一種室外空氣質(zhì)量解決方法和系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及一種室外空氣質(zhì)量解決方法和系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)急速發(fā)展，能源開采需求越來越多。經(jīng)濟(jì)活動(dòng)急速增長(zhǎng)，發(fā)電需求，發(fā)電廠的功率越來越大，汽車銷售數(shù)量不斷創(chuàng)新高。空氣中慢慢就因?yàn)榻?jīng)濟(jì)活動(dòng)而多了一些副產(chǎn)品，包括懸浮粒子pm2.5，pm10，SO2等，均從發(fā)電廣及汽車的引擎排放出來。由汽車、工廠等污染源排入大氣的氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚?，在太陽紫外線的照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧等二次污染物。為了讓大眾明白及知道空氣中的污染物及提高對(duì)空氣質(zhì)量的認(rèn)識(shí)，通過數(shù)據(jù)分析及傳感器檢測(cè)，讓人人都可以知道，他所處于地位置的空氣質(zhì)量及當(dāng)中所含有的污染物成份及程度。根據(jù)現(xiàn)時(shí)情況，一般人需要從政府網(wǎng)站找出每個(gè)地方監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)，然后從數(shù)據(jù)中查看那個(gè)監(jiān)測(cè)站位置是最近自己，當(dāng)然有些最近有2-3個(gè)監(jiān)測(cè)站，都是至少5-10公里的距離。那就完全不能估算自己所處位置的實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量如何地方監(jiān)測(cè)站通常包括了以下的污染物，如PM2.5(細(xì)顆粒物)，PM10(顆粒物)，SO2(二氧化硫)，CO(一氧化碳)，O3一氧化碳及NO2(二氧化氮)。最后以空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)，即AirQualityIndex，是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無綱量指數(shù)。一個(gè)普通的市民，可能量農(nóng)民，工人，長(zhǎng)者，中小學(xué)生等，未必人人都精通高深數(shù)學(xué)的計(jì)算，未必知道監(jiān)測(cè)站所測(cè)量的數(shù)據(jù)和自己所處位置設(shè)身處地有什么關(guān)系。參照?qǐng)D1，以北京為例,北京市只有12個(gè)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù),一般人只能參考這12個(gè)監(jiān)測(cè)站的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。由于各個(gè)監(jiān)測(cè)站跟自己距離有近有遠(yuǎn),不知道怎樣判段自己所在位置的空氣質(zhì)量,所以一般人只是以其中一個(gè)位置當(dāng)成自己位置的空氣質(zhì)量,導(dǎo)致可能自己正暴露于危險(xiǎn)的空氣質(zhì)量情況也不知道。這正是這個(gè)發(fā)明專利申請(qǐng)及決現(xiàn)有情況的痛點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種室外空氣質(zhì)量解決方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種室外空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括：A.創(chuàng)建多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，固定時(shí)間內(nèi)構(gòu)建與測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)K-D二叉樹，通過K-D二叉樹檢索與測(cè)試點(diǎn)最接近的多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站位置，并計(jì)算每個(gè)測(cè)試點(diǎn)與多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站的距離；B.在一段時(shí)間內(nèi)獲取空氣監(jiān)測(cè)站的空氣質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)K-D二叉樹檢索與測(cè)試點(diǎn)最接近的多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站位置及其距離，基于多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站與測(cè)試點(diǎn)的距離使用反距離權(quán)重法計(jì)算每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的空氣質(zhì)量指標(biāo)及所有污染物數(shù)據(jù)；C.查找以用戶為中心一定距離內(nèi)所有的測(cè)試點(diǎn)，進(jìn)一步查找所有測(cè)試點(diǎn)中已計(jì)算的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)試點(diǎn)空氣質(zhì)量指標(biāo)，在用戶移動(dòng)終端的地圖顯示界面使用對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)。根據(jù)所述的室外空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，其中步驟A包括子步驟：S21，通過K-D二叉樹比較待查詢節(jié)點(diǎn)和分裂節(jié)點(diǎn)的分裂維的值，若小于等于就進(jìn)入左子樹分支，等于就進(jìn)入右子樹分支直到葉子結(jié)點(diǎn)，順序搜索路徑找到最近鄰的近似點(diǎn)，該近似點(diǎn)為待查詢點(diǎn)處于同一個(gè)子空間的葉子結(jié)點(diǎn)；S22，回溯搜索路徑，并判斷搜索路徑上的結(jié)點(diǎn)的其他子結(jié)點(diǎn)空間中是否可能有距離查詢點(diǎn)更近的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果有可能，則需要跳到其他子結(jié)點(diǎn)空間中去搜索；S23，順序重復(fù)步驟S21與S22直到搜索路徑為空，得出測(cè)試點(diǎn)跟多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站的位置及距離，并將其中最接近至少6個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站作為搜索結(jié)果。根據(jù)所述的室外空氣質(zhì)量解決方法，其中的步驟B還包括：S31，使用反距離權(quán)重法計(jì)算所述步驟S23得到的測(cè)試點(diǎn)與最接近至少6個(gè)空氣檢測(cè)站的位置及距離；S32，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)都會(huì)作為插值點(diǎn)，將空氣檢測(cè)站的點(diǎn)作為離散點(diǎn)，其中若離散點(diǎn)與插值點(diǎn)的距離超過一定閾值，則將超過閾值距離的視為非影響點(diǎn)；S33，計(jì)算每個(gè)離散點(diǎn)的權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重值與對(duì)應(yīng)空氣監(jiān)測(cè)站質(zhì)量重新計(jì)算測(cè)試點(diǎn)空氣質(zhì)量指標(biāo)，其中權(quán)重值為距離倒數(shù)函數(shù)。根據(jù)的室外空氣質(zhì)量解決方法，其中的步驟S31還包括：對(duì)距離及地理位置的計(jì)算，其中距離計(jì)算為，di表示用戶與測(cè)試點(diǎn)的距離，其中的地理位置計(jì)算為，其中根據(jù)所述的室外空氣質(zhì)量解決方法，所述步驟C還包括：用于對(duì)所述步驟B得到的空氣質(zhì)量使用半透明圖層在用戶地圖顯示界面進(jìn)行顯示，其中不同的空氣質(zhì)量指標(biāo)對(duì)應(yīng)不同的顏色。根據(jù)所述的室外空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，其中的步驟C還包括：S61，通過移動(dòng)終端對(duì)用戶自身位置進(jìn)行定位；S62，通過網(wǎng)絡(luò)獲取用戶一定范圍內(nèi)所有測(cè)試點(diǎn)位置信息；S63，向數(shù)據(jù)庫查找多個(gè)測(cè)試點(diǎn)的空氣數(shù)據(jù)，以及，提供查找界面用于自定義查找天氣數(shù)據(jù)。根據(jù)上述任意方法的一種室外空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：模擬測(cè)試點(diǎn)模塊，用于在一段時(shí)間內(nèi)構(gòu)建與測(cè)試點(diǎn)對(duì)應(yīng)K-D二叉樹，通過K-D二叉樹檢索與測(cè)試點(diǎn)最接近的多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站，并計(jì)算每個(gè)測(cè)試點(diǎn)與多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站的距離；空氣質(zhì)量計(jì)算模塊，用于在一段時(shí)間內(nèi)獲取空氣監(jiān)測(cè)站的空氣質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)K-D二叉樹檢索與測(cè)試點(diǎn)最接近的多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站位置及其距離，基于多個(gè)空氣監(jiān)測(cè)站與測(cè)試點(diǎn)的距離使用反距離權(quán)重新計(jì)算每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的空氣質(zhì)量指標(biāo)及所有污染物數(shù)據(jù)；空氣質(zhì)量展示模塊，用于查找以用戶為中心一定距離內(nèi)所有的測(cè)試點(diǎn)，進(jìn)一步查找所有測(cè)試點(diǎn)中已計(jì)算的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)試點(diǎn)空氣質(zhì)量指標(biāo)，在用戶移動(dòng)終端的地圖顯示界面使用對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)。本發(fā)明的有益效果為：能夠精確快捷的監(jiān)測(cè)到用戶附近的空氣質(zhì)量。附圖說明圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)流程；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)流程。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的室外空氣質(zhì)量解決方法和系統(tǒng)適用于空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)流程。具體如下S201～S205所示：S201，從網(wǎng)絡(luò)上找出監(jiān)測(cè)站位置及其在其位置檢測(cè)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)；S202，模擬測(cè)試點(diǎn)，創(chuàng)建百萬個(gè)測(cè)試點(diǎn),視乎地方大小及人口密度,然后用K-D二叉樹找尋測(cè)試點(diǎn)及最接近的空氣監(jiān)測(cè)站的位置及距離；S203，通過反距離權(quán)重法(InverseDistanceWeighting，IDW)進(jìn)行計(jì)算；反距離權(quán)重法插值方法假定每個(gè)輸入點(diǎn)都有著局部影響，這種影響隨著距離的增加而減弱。步驟如下所示：1.計(jì)算未知點(diǎn)到所有點(diǎn)的距離；2.計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的權(quán)重：權(quán)重是距離的倒數(shù)的函數(shù)。于反距離權(quán)重公式與任何實(shí)際的物理過程都不關(guān)聯(lián)，因此無法確定特定冪值是否過大。在IDW插值之前,我們可以事先獲取一個(gè)離散點(diǎn)子集，用于計(jì)算插值的權(quán)重；原因1：離散點(diǎn)距離插值點(diǎn)越遠(yuǎn)，其對(duì)插值點(diǎn)的影響力越低，甚至完全沒有影響力；原因2：離散點(diǎn)越少可以加快運(yùn)算速度；通過反距離權(quán)重法，把每一個(gè)用程序得出來的測(cè)試點(diǎn)的位置，位置包括距離及空間坐標(biāo),經(jīng)過以下示例方式計(jì)算，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)會(huì)用程序找出最近6個(gè)監(jiān)測(cè)站。根據(jù)距離確認(rèn)權(quán)重值，參考表1監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離0,141.230,235.350,340.00,420.000,544.720,692.19表1進(jìn)一步計(jì)算得到λ1＝0.15，λ2＝0.17...λ4＝0.31,λ5＝0.139...計(jì)算空間坐標(biāo)，參考表2測(cè)試點(diǎn)緯度經(jīng)度海拔0110.0150.0？170.0140.0115.42115.0115.0123.13150.0150.0113.84110.0170.0110.5590.0190.0107.26180.0210.0131.78表2其中其中根據(jù)計(jì)算得到Z0(110，150)＝112.36。找出最近距離方法名為K-Dtree(K-Dimensional樹的簡(jiǎn)稱)。K-Dtrees是一種分割k維數(shù)據(jù)空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主要應(yīng)用于多維空間關(guān)鍵數(shù)據(jù)的搜索(如：范圍搜索和最近鄰搜索)。K-D樹是二進(jìn)制空間分割樹的特殊的情況。K-D樹是一個(gè)二叉樹，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)空間范圍。主要有兩個(gè)程序:1.構(gòu)建k-d樹；2.檢索在k-d樹中與查詢點(diǎn)距離最近的數(shù)據(jù)點(diǎn)。在k-dtree樹中進(jìn)行數(shù)據(jù)的k近鄰搜索是特征匹配的重要環(huán)節(jié)，其目的是檢索在k-dtree中與待查詢點(diǎn)距離最近的k個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。最近鄰搜索是k近鄰的特例，也就是1近鄰。將1近鄰改擴(kuò)展到k近鄰非常容易。下面介紹最簡(jiǎn)單的k-dtree最近鄰搜索算法?；镜乃悸泛芎?jiǎn)單：首先通過二叉樹搜索(比較待查詢節(jié)點(diǎn)和分裂節(jié)點(diǎn)的分裂維的值，小于等于就進(jìn)入左子樹分支，等于就進(jìn)入右子樹分支直到葉子結(jié)點(diǎn))，順著“搜索路徑”很快能找到最近鄰的近似點(diǎn)，也就是與待查詢點(diǎn)處于同一個(gè)子空間的葉子結(jié)點(diǎn)；然后再回溯搜索路徑，并判斷搜索路徑上的結(jié)點(diǎn)的其他子結(jié)點(diǎn)空間中是否可能有距離查詢點(diǎn)更近的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果有可能，則需要跳到其他子結(jié)點(diǎn)空間中去搜索(將其他子結(jié)點(diǎn)加入到搜索路徑)。重復(fù)這個(gè)過程直到搜索路徑為空。S204，這個(gè)就是用程序方式做一個(gè)半透明的圖層,而顏色是跟據(jù)空氣質(zhì)量指數(shù)來定議的。然后把這個(gè)圖層就在手機(jī)應(yīng)用程序顯示。S205，一般人通過手機(jī)定位就可以知道自己所在的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括PM2.5的染污物的值等，的空氣質(zhì)量指數(shù)程度。如果位于空氣質(zhì)量不佳的地方，可以離開，或戴上口罩等隔絕污染物，這個(gè)就是這項(xiàng)發(fā)明的目的。以上所述，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。當(dāng)前第1頁1 2 3