一种基于风速仪修正的三维空间PM2.5移动监测方法

技术特征：
1.一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，包括一下步骤：步骤s1:使用pm2.5浓度监测设备与风速仪构成监测模块，在监测pm2.5浓度的同时获取实时风速；可以作为监测模块搭载于各种遥感平台；步骤s2:通过单因素实验探究风速对pm2.5浓度的影响，得到风速与pm2.5浓度的关系，构建风速修正函数；步骤s3:使用搭载pm2.5监测仪器和风速仪的移动平台进行采样，结合定位模块获取经纬度和高程数据，储存三维空间内各采样点的空气污染数据和实时风速数据；步骤s4:基于实时风速数据，通过风速修正函数对pm2.5监测结果进行改正，从而获取监测点精确的浓度数据。2.根据权利要求1所述的一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，所述步骤s1中pm2.5浓度监测设备为尺寸小于标准范围:120mm x 100mm x 50mm，质量小于等于500g；其中采集pm2.5数据所用的传感器测量频率大于等于1hz。3.根据权利要求1所述的一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，所述步骤s1中风速仪的风速测量范围：0m/s～60m/s(抗风强度：70m/s)，风速测量分辨率：0.1m/s，风速测量精度：
±
(0.3 0.03v)m/s(v指实际风速)，风速传感器启动风速：≤0.5m/s。4.根据权利要求1所述的一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，所述步骤s1中pm2.5浓度监测设备与风速仪的总质量区间为700～1200g，其搭载在无人机的遥感平台上，便于获取各采样点的空气污染数据和实时的风速数据。5.根据权利要求1所述的一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：s21：设计单因素实验，探究风速对pm2.5浓度的影响关系；s22：通过监测选取实验区域，范围为5m*5m*5m即125m3的立方体区域，以1m为间距设置采样点，pm2.5浓度数值波动不超过10ug/m3，即为优质实验区域；s23：改变单一变量：在0m/s～50m/s范围内以1m/s为间隔，递增改变风速，保持其他环境因素一致，使用本模块对pm2.5浓度和风速进行监测记录；s24：为保证实验结果的准确，在同一风速下，记录三次pm2.5浓度和风速，取平均值作为实验数据；s24：根据单因素实验记录数据，使用ols线性回归模型，将风速y作为自变量，pm2.5浓度x作为因变量，由此计算得出风速修正函数：y＝f(x)。6.根据权利要求1所述的一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：s31：使用无人机搭载本监测模块：包含pm2.5监测设备和风速仪，使用前进行试飞，确保飞行时监测模块可以正常运行；s32：设置pm2.5监测点，导入点数据至飞行器地面站，对监测点进行航迹规划；s33：选择使用最短航线，并根据采样地区的高度设置安全飞行速度；s34：实验准备时，测试无人机旋翼启动与关闭时空气质量检测仪读数差异，综合多次测试，剔除飞行测量时因为桨叶造成的气流扰动对实验数据的影响；s35：实验人员使用fpv眼镜在第一视角下实时观察无人机是否按照预设航线飞行，并
及时纠正飞行问题；s36：将空气质量检测仪器和风速仪的监测结果实时回传；s37：使用无人机定位模块提供的经纬度数据以及海拔数据，将采样点精确的污染浓度数据作为属性存储；s38：记录风速仪监测的实时风速，并匹配至相应pm2.5监测数据进行保存。7.根据权利要求1所述的一种基于风速仪修正的三维空间pm2.5移动监测方法，其特征在于，所述步骤4具体为：s41:通过风速修正函数对pm2.5监测结果进行修正，得到修正后的pm2.5浓度值；s42：将无人机定位模块获取的信息，包含经纬度，海拔三个数据，作为标签赋予修正后的pm2.5浓度值，由此获得实测区域内三维空间高精度的空气污染浓度信息。

技术总结
本发明公开一种基于风速仪修正的三维空间PM2.5移动监测方法，首先，通过组合PM2.5浓度监测设备和风速仪构成监测模块；其次，设计单因素实验，探究风速对PM2.5浓度的影响，得到风速与PM2.5浓度的关系，构建风速修正函数；再次，使用移动平台搭载PM2.5监测仪器和风速监测仪器进行采样，结合移动平台的定位模块获取的经纬度和高程数据，储存各采样点精确的空气污染数据和实时的风速数据；最后，根据风速与PM2.5浓度的函数关系，对PM2.5监测结果进行修正，从而获取精确的PM2.5浓度数据。该方法解决了当前PM2.5移动监测受风速影响的问题，进一步提高了PM2.5移动监测的精度。并且本监测模块体积小，质量轻，适合多种移动平台搭载，解决了传统移动监测采样范围同质性高的问题。了传统移动监测采样范围同质性高的问题。


技术研发人员：冷宏骏 周侗 陶菲 余健晨 张苏晨 刘洁雯 徐佳诺
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/8/31