'étape e) avec le vecteur d'observation (C(t)) mesuré résultant de l'étape a), et, à partir de la comparaison, détermination d'un vecteur de correction locale (corr(t)) ; g) mise à jour du vecteur d'état ( (t)) à l'instant de mesure (£), ce dernier étant remplacé par une somme du vecteur d'état débiaisé ( '(t)) résultant de l'étape d) au vecteur de correction locale (corr(t)) résultant de l'étape f), la mise à jour du vecteur d'état permettant d'estimer la cartographie de la concentration de l'analyte en différentes mailles de l'environnement. f) comparing the estimate of the observation vector (C '(t)) resulting from step e) with the observed observation vector (C (t)) resulting from step a), and from the comparison, determination of a local correction vector (corr (t)); g) updating the state vector ((t)) at the measurement instant ()), the latter being replaced by a sum of the debed state vector ('(t)) resulting from the step d ) to the local correction vector (corr (t)) resulting from step f), updating the state vector for estimating the mapping of the concentration of the analyte in different meshes of the environment.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l'étape b), le vecteur d'observation (C(t)) est estimé en appliquant une matrice (H), dit opérateur d'observation, au vecteur d'état ( (t)). 2. Method according to claim 1, wherein during step b), the observation vector (C (t)) is estimated by applying a matrix (H), said observation operator, to the state vector. ((t)).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape c), comprend les sous étapes suivantes : 3. Method according to any one of the preceding claims wherein step c) comprises the following sub-steps:
ci) établissement de comparaisons entre différents termes du vecteur d'observation (C(t)) estimé lors de l'étape b) et du vecteur d'observation (C(t)) mesuré lors de l'étape a) ; cii) calcul d'une valeur moyenne ou médiane de chaque comparaison résultant de la sous- étape ci);  ci) making comparisons between different terms of the observation vector (C (t)) estimated in step b) and the observation vector (C (t)) measured in step a); cii) calculation of a mean or median value of each comparison resulting from sub-step ci);
ciii) obtention du biais global (ε(ί)) à partir de la valeur moyenne ou médiane résultant de la sous-étape cii).  ciii) obtaining the global bias (ε (ί)) from the mean or median value resulting from the sub-step cii).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d) comporte une soustraction du biais global (ε(ί)) à chaque terme du vecteur d'état ( (t)). 4. The method as claimed in claim 1, in which step d) includes a subtraction of the global bias (ε (ί)) at each term of the state vector ((t)).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lors de l'étape e) , l'estimation débiaisée du vecteur d'observation (C'(t)) est obtenue en appliquant une matrice (H), dit opérateur d'observation, au vecteur d'état débiaisé ( '(t)). 5. Method according to any one of the preceding claims, wherein during step e), the estimate debaiaisée of the observation vector (C '(t)) is obtained by applying a matrix (H), said operator observation, at the state vector debed ('(t)).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lors de l'étape f) , le vecteur de correction (corr(t)) est déterminé selon les sous-étapes suivantes : 6. Method according to any one of the preceding claims, wherein during step f), the correction vector (corr (t)) is determined according to the following substeps:
fi) établissement d'un vecteur de comparaison (comp(t)), résultant d'une comparaison, terme à terme, entre le vecteur d'observation (C(t)) résultant de l'étape a) et l'estimation débiaisée du vecteur d'observation (C'(t)) résultant de l'étape e) ;  fi) establishment of a comparison vector (comp (t)), resulting from a comparison, term by term, between the observation vector (C (t)) resulting from step a) and the debut estimation the observation vector (C '(t)) resulting from step e);
fii) prise en compte d'une matrice de gain (K) ;  fii) taking into account a gain matrix (K);
fiii) application de la matrice de gain (K) au vecteur de comparaison (comp(t)) de façon à former un vecteur de correction (corr(t)).  fiii) applying the gain matrix (K) to the comparison vector (comp (t)) so as to form a correction vector (corr (t)).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel suite à l'étape g), le procédé comporte une étape h) de mise à jour itérative du vecteur d'état ( (t)), à chaque itération étant associé un rang d'itération (n), le procédé comportant les étapes suivantes : hi) prise en compte d'une matrice de gain (Kn) correspondant au rang de l'itération (n); hii) détermination d'un vecteur de comparaison (compn(t)), associé audit rang de l'itération, en comparant le vecteu r d'observation (C(t)) résultant de l'étape a) à u n vecteur résu ltant de l'application d'une matrice (H), dit opérateur d 'observation, a u vecteur d'état obtenu suite à l'étape g), ou résu ltant d'une itération précédente ; hiii) application de la matrice de gain (Kn) prise en compte lors de la sous-étape hi) au vecteur de comparaison déterminé lors de l'éta pe hii), de façon à obtenir un vecteur de correction locale (corrn(t)) associé au rang de l'itération ; 7. Method according to any one of the preceding claims, wherein following step g), the method comprises a step of iterative update of the state vector ((t)), with each iteration being associated an iteration rank (n), the method comprising the following steps: hi) taking into account a gain matrix (K n ) corresponding to the rank of the iteration (n); hii) determining a comparison vector (comp n (t)), associated with said rank of the iteration, by comparing the observation vector (C (t)) resulting from step a) with a vector obtained the application of a matrix (H), said observation operator, to the state vector obtained following step g), or resulting from a previous iteration; hiii) applying the gain matrix (K n) taken into account when hi sub-step) to the comparison vector determined during eta pe hii), so as to obtain a local correction vector (corr n ( t)) associated with the rank of the iteration;
hiv) mise à jour du vecteu r d 'état ( n (t)), ce dernier étant remplacé par une somme du vecteur d'état résultant de l'étape g), ou d 'une itération précédente (n— 1), au vecteur de correction locale (corrn(t)) résultant de la sous-étape hiii) ; hiv) update of the state monitor ( n (t)), the latter being replaced by a sum of the state vector resulting from step g), or from a previous iteration (n-1), to local correction vector (corr n (t)) resulting from sub-step hiii);
hv) réitération des sous-étapes hi) à hiv) ou arrêt de l'itération.  hv) reiteration of substeps hi) to hiv) or stop of the iteration.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel chaque terme de la matrice de gain (K(m,p)) est associé à une maille et à un capteur, la valeur du terme étant d'autant plus élevée que la maille est proche du capteur. 8. Method according to any one of claims 6 or 7, wherein each term of the gain matrix (K (m, p)) is associated with a mesh and a sensor, the value of the term being all the more high that the mesh is close to the sensor.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 5 ou 7, dans lequel chaque terme de l'opérateur d'observation (H) est associé à une maille et à un capteur, la valeur du terme éta nt d'autant plus élevée que la maille est proche du capteur. 9. Method according to any one of claims 2, 5 or 7, wherein each term of the observation operator (H) is associated with a mesh and a sensor, the value of the term is all the more high that the mesh is close to the sensor.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lors de l'étape b), le vecteur d'état est formé en utilisant un modèle éta bli à partir de données relatives au trafic routier dans l'environnement, de la topographie de l'environnement ainsi que de données météorologiques concernant l'environnement, le modèle résultant en une concentration de l'analyte au niveau de chaque maille (20m). A method according to any one of the preceding claims wherein in step b) the state vector is formed using a model derived from data relating to road traffic in the environment, topography. environment as well as environmental meteorological data, resulting in a concentration of the analyte at the level of each mesh (20 m ).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant les étapes suivantes : 11. The method as claimed in any one of the preceding claims, comprising the following steps:
prise en compte d'un vecteur d'état (t + dt) , dit ultérieur, à un instant (t + dt) ultérieur à l'instant de mesure (t) ;  taking into account a state vector (t + dt), referred to later, at a time (t + dt) subsequent to the measurement instant (t);
éta blissement d'une correction du vecteur d'état ultérieur en fonction d u vecteur d'état mis à jour, à l'instant de mesure, lors de l'étape g).  establishing a correction of the subsequent state vector as a function of the updated state vector at the measurement instant in step g).
12. Procédé selon la revendication 7, comportant les étapes suivantes : The method of claim 7, comprising the steps of:
prise en compte d'un vecteur d 'état (t + dt) , dit ultérieur, à u n instant (t + dt) ultérieur à l'instant de mesure (t) ; établissement d'une correction du vecteur d'état ultérieur en fonction du vecteur mis à jour, à l'instant de mesure, lors de l'étape h). taking into account a state vector (t + dt), referred to later, at a time (t + dt) subsequent to the measurement instant (t); establishing a correction of the subsequent state vector according to the updated vector, at the measurement time, in step h).
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