一种大气污染物浓度模拟方法、装置和电子设备

本技术涉及计算机，尤其涉及一种大气污染物浓度模拟方法、装置和电子设备。

背景技术：

1、民用航空(民航)活动会产生航空污染物的排放，民航活动排放的一次污染物以及经过物理化学反应产生的二次污染物将对周围的大气污染物浓度产生影响，在近地排放的污染物会影响机场附近的空气质量，在高空排放的污染物会影响大气组分构成。因此，定量评估航空污染物排放对大气污染物浓度造成的影响，是进行民航业环境影响控制的重要环节。目前主要通过航空污染物排放清单模拟大气污染物浓度从而评估航空污染物的排放对大气污染物浓度的影响，进而评估航空污染物的排放对地表空气质量的影响。目前的评估工作主要存在以下问题：1、航空污染物排放清单大多仅根据单独机场的近地航空污染物排放量或根据全国整体的航空污染物排放总量进行计算，对评估实际民航活动产生的航空污染物对大气污染物浓度和地表空气质量影响的指导意义较小；2、目前主要按照自上而下的分配方式将一段时间周期内的航空污染物排放总量分配至各机场或各航线来建立航空污染物排放清单，这种分配方式的计算精确度和时间分辨率较低；3、目前对于航空污染物排放数据在时间和空间上进行网格划分的方法不合理，会造成航空污染物对大气污染物浓度和地表空气质量影响的评估结果不准确。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提出了一种大气污染物浓度模拟方法、装置、电子设备和存储介质，可以更准确地对航空污染物排放数据进行网格化匹配统计，可以使航空污染物排放数据与网格进行更准确地匹配，使大气污染物浓度模拟结果可以更准确地反映民航活动下的大气污染物浓度，从而可以更准确地评估民航活动产生的航空污染物排放对大气污染物浓度和地表空气质量的影响。

2、根据本技术的一方面，提供了一种大气污染物浓度模拟方法，包括：确定模拟区域；获取所述模拟区域的历史气象数据和历史排放数据；所述历史排放数据包括自然源排放数据、人为源排放数据和航空污染物排放数据；根据航空污染物的排放特征，对所述历史排放数据和所述历史气象数据进行网格化匹配统计，得到网格化历史排放数据和网格化历史气象数据；所述网格化匹配统计用于将所述历史排放数据和所述历史气象数据与多个网格进行匹配；所述网格化历史排放数据包括网格化自然源排放数据、网格化人为源排放数据和网格化航空污染物排放数据；根据所述网格化历史排放数据和所述网格化历史气象数据，得到所述模拟区域的大气污染物浓度模拟结果。

3、在一种可能的实现方式中，所述根据所述网格化历史排放数据和所述网格化历史气象数据，得到所述模拟区域的大气污染物浓度模拟结果，包括：将网格化模拟气象数据、所述网格化自然源排放数据、所述网格化人为源排放数据和所述网格化航空污染物排放数据输入至第一大气物理化学模型，得到所述模拟区域的第一大气污染物浓度模拟结果；所述网格化模拟气象数据根据所述网格化历史气象数据得到；将所述网格化模拟气象数据、所述网格化自然源排放数据和所述网格化人为源排放数据输入至所述第一大气物理化学模型，得到所述模拟区域的第二大气污染物浓度模拟结果；所述方法还包括：对所述第一大气污染物浓度模拟结果和所述第二大气污染物浓度模拟结果进行对比分析，评估所述航空污染物的排放对所述模拟区域的大气污染物浓度和地表空气质量的影响。

4、在一种可能的实现方式中，所述根据所述网格化历史排放数据和所述网格化历史气象数据，得到所述模拟区域的大气污染物浓度模拟结果，包括：为所述网格化航空污染物排放数据添加标签；将网格化模拟气象数据、所述网格化自然源排放数据、所述网格化人为源排放数据和添加标签后的网格化航空污染物排放数据输入至第二大气物理化学模型，以基于综合源解析法isam对所述添加标签后的网格化航空污染物排放数据进行追踪，得到所述模拟区域的第三大气污染物浓度模拟结果；所述第二大气物理化学模型包括区域多尺度空气质量cmaq模型；所述网格化模拟气象数据根据所述网格化历史气象数据得到；所述方法还包括：根据所述第三大气污染物浓度模拟结果，评估所述航空污染物的排放对所述模拟区域的大气污染物浓度和地表空气质量的影响。

5、在一种可能的实现方式中，获取所述模拟区域的航空污染物排放数据，包括：获取所述模拟区域内的飞机在历史飞行过程中的飞行信息、所述飞机的机型和发动机数据；所述飞行信息包括所述飞机的飞行时间、飞行位置、飞行速度；根据所述飞行信息、所述飞机的机型和所述发动机数据，建立航空污染物排放清单；根据所述航空污染物排放清单，获取所述航空污染物排放数据。

6、在一种可能的实现方式中，所述根据航空污染物的排放特征，对所述历史排放数据和所述历史气象数据进行网格化匹配统计，得到网格化历史排放数据和网格化历史气象数据，包括：建立四维空间；所述四维空间包括时间维度、高度维度、经度维度和纬度维度；根据所述航空污染物的排放特征，分别对所述时间维度、所述高度维度、所述经度维度和所述纬度维度进行划分，将所述四维空间划分为多个四维网格；将所述历史排放数据和所述历史气象数据与所述多个四维网格进行匹配，得到所述网格化历史排放数据和所述网格化历史气象数据；所述网格化历史排放数据包括各四维网格对应的历史排放数据；所述网格化历史气象数据包括各四维网格对应的历史气象数据。

7、在一种可能的实现方式中，所述根据所述航空污染物的排放特征，分别对所述时间维度、所述高度维度、所述经度维度和所述纬度维度进行划分，将所述四维空间划分为多个四维网格，包括：根据所述航空污染物的时间排放特征，对所述时间维度进行划分，得到各四维网格对应的时间范围；所述时间排放特征根据所述航空污染物在不同时间段的排放分布情况得到；根据所述航空污染物的高度排放特征，对所述高度维度进行划分，得到各四维网格对应的高度范围；所述高度排放特征根据所述航空污染物在不同高度的排放分布情况得到；根据所述航空污染物的区域排放特征，对所述经度维度和所述纬度维度进行划分，得到各四维网格对应的经度范围和纬度范围；所述区域排放特征根据所述航空污染物在所述模拟区域内不同地区的排放分布情况得到；根据各四维网格对应的时间范围、高度范围、经度范围和纬度范围，将所述四维空间划分为所述多个四维网格。

8、在一种可能的实现方式中，所述网格化模拟气象数据根据所述网格化历史气象数据得到，包括：将所述网格化历史气象数据输入至气象模型，得到所述网格化模拟气象数据。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种大气污染物浓度模拟装置，包括：确定模块，用于确定模拟区域；历史数据获取模块，用于获取所述模拟区域的历史气象数据和历史排放数据；所述历史排放数据包括自然源排放数据、人为源排放数据和航空污染物排放数据；网格化匹配统计模块，用于根据航空污染物的排放特征，对所述历史排放数据和所述历史气象数据进行网格化匹配统计，得到网格化历史排放数据和网格化历史气象数据；所述网格化匹配统计用于将所述历史排放数据和所述历史气象数据与多个网格进行匹配；所述网格化历史排放数据包括网格化自然源排放数据、网格化人为源排放数据和网格化航空污染物排放数据；大气污染物浓度模拟模块，用于根据所述网格化历史排放数据和所述网格化历史气象数据，得到所述模拟区域的大气污染物浓度模拟结果。

10、在一种可能的实现方式中，所述大气污染物浓度模拟模块，还用于：将网格化模拟气象数据、所述网格化自然源排放数据、所述网格化人为源排放数据和所述网格化航空污染物排放数据输入至第一大气物理化学模型，得到所述模拟区域的第一大气污染物浓度模拟结果；所述网格化模拟气象数据根据所述网格化历史气象数据得到；将所述网格化模拟气象数据、所述网格化自然源排放数据和所述网格化人为源排放数据输入至所述第一大气物理化学模型，得到所述模拟区域的第二大气污染物浓度模拟结果；所述装置还包括：第一评估模块，用于对所述第一大气污染物浓度模拟结果和所述第二大气污染物浓度模拟结果进行对比分析，评估所述航空污染物的排放对所述模拟区域的大气污染物浓度和地表空气质量的影响。

11、在一种可能的实现方式中，所述大气污染物浓度模拟模块，还用于：为所述网格化航空污染物排放数据添加标签；将网格化模拟气象数据、所述网格化自然源排放数据、所述网格化人为源排放数据和添加标签后的网格化航空污染物排放数据输入至第二大气物理化学模型，以基于综合源解析法isam对所述添加标签后的网格化航空污染物排放数据进行追踪，得到所述模拟区域的第三大气污染物浓度模拟结果；所述第二大气物理化学模型包括区域多尺度空气质量cmaq模型；所述网格化模拟气象数据根据所述网格化历史气象数据得到；所述装置还包括：第二评估模块，用于根据所述第三大气污染物浓度模拟结果，评估所述航空污染物的排放对所述模拟区域的大气污染物浓度和地表空气质量的影响。

12、在一种可能的实现方式中，所述历史数据获取模块，还用于：获取所述模拟区域内的飞机在历史飞行过程中的飞行信息、所述飞机的机型和发动机数据；所述飞行信息包括所述飞机的飞行时间、飞行位置、飞行速度；根据所述飞行信息、所述飞机的机型和所述发动机数据，建立航空污染物排放清单；根据所述航空污染物排放清单，获取所述航空污染物排放数据。

13、在一种可能的实现方式中，所述网格化匹配统计模块，还用于：建立四维空间；所述四维空间包括时间维度、高度维度、经度维度和纬度维度；根据所述航空污染物的排放特征，分别对所述时间维度、所述高度维度、所述经度维度和所述纬度维度进行划分，将所述四维空间划分为多个四维网格；将所述历史排放数据和所述历史气象数据与所述多个四维网格进行匹配，得到所述网格化历史排放数据和所述网格化历史气象数据；所述网格化历史排放数据包括各四维网格对应的历史排放数据；所述网格化历史气象数据包括各四维网格对应的历史气象数据。

14、在一种可能的实现方式中，所述网格化匹配统计模块，还用于：根据所述航空污染物的时间排放特征，对所述时间维度进行划分，得到各四维网格对应的时间范围；所述时间排放特征根据所述航空污染物在不同时间段的排放分布情况得到；根据所述航空污染物的高度排放特征，对所述高度维度进行划分，得到各四维网格对应的高度范围；所述高度排放特征根据所述航空污染物在不同高度的排放分布情况得到；根据所述航空污染物的区域排放特征，对所述经度维度和所述纬度维度进行划分，得到各四维网格对应的经度范围和纬度范围；所述区域排放特征根据所述航空污染物在所述模拟区域内不同地区的排放分布情况得到；根据各四维网格对应的时间范围、高度范围、经度范围和纬度范围，将所述四维空间划分为所述多个四维网格。

15、在一种可能的实现方式中，所述大气污染物浓度模拟模块，还用于：将所述网格化历史气象数据输入至气象模型，得到所述网格化模拟气象数据。

16、根据本技术的另一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现上述大气污染物浓度模拟方法。

17、根据本技术的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述大气污染物浓度模拟方法。

18、根据本技术的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述大气污染物浓度模拟方法。

19、本技术提供的大气污染物浓度模拟方法，可以根据航空污染物的排放特征更准确地对航空污染物排放数据进行网格化匹配统计，可以使航空污染物排放数据更准确地与网格进行匹配，使大气污染物浓度模拟结果可以更准确地反映出民航活动下的大气污染物浓度，从而可以更准确地评估航空污染物的排放对大气污染物浓度和地表空气质量的影响。在一些场景中，本技术提供的大气污染物浓度模拟方法可以基于真实的飞行轨迹建立航空污染物排放清单，从而可以获取高精确度、高分辨率、覆盖航空飞行全阶段的航空污染物排放数据，使大气污染物浓度模拟结果可以更准确地反映出真实飞行状态下的大气污染物浓度，从而可以更加准确地评估实际民航活动产生的航空污染物排放对大气污染物浓度和地表空气质量的影响。

20、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本技术的其它特征及方面将变得清楚。