一种区域颗粒物立体监测系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种对工地、道路、堆料场等区域进行颗粒物立体监测的系统和方法，涉及环境监测领域。系统包括：光散射颗粒物监测仪、微脉冲水平扫描激光雷达和工控机，所述光散射颗粒物监测仪设置于待监测区域内，且所有的所述光散射颗粒物监测仪均位于同一海拔高度；所述微脉冲水平扫描激光雷达设置于所述待监测区域的上方；所有的所述光散射颗粒物监测仪和所述微脉冲水平扫描激光雷达均与所述工控机相连。本发明通过分别监测低空面和高空面上的颗粒物浓度，并运用GIS的三维技术和差值模拟运算技术，得到了待监测区域颗粒物浓度立体的分布图，从而实现了对颗粒物浓度的立体监测，进而实现了对污染的来源和扩散传输情况的分析和判断。
【专利说明】一种区域颗粒物立体监测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种对工地、道路、堆料场等区域进行颗粒物立体监测的系统和方法。
【背景技术】
[0002]我国环境空气质量最近几年严重恶化，雾霾天数明显增加。通过对颗粒物成分的长期监测，环保部门基本判定城市环境空气颗粒物中的10%至20%都是由颗粒物造成的。为了降低环境污染情况，国家发布了相关的规定和措施，要求对颗粒物进行治理控制。对于施工区域、道路、堆料场等区域的颗粒物进行监测也就成了环境监测部门的日常工作。
[0003]目前，人们对于这些区域进行颗粒物监测主要使用的是降尘采样、颗粒物自动采样器、及光散射法颗粒物在线监测设备等。
[0004]使用采样器对颗粒物进行监测，需要的时间周期长，而且需要将样品带回实验室称重，不能对颗粒物进行实时分析，测量误差大；使用光散射法颗粒物在线监测设备对颗粒物进行监测，虽然可以解决数据的实时性问题，但是，采用这种监测设备进行颗粒物监测是属于点式测量的方式，而且在测量的过程中，受到风向的影响比较大，在不处于下风向时，不能测量到颗粒物的变化情况。而且，单点式测量对于区域颗粒物情况的代表性不足。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种区域颗粒物立体监测系统和方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]一种区域颗粒物立体监测系统，包括:
[0008]光散射颗粒物监测仪1、微脉冲水平扫描激光雷达2和工控机3，光散射颗粒物监测仪I设置于待监测区域内，且所有的光散射颗粒物监测仪I均位于同一海拔高度；微脉冲水平扫描激光雷达2设置于待监测区域的上方；所有的光散射颗粒物监测仪I和微脉冲水平扫描激光雷达2均与工控机3相连。
[0009]优选地，所述待监测区域内设置网格划分点，所述光散射颗粒物监测仪I设置于所述网格划分点上。
[0010]优选地，所述微脉冲水平扫描激光雷达2设置于待监测区域的上方5-10m的高度处。
[0011]优选地，所述光散射颗粒物监测仪I位于海拔高度2-3m的位置。
[0012]优选地，相邻的所述光散射颗粒物监测仪I之间的距离为l_2km。
[0013]优选地，微脉冲水平扫描激光雷达2设置为3-4个，且每个微脉冲水平扫描激光雷达2分别位于待监测区域的上方的不同高度处。
[0014]优选地，还包括数据传输装置和远程控制装置，其中，远程控制装置通过数据传输装置与工控机3相连。
[0015]本发明实施例还提供了一种区域颗粒物立体监测方法，使用上述区域颗粒物立体监测系统，包括如下步骤:
[0016]步骤I，所述光散射颗粒物监测仪监测所在位点的颗粒物浓度信息，并将所在位点的颗粒物浓度信息传送至所述工控机上；
[0017]步骤2，所述工控机接收所述颗粒物浓度信息，并将所述颗粒物浓度信息以及预置的空间信息加载在GIS地图上；
[0018]步骤3，对所述颗粒物浓度信息进行差值模拟运算，在GIS地图上形成所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层；
[0019]步骤4，所述微脉冲水平扫描激光雷达进行水平扫描测量，获取所述微脉冲水平扫描激光雷达所在水平面的颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并将所述颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息传送至所述工控机上；
[0020]步骤5，所述工控机接收步骤4中所述颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并加载在GIS地图上，在GIS地图上形成所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层；
[0021]步骤6，在所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层和所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层之间，设置2-3层的分布平面层，并进行差值模拟运算，计算颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况；
[0022]步骤7，将所述颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况加载到GIS地图上，得到所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。
[0023]优选地，步骤7之后，还包括步骤，在所述立体的颗粒物浓度分布图上设置时间轴，得到加载有时间轴的所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。
[0024]在步骤3之后、步骤4之前，和/或，步骤5之后、步骤6之前，和/或，步骤7之后，还包括步骤，使用不同的颜色表示所述颗粒物浓度分布图层。
[0025]本发明的有益效果是:本发明通过监测低空面上的颗粒物浓度和高空面上的颗粒物浓度，并运用GIS的三维技术和差值模拟运算技术，得到了待监测区域颗粒物浓度立体的分布图，从而实现了对颗粒物浓度的立体监测，进而实现了对污染的来源和扩散传输情况的分析和判断。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例提供的区域颗粒物立体监测系统的结构示意图；
[0027]图2是本发明实施例提供的区域颗粒物立体监测方法的流程示意图。
[0028]图中，各符号的含义如下:
[0029]I光散射颗粒物监测仪，2微脉冲水平扫描激光雷达，3工控机。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]针对现在环境的污染情况，以及现有的科学技术，人们希望能够直观的看到颗粒物的来源情况、扩散情况等。为了解决这个问题，就需要能够对区域内的颗粒物进行连续的立体监测，分清楚属于外来污染还是自身污染，以及污染的扩散传输等内容。
[0032]实施例一
[0033]如图1所示，本发明实施例提供了一种区域颗粒物立体监测系统，包括:
[0034]光散射颗粒物监测仪1、微脉冲水平扫描激光雷达2和工控机3，光散射颗粒物监测仪I设置于待监测区域内，且所有的光散射颗粒物监测仪I均位于同一海拔高度；微脉冲水平扫描激光雷达2设置于待监测区域的上方；所有的光散射颗粒物监测仪I和微脉冲水平扫描激光雷达2均与工控机3相连。
[0035]光散射颗粒物监测仪是一种点式颗粒物浓度测量仪器，可以将安装位点处的环境空气抽进仪器内部，并在仪器内部的分析室内使用激光照射空气，由于空气中的颗粒物会对激光产生散射作用，所以仪器可以通过光电设备测量散射光的强度，计算出颗粒物的浓度。
[0036]光散射颗粒物监测仪需要安装在一个支架上进行使用，所以，为了减小支架的高度，降低安装难度和安装成本，一般光散射颗粒物监测仪用于监测低空处的颗粒物浓度。
[0037]由于光散射颗粒物监测仪是一种点式测量仪器，一台光散射颗粒物监测仪只能监测其安装位点处的空气中颗粒物浓度，所以，为了得到某个监测区域内某个海拔高度的水平面上的颗粒物浓度，本实施例中，使用了多台光散射颗粒物监测仪，并使其均处于同一个海拔高度，从而对监测区域该海拔高度的颗粒物浓度进行监测。
[0038]微脉冲水平扫描激光雷达是一种新型的、对大范围内颗粒物分布做综合实时测量的系统。激光雷达系统是基于颗粒物对光的后散射技术设计的一种监测颗粒物系统，并结合信号的返回时间，判断颗粒物在激光路径上的距离信息，结合坐标信息和角度信息，就可以判读颗粒物在某个位置的浓度及整体分布。激光雷达系统，采用水平扫描云台后，就可以在水平面上进行逐角度的扫描测量。一般激光雷达的扫描半径都在5Km以上。将带有水平云台的激光雷达固定到监控区域的上方，通过合理的布置激光雷达，就可以在监控区域上空形成一个监控面，对该监控面上的颗粒物浓度进行监测。
[0039]微脉冲水平扫描激光雷达要实现在大范围内对颗粒物浓度进行监控，形成监控面，需要在没有障碍物的空间使用。在本实施例中，将微脉冲水平扫描激光雷达设置于待监控区域的上方，由于待监控区域的上方空旷，在监控面上，不存在障碍物，因此，可以使用微脉冲水平扫描激光雷达实现对该监控面的监控。而不能将微脉冲水平扫描激光雷达用于待监控区域内对颗粒物的监控，因为，在待监控区域内或待监控区域的低空区，存在较多的堆料或其他的障碍物，无法实现对监控面的监控。
[0040]本实施例中，通过在待监测区域的上方，使用微脉冲水平扫描激光雷达，实现了对待监测区域高空平面处的颗粒物浓度的监测，在待监测区域内，使用多台光散射颗粒物监测仪，实现了对待监测区域低空平面处的颗粒物浓度的监测，从而实现了待监测区域低空面和高空面不同层面上颗粒物浓度的监测。
[0041]低空面上的颗粒物浓度的监测数据和高空面上的颗粒物浓度的监测数据，分别从光散射颗粒物监测仪和微脉冲水平扫描激光雷达传输至工控机上。
[0042]工控机安装在监控区域内，与光散射颗粒物监测仪和微脉冲水平扫描激光雷达分别连接，通过在该工控机上配置运算速度比较高的硬件配件和相关的软件，从而实现对监测数据的分析和处理。
[0043]其中，安装在工控机上的数据采集、处理软件系统，可以通过串口、网口等方式连接光散射颗粒物监测仪和微脉冲水平扫描激光雷。从设备上实时获取颗粒物浓度数据，以及该数据对应的空间信息，通过从设备上实时获取的数据和信息，结合预设在软件系统上的GIS信息，运用差值模拟运算，形成颗粒物浓度数据的面状分布，再通过对面状分布进行垂直差值模拟运算，实现颗粒物的立体监测。并通过网络等方式，将结果传输给上级中心系统。
[0044]在工控机中，对监测数据进行分析和处理，得到对区域的立体监测，工作过程为:
[0045]接收光散射颗粒物监测仪采集的监测区域低空面上的颗粒物浓度信息，并结合预设的位置信息，将所述颗粒物浓度信息以及预置的空间信息加载在GIS地图上；对所述颗粒物浓度信息进行差值模拟运算，在GIS地图上形成所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层；
[0046]接收微脉冲水平扫描激光雷采集的监测区域高空面上颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并加载在GIS地图上，在GIS地图上形成所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层；
[0047]在低空处的颗粒物浓度分布图层和高空处的颗粒物浓度分布图层之间，设置2-3层的分布平面层，并进行差值模拟运算，计算颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况；其中，在垂直方向上进行差值模拟运算的方法，与在水平方向上进行差值模拟运算的方法相同；
[0048]最后，将上述颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况加载到GIS地图上，得到所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。从而实现对监测区域颗粒物浓度的立体监测，进而实现对污染的来源和扩散传输情况的分析和判断。
[0049]本发明实施例中，所述待监测区域内设置网格划分点，所述光散射颗粒物监测仪设置于所述网格划分点上。
[0050]将颗粒物浓度的点式测量仪按照网格划分的方式，分别设置在各网格划分点上，可以使对监测区域内颗粒物浓度的监测更加有规律性，且能够实现全面的监测，得到可靠的监测信息。
[0051]在实际安装过程中，由于监测区域为工地或堆料场等，存在很多的障碍物，所以，网格划分点上可能无法按照计划正常安装光散射颗粒物监测仪，则，可以根据实际情况，优选网格划分点，只要仪器的安装具有规律，使得到的监测数据具有代表性和全面性。另外，还可以根据实际情况，为了降低安装成本，优选网格划分点。
[0052]实际使用过程中，将监控区域进行网格化划分，再进行优化选点，然后在区域内，每隔l-2km的距离安装一台光散射颗粒物检测仪，并尽可能保证安装高度在一个海拔高度下。这样就可以对监控区域内颗粒物在这一高度下的颗粒物浓度分布进行初步检测，然后通过数据处理系统的分析，差值运算模拟等技术，就可以获得颗粒物在这一高度下的分布情况，并可以获得连续的测量结果。
[0053]本发明实施例中，所述微脉冲水平扫描激光雷达2设置于待监测区域的上方5-10m的高度处。
[0054]其中，待监测区域的上方是指从堆料等的最高处往上的空间。
[0055]微脉冲水平扫描激光雷达的安装高度可以根据工地或堆料场等监测区域的实际情况进行设置。在监测区域上方5-10m的高度处，可以较全面的反应颗粒物浓度信息，使监测得到的颗粒物浓度信息比较可靠和全面。
[0056]本发明实施例中，光散射颗粒物监测仪I位于海拔高度2-3m的位置。
[0057]其中，海拔高度是指从水平面开始往上测量的高度。
[0058]一般工地或堆料场等监测区域内，堆料等的高度一般为2-3m，所以为了监测堆料场等区域内的颗粒物浓度，将光散射颗粒物监测仪的海拔高度设置为2-3m，可以比较准确的反应空气中实际的颗粒物的浓度，得到较准确的监测信息。
[0059]如本领域技术人员可以理解的，光散射颗粒物监测仪安装的海拔高度还可以根据堆料场等区域内的实际情况进行设置，以使光散射颗粒物监测仪监测到的颗粒物浓度等数据可以比较准确地反映现场的实际情况。
[0060]本发明实施例中，相邻的所述光散射颗粒物监测仪I之间的距离为l_2km。光散射颗粒物监测仪采用这样的布局，可以保证多个位点处的颗粒物浓度信息能够真实的、准确的反应位点所在的水平面的颗粒物浓度信息，而如果相邻的两个光散射颗粒物监测仪之间的距离过大，则可能由于位点的信息过少，经过差值模拟运算后得到的水平面的颗粒物浓度信息不够准确，不能反映实际情况；如果相邻的两个光散射颗粒物监测仪之间的距离过�。蚩梢员Ｖな莸淖既范龋前沧肮ぷ髁炕岜浯螅杀净峒哟螅虼吮臼凳├校嗔诘乃龉馍⑸淇帕Ｎ锛嗖庖荌之间的距离设置为l_2km，既可以保证数据的准确性，又可以降低成本。
[0061]本发明实施例中，微脉冲水平扫描激光雷达2设置为3-4个，且每个微脉冲水平扫描激光雷达2分别位于待监测区域的上方的不同高度处。
[0062]通过使用多台微脉冲水平扫描激光雷达系统，在不同高度进行同时检测，获取监测数据，形成多层颗粒物的分布情况。通过和GIS系统结合可以形成监控区域上方多个高度上面状的颗粒物分布的监控。
[0063]采用上述结构，可以实现对监测区域的上方不同高度处的颗粒物浓度进行监测，使得到的监测数据更加全面，对区域的监测更加全面，则后续进行立体监测时，可以得到更详细的立体监测信息，进而可以为环保部门提供更加可靠的决策信息支撑。
[0064]本发明实施例提供的区域颗粒物立体监测系统，还包括数据传输装置和远程控制装置(图中未示出)，其中，远程控制装置可以通过数据传输装置与工控机3相连。
[0065]本实施例中，可以将在工控机中经过差值模拟运算得到的立体监测图层传通过数据传输装置，传输至远程控制装置，环保部门直接查看立体监测图层；还可以将工控机接收到的光散射颗粒物监测仪对低空平面的颗粒物浓度监测数据，和微脉冲水平扫描激光雷达对高空平面的颗粒物浓度监测数据分别传输至远程控制装置，在远程控制装置中，通过水平差值模拟运算和垂直差值模拟运算得到待监测区域颗粒物浓度立体的分布图，为环保部门查看。
[0066]其中，如本领域技术人员可以理解的，由于可以将远程控制装置设置在环保部门的办公室或决策控制室中，所以，如果可以通过使用数据传输装置将颗粒物浓度监测数据直接传输至远程控制装置上，则环保工作人员就可以直接在控制室中通过查看立体分布图，而无需去监测区域现�。裳倩厥笛槭曳治觯蛘呷ゼ嗖馇蛳殖〔榭垂た鼗庸た鼗匣袢】帕Ｎ锏牧⑻宸植纪�。
[0067]本实施例提供的区域颗粒物立体监测系统还包括:
[0068]质量保证系统，主要是对光散射设备进行比较校准的设备等。用于设备的比较校准，质量保证；辅助系统，主要包括供电、数据传输、气象设备、安装支架等系统辅助类设备，保证主要监测设备的正常运行。
[0069]实施例二
[0070]如图2所示，本发明实施例还提供了一种区域颗粒物立体监测方法，使用实施例一所述的区域颗粒物立体监测系统，包括如下步骤:
[0071 ] 步骤I，所述光散射颗粒物监测仪监测所在位点的颗粒物浓度信息，并将所在位点的颗粒物浓度信息传送至所述工控机上；
[0072]步骤2，所述工控机接收所述颗粒物浓度信息，并将所述颗粒物浓度信息以及预置的空间信息加载在GIS地图上；
[0073]步骤3，对所述颗粒物浓度信息进行差值模拟运算，在GIS地图上形成所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层；
[0074]步骤4，所述微脉冲水平扫描激光雷达进行水平扫描测量，获取所述微脉冲水平扫描激光雷达所在水平面的颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并将所述颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息传送至所述工控机上；
[0075]步骤5，所述工控机接收步骤4中所述颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并加载在GIS地图上，在GIS地图上形成所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层；
[0076]步骤6，在所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层和所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层之间，设置2-3层的分布平面层，并进行差值模拟运算，计算颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况；
[0077]步骤7，将所述颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况加载到GIS地图上，得到所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。
[0078]本发明实施例提供的区域颗粒物立体监测方法，结合了微脉冲激光雷达水平扫描技术、差值模拟运算技术、颗粒物的光散射监测技术、高性能工控机技术、GIS的三维技术等多种环境监测技术，获得了待监测区域颗粒物浓度立体的分布图，从而实现了对颗粒物浓度的立体监测。
[0079]本发明实施例中，步骤7之后，还包括步骤，在所述立体的颗粒物浓度分布图上设置时间轴，得到加载有时间轴的所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。
[0080]通过增加时间轴，就可以将一段时间内，区域内的颗粒物的来源扩散等情况直观动态的展示出来。
[0081]本发明实施例中，在步骤3之后、步骤4之前，和/或，步骤5之后、步骤6之前，和/或，步骤7之后，还包括步骤，使用不同的颜色表示所述颗粒物浓度分布图层。
[0082]得到颗粒物浓度的分布图层后，使用不同的颜色表示该分布图层，可以更加直观的、清晰的分析出颗粒物浓度在监测区域不同的层面上的分布情况。
[0083]本发明实施例提供的颗粒物立体监测系统的工作过程可以包括如下步骤:
[0084]1、通过光散射颗粒物监测仪获取安装位置的颗粒物浓度；
[0085]2、通过数据接口或网络接口，将测量的数据传输到工控机上；
[0086]3、在工控机内设定每个点位的参数信息，GIS位置信息等内容；
[0087]4、将获取的每个点位的颗粒物浓度数据和空间信息一并存储；
[0088]5、在系统内预置GIS地图库；
[0089]6、将获得的颗粒物浓度信息，结合空间信息，在GIS地图上加载；
[0090]7、将所有的光散射颗粒物监测仪的所在点的颗粒物浓度加载后，对区域范围的颗粒物浓度数据进行综合分析；
[0091]8、将区域范围的颗粒物浓度数据进行差值模拟运算，在GIS地图上形成一个平面状的颗粒物浓度分布图，并以不同的颜色表示；
[0092]9、微脉冲水平扫描激光雷达扫描测量，将测量的浓度信息、角度信息、距离信息等内容实时传输到工控机的软件上；
[0093]10、将从微脉冲水平扫描激光雷达获取的数据，在工控机上的数据采集分析软件中进行处理，综合分析后，将浓度信息和坐标信息确定，并在数据库内存储；
[0094]11、将微脉冲水平扫描激光雷达的数据加载到GIS地图上；从而在地图低高度范围获得光散射颗粒物监测仪的颗粒物浓度的分布图，在高高度范围有微脉冲水平扫描激光雷达的颗粒物浓度分布图；
[0095]12、通过在上述两个分布层之间，增加2-3层的分布平面层，通过垂直的差值虚拟运算，将颗粒物在垂直方向上的多层分布情况计算出来；
[0096]13、将颗粒物在垂直方向上的多层分布情况附加在GIS地图上，形成监测区域颗粒物浓度的立体分布图；从而可以通过立体的方式展示颗粒物在监控区域内的分布情况。
[0097]14、增加时间轴，将一段时间的浓度分布立体图展示出来，从而就可以看到颗粒物的来源，扩散等颗粒物的浓度变化情况。
[0098]本发明实施例结合了微脉冲激光雷达水平扫描技术、计算机虚拟计算技术、颗粒物的光散射监测技术、高性能工控机技术、GIS的三维技术等多种环境监测技术，形成了区域颗粒物立体监测的系统和方法。通过网格化布置的光散射在线监测设备和微脉冲激光雷达扫描设备，可以实时获取区域内高低两个水平面范围内的颗粒物的分布情况，将获得的数据输送到高性能的工控机中，工控机通过地图加载、分层运行，增加高度信息，并增加分层切片，通过数值的差值运算的方法，获得多个高度和多个维度的颗粒物浓度信息，然后通过立体显示技术，将颗粒物在监控区域内的实时分布情况监控展示，再增加上时间轴，就可以将一段时间内，区域内的颗粒物的来源扩散等情况直观动态的展示出来。
[0099]通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果:本发明通过监测低空面上的颗粒物浓度和高空面上的颗粒物浓度，并运用GIS的三维技术和差值模拟运算技术，得到了待监测区域颗粒物浓度立体的分布图，从而实现了对颗粒物浓度的立体监测，进而实现了对污染的来源和扩散传输情况的分析和判断。
[0100]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0101]本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。
[0102]上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如:个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如:RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。
[0103]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0104]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，包括: 光散射颗粒物监测仪、微脉冲水平扫描激光雷达和工控机，所述光散射颗粒物监测仪设置于待监测区域内，且所有的所述光散射颗粒物监测仪均位于同一海拔高度；所述微脉冲水平扫描激光雷达设置于所述待监测区域的上方；所有的所述光散射颗粒物监测仪和所述微脉冲水平扫描激光雷达均与所述工控机相连。
2.根据权利要求1所述的区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，所述待监测区域内设置网格划分点，所述光散射颗粒物监测仪设置于所述网格划分点上。
3.根据权利要求1所述的区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，所述微脉冲水平扫描激光雷达设置于待监测区域的上方5-10m的高度处。
4.根据权利要求1所述的区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，所述光散射颗粒物监测仪位于海拔高度2-3m的位置。
5.根据权利要求1所述的区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，相邻的所述光散射颗粒物监测仪之间的距离为l_2km。
6.根据权利要求1所述的区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，所述微脉冲水平扫描激光雷达设置为3-4个，且每个所述微脉冲水平扫描激光雷达分别位于所述待监测区域的上方的不同高度处。
7.根据权利要求1所述的区域颗粒物立体监测系统，其特征在于，还包括数据传输装置和远程控制装置，所述远程控制装置通过所述数据传输装置与所述工控机相连。
8.一种区域颗粒物立体监测方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的区域颗粒物立体监测系统，包括如下步骤: 步骤I，所述光散射颗粒物监测仪监测所在位点的颗粒物浓度信息，并将所在位点的颗粒物浓度信息传送至所述工控机上； 步骤2，所述工控机接收所述颗粒物浓度信息，并将所述颗粒物浓度信息以及预置的空间信息加载在GIS地图上； 步骤3，对所述颗粒物浓度信息进行差值模拟运算，在GIS地图上形成所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层； 步骤4，所述微脉冲水平扫描激光雷达进行水平扫描测量，获取所述微脉冲水平扫描激光雷达所在水平面的颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并将所述颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息传送至所述工控机上； 步骤5，所述工控机接收步骤4中所述颗粒物浓度信息、角度信息和距离信息，并加载在GIS地图上，在GIS地图上形成所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层； 步骤6，在所述待监测区域的、平面状的颗粒物浓度分布图层和所述待监测区域的上方的、平面状的颗粒物浓度分布图层之间，设置2-3层的分布平面层，并进行差值模拟运算，计算颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况； 步骤7，将所述颗粒物浓度在垂直方向上的分布情况加载到GIS地图上，得到所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。
9.根据权利要求8所述的区域颗粒物立体监测方法，其特征在于，步骤7之后，还包括步骤，在所述立体的颗粒物浓度分布图上设置时间轴，得到加载有时间轴的所述待监测区域颗粒物浓度立体的分布图。
10.根据权利要求8所述的区域颗粒物立体监测方法，其特征在于，在步骤3之后、步骤4之前，和/或，步骤5之后、步骤6之前，和/或，步骤7之后，还包括步骤，使用不同的颜色表示所述颗粒物浓度分布图层。
【文档编号】G01N15/06GK104483248SQ201410843964
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】赵汉松, 姚新, 房明, 刘海英, 陆菲 申请人:中科宇图天下科技有限公司
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