一种基于GIS的PM2.5可视化动态扩散仿真系统

摘要

本发明涉及一种基于GIS的PM_2.5可视化动态扩散仿真系统，包括：利用高斯烟羽模型计算引擎AUSPLUME对排放到大气中的PM_2.5的扩散情况进行模拟，得到当前PM_2.5浓度分布情况；结合AUSPLUME得到的当前PM_2.5浓度分布情况，使用AR模型选择合适的阶数预测未来5小时、未来24小时的PM_2.5浓度扩散情况；利用ArcGIS的二次开发引擎ArcGIS Engine将SQL Server、高斯烟羽模型计算引擎AUSPLUME与GIS进行集成，集成后的系统GIS在内部调用AUSPLUME的计算结果与SQL Server中的PM_2.5未来浓度预测结果；利用GIS中的数据集追加功能，将计算出来的浓度数据赋予给网格区域面数据集；建立空间及属性数据库；实现PM_2.5当前浓度的可视化结果。

主权项

一种基于GIS的PM_2.5可视化动态扩散仿真系统，包括如下内容：1）根据包括排放源温度、高度、出口直径在内的特征数据以及包括污染源周围风速、风向、大气稳定度等级在内的气象数据，利用高斯烟羽模型计算引擎AUSPLUME对排放到大气中的PM_2.5的扩散情况进行模拟，得到当前PM_2.5浓度分布情况的文本文件。2）结合AUSPLUME得到的当前PM_2.5浓度分布情况，使用AR模型选择合适的阶数预测未来5小时、未来24小时的PM_2.5浓度扩散情况，结果保存在关系型数据库管理系统SQL Server中；3）利用ArcGIS的二次开发引擎ArcGIS Engine将SQL Server、高斯烟羽模型计算引擎AUSPLUME与GIS进行集成，集成后的系统GIS在内部调用AUSPLUME的计算结果与SQL Server中的PM_2.5未来浓度预测结果；4）利用GIS中的数据集追加功能，将计算出来的浓度数据赋予给网格区域面数据集；5）建立空间及属性数据库；将网格区域面数据集中的空间数据以GIS图层的形式存储到空间数据库中；属性信息主要是以表格形式存储的空间对象的属性信息，包括学校、医院、住宅小区在内的敏感点的位置坐标及人口数目；6）将上一步的结果生成GIS中的浓度图层，利用反距离加权法IDW对浓度图层进行插值处理，生成栅格图层，然后从栅格图层中提取出等值线，在ArcGIS Engine的MapControl控件中，与基础地理图层进行叠加显示，实现PM_2.5当前浓度的可视化结果；7）设定合适的时间间隔，依次通过区域浓度叠加显示未来5小时、未来24小时的扩散浓度可视化结果。