基于北斗网格的空气质量预警方法和装置与流程

1.本公开的实施例一般涉及环境检测技术领域，并且更具体地，涉及基于北斗网格的空气质量预警方法和装置。


背景技术：

2.近年来，空气污染问题严峻，引起了广泛的关注。合理的空气质量预报能够帮助有关部门制定相应决策，以限制人为排放，同时引导公众规避污染峰值期。目前区域空气质量数值模式已经成为短时临近和中期预报的主要手段。
3.数值预报的不确定性主要来源于大气初始状态的不确定性和预报模式的不确定性，大气运动的非线性特征决定了无论来自于初始场还是来自模式本身极小的误差在模式积分过程中将被放大，导致数值预报在一定时间后失去可预报性。
4.并且，现有技术中的空气质量预报通常是针对用户的当前位置进行短时临近和中期预报，而没有考虑用户的位置变化状况，而当用户处于移动状态下，不能对用户未来所处位置处的空气质量进行预报，例如用户在驾驶车辆出行或者乘坐火车出行，在固定时间段内的位置变化比较大，使得用户难以预测突发状况，影响用户的体验。


技术实现要素：

5.根据本公开的实施例，提供了一种基于北斗网格的空气质量预警方案，根据终端的位置信息数据预测用户的下一位置，基于北斗网格确定下一位置的空气质量，并在达到报警条件时向用户发送提前预警，在实现动态的预警的同时提高用户体验。
6.在本公开的第一方面，提供了一种基于北斗网格的空气质量预警方法，包括：获取终端的位置信息数据；根据所述位置信息数据确定所述终端的下一位置对应的第一北斗网格；获取所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排放源信息和气象信息；根据所述排放源信息和所述气象信息通过预先训练的污染物分布预测模型确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况；响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的污染物的浓度超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息。
7.在一些实施例中，所述污染物分布预测模型通过以下方式训练得到：以预设数量的排放源信息和排放源信息对应的气象信息为训练样本集，对所述训练样本集中的训练样本进行标注，标注出所述训练样本的对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况；将所述训练样本集中的训练样本输入到预先建立的神经网络模型，对所述训练样本集中的训练样本进行学习，输出训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况，当输出的训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况与标注的训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况的差异度大于预设阈值时，对神经网络模
型的卷积层的参数进行修正；重复上述过程，直到输出的训练样本中对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况与标注的训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况的差异度小于预设阈值。
8.在一些实施例中，所述获取终端的位置信息数据，包括：按照预设时间间隔获取终端的位置信息数据；所述根据所述位置信息数据确定所述终端对应的第一北斗网格，包括：根据所述终端的历史位置信息数据预测所述终端的下一预报时刻的位置信息，根据所述下一预报时刻的位置信息确定所述终端对应的第一北斗网格。
9.在一些实施例中，所述获取所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排放源信息，包括：获取所述第一北斗网格周围步长为第一预设数值的与所述第一北斗网格的网格层级相同的北斗网格内的排放源信息；或者，获取所述第一北斗网格的上级网格周围步长为第二预设数值的与所述上级网格的网格层级相同的北斗网格内的排放源信息。
10.在一些实施例中，所述根据所述排放源信息确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况，包括：根据所述排放源信息确定所述第一北斗网格周围步长为第三预设数值的与所述第一北斗网格的网格层级相同的北斗网格内的污染物的浓度的分布状况，其中，所述第三预设数值大于所述第一预设数值；或者，根据所述排放源信息确定所述第一北斗网格的上级网格周围步长为第四预设数值的与所述上级网格的网格层级相同的北斗网格内的污染物的浓度的分布状况，其中，所述第四预设数值大于所述第二预设数值。
11.在一些实施例中，所述响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的污染物的浓度超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息，包括：响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的单一污染物的浓度超过对应的预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息。
12.在一些实施例中，所述响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的污染物的浓度超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息，包括：响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的多种污染物的综合指数超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息，其中，所述综合指数为各种污染物浓度与对应的权重值乘积的加权值。
13.在本公开的第二方面，提供了一种基于北斗网格的空气质量预警装置，包括：位置信息获取模块，用于获取终端的位置信息数据；北斗网格确定模块，用于根据所述位置信息数据确定所述终端的下一位置对应的第一北斗网格；排放源信息获取模块，用于获取所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排
放源信息和气象信息；污染物浓度分布确定模块，用于根据所述排放源信息和所述气象信息通过预先训练的污染物分布预测模型确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况；报警模块，用于响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的污染物的浓度超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息。
14.在本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
15.在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如以上所述的方法。
16.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
17.通过本公开的基于北斗网格的空气质量预警方法，能够基于北斗网格快速预测终端移动的目标位置的空气质量状况，并在空气质量达到预设条件时向终端发送报警信息，从而提高用户体验。
附图说明
18.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1示出了本公开实施例一的基于北斗网格的空气质量预警方法的流程图；图2示出了本公开实施例二的基于北斗网格的空气质量预警装置的功能结构示意图；图3示出了本公开实施例三的基于北斗网格的空气质量预警设备的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
20.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
21.本公开实施例的基于北斗网格的空气质量预警方法，能够根据终端的位置信息数据预测用户的下一位置，基于北斗网格确定下一位置的空气质量，并在达到报警条件时向用户发送提前预警，在实现动态的预警的同时提高用户体验。
22.具体地，如图1所示，为本公开实施例一的基于北斗网格的空气质量预警方法的流程图。从图1中可以看出，本实施例的方法，可以包括以下步骤：s101：获取终端的位置信息数据。
23.本公开实施例的方法，根据用户的位置信息预测用户的移动轨迹，根据用户的移动轨迹确定用户的下一位置，根据下一位置对应的北斗网格周围预设范围内排放源信息和气象数据预测污染物的浓度的分布状况，并当下一位置处的污染物的浓度状况满足预警条件时，向用户发送报警信息。因此，首选需要获取终端的位置信息数据。本实施例中的终端可以是智能手机、智能手环、平板电脑等，也可以是车载智能终端。通过终端可以实时上报用户的位置信息，在本实施例中，可以实时接收终端上报的位置信息，也可以按照预设时间间隔接收终端上报的位置信息。
24.作为本实施例的一个可选实时方式，接收终端上报位置信息的时间间隔可以根据终端两次上报的位置信息的变化距离进行调整，例如用户乘坐高铁，则终端两次上报位置信息的时间间隔可以适当调小，例如用户跑步，则终端两次上报位置信息的时间间隔可以适当调大。
25.s102：根据所述位置信息数据确定所述终端的下一位置对应的第一北斗网格。
26.在获取终端的位置信息数据后，可以根据终端上报的历史位置信息数据生成对应的用户的移动轨迹，进而预测下一上报时间用户的位置信息进而根据下一位置的坐标确定对应的北斗网格。具体地，可以根据终端上报的历史位置信息数据确定用户的移动速度和移动方向，基于大数据技术确定用户的移动速度和移动方向对应的下一位置信息的概率值，选取概率值大于预设阈值的下一位置信息作为下一上报时间用户的位置信息。
27.由于北斗网格（北斗剖分网格码）具有不同层级的网格，不同层级的网格具有不同的定位精度，并且同一层级的网格可以基于各自的编码进行快速索引，同一位置区域的不同层级的网格也可以基于编码进行快速索引，因此，基于北斗网格可以快速确定不同位置间的关联关系，进而可以确定与位置相关的信息的关联关系。同时，北斗网格有很高的定位精度，因此，基于北斗网格可以实现精确定位。
28.s103：获取所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排放源信息和气象信息。
29.在本实施例中，当确定终端的下一位置对应的第一北斗网格后，可以获取所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排放源信息和气象信息，本实施例中的排放源信息和气象信息可以是与北斗网格关联的，即可以以北斗网格表示排放源信息和气象信息的影响范围，例如某编号的北斗网格内的排放源的分布状况，以及该北斗网格内的气象信息。由于排放源和气象通常会覆盖多个北斗网格，但是不同北斗网格受排放源和气象的影响的情况不同，因此，通常情况下，不同北斗网格内的排放源信息和气象信息不同。并且，在确定第一北斗网格时，可以根据终端的位置变化幅度选取对应层级的网格，例如，终端的位置变化幅度较大，则可以选取层级较低的网格，终端的位置变化幅度较小，则可以选取层级较高的网格。
30.具体地，可以获取所述第一北斗网格周围步长为第一预设数值的与所述第一北斗网格的网格层级相同的北斗网格内的排放源信息；或者，获取所述第一北斗网格的上级网格周围步长为第二预设数值的与所述上级网格的网格层级相同的北斗网格内的排放源信息。
31.在本实施例中，基于北斗网格，可以通过直接调用气象数据库中的气象信息，方便气象信息的查询获取，同时，排放源信息也可以与北斗网格进行关联，实现排放源和气象信
息的位置精度的统一。
32.s104：根据所述排放源信息和所述气象信息通过预先训练的污染物分布预测模型确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况。
33.在本实施例中，当获取到所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排放源信息和气象信息后，可以利用预先训练的污染物分布预测模型确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况。
34.其中，所述污染物分布预测模型通过以下方式训练得到：以预设数量的排放源信息和排放源信息对应的气象信息为训练样本集，对所述训练样本集中的训练样本进行标注，标注出所述训练样本的对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况；将所述训练样本集中的训练样本输入到预先建立的神经网络模型，对所述训练样本集中的训练样本进行学习，输出训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况，当输出的训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况与标注的训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况的差异度大于预设阈值时，对神经网络模型的卷积层的参数进行修正；重复上述过程，直到输出的训练样本中对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况与标注的训练样本对应的在不同时刻在不同区域污染物的分布状况的差异度小于预设阈值。
35.在本实施例中，所述第一北斗网格周围第二预设区域范围可以是所述第一北斗网格周围步长为第三预设数值的与所述第一北斗网格的网格层级相同的北斗网格的覆盖范围，即以第一北斗网格的层级为基准，向周围延伸出第三预设数值步长的同层级网格，例如，第一北斗网格周围外层的三层网格都属于第二预设区域范围，第一层网格数为8，第二层的网格数为16，第三层的网格数为24，通常情况下，所述第三预设数值大于所述第一预设数值。
36.或者，所述第一北斗网格周围第二预设区域范围可以是所述第一北斗网格的上级网格周围步长为第四预设数值的与所述上级网格的网格层级相同的北斗网格的覆盖范围，即以第一北斗网格的层级为基准，在第一北斗网格层级的基础上减去一定数值，例如第一北斗网格为7级网格，则第一北斗网格的上级网格可以是6级网格，也可以是5级网格，从该上级网格向周围延伸出第四预设数值步长的与该上级网格的网格层级相同的网格。通常情况下，所述第四预设数值大于所述第二预设数值。
37.s105：响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的污染物的浓度超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息。
38.在确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况后，可以进一步根据对应终端位置处的污染物的浓度的分布状况，向所述终端发送空气质量报警信息。
39.具体地，响应于所述第二预设区域范围内所述终端位置处的单一污染物的浓度超过对应的预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息。例如，pm2.5等单一污染物的浓度超过了预设阈值，就向所述终端发送空气质量报警信息。或者，也可以当所述第二预设区域范围内所述终端位置处的多种污染物的综合指数超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息，其中，所述综合指数为各种污染物浓度与对应的权重值乘积的加权值。
40.本公开实施例的基于北斗网格的空气质量预警方法，能够基于北斗网格快速预测
终端移动的目标位置的空气质量状况，并在空气质量达到预设条件时向终端发送报警信息，从而提高用户体验。
41.本公开实施例的方法，可以基于北斗网格，并且北斗网格是具有统一编码的，而且通常情况下，污染源数据和气象数据也会与北斗网格进行关联，这样可以从其他数据库调用污染源数据和气象数据，并且获取到的数据与终端的位置信息是统一的，从而可以实现精确定位。
42.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
43.以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
44.如图2所示，为本公开实施例二的基于北斗网格的空气质量预警装置的结构示意图。本实施例的基于北斗网格的空气质量预警装置，包括：位置信息获取模块201，用于获取终端的位置信息数据。
45.北斗网格确定模块202，用于根据所述位置信息数据确定所述终端的下一位置对应的第一北斗网格。
46.排放源信息获取模块203，用于获取所述第一北斗网格周围第一预设区域范围内的排放源信息和气象信息。
47.污染物浓度分布确定模块204，用于根据所述排放源信息和所述气象信息通过预先训练的污染物分布预测模型确定所述第一北斗网格周围第二预设区域范围内的污染物的浓度的分布状况。
48.报警模块205，用于响应于所述第二预设区域范围内所述目标终端位置处的污染物的浓度超过预设阈值，向所述终端发送空气质量报警信息。
49.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
50.图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。如图所示，设备300包括处理单元（cpu）301，其可以根据存储在只读存储器（rom）302中的计算机程序指令或者从存储单元308加载到随机访问存储器（ram）303中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还可以存储设备300操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出（i/o）接口305也连接至总线304。
51.设备300中的多个部件连接至i/o接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
52.处理单元301执行上文所描述的各个方法和处理，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 302和/
或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到ram 303并由cpu 301执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu 301可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行上述方法。
53.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列（fpga）、专用集成电路（asic）、专用标准产品（assp）、芯片上系统的系统（soc）、负载可编程逻辑设备（cpld）等等。
54.用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
55.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦除可编程只读存储器（eprom或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（cd
‑
rom）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
56.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
57.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。