技术领域
[0001] 本发明涉及环境监测数据处理技术领域,尤其涉及一种VOCs数据分析平台。
相关背景技术
[0002] 近年来,大气细颗粒物(PM2.5)污染问题日益突出,已成为城市地区面临的主要大气污染问题。细颗粒物(PM2.5)是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。
[0003] 挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是PM2.5和臭氧(O3)的前体物,VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成,其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物,主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味,并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用,特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。通过控制VOCs,可加强PM2.5与臭氧协同控制,对实现减污降碳协同增效、促进生态环境质量持续改善有重要意义。为此,在进行环境监测时,有必要对VOCs数据进行分析和展示。
[0004] 常规的VOCs数据分析由技术人员采用EXCEL、ORIGN等数据处理及作图软件进行数据整理、图表绘制与结果分析,同时由技术人员根据实际数据人为运行OZIPR模型、Hysplit模型等处理模型进行特定数据分析处理,而后根据数据分析、处理结果生成分析报告。
[0005] 然而,常规的VOCs数据分析中,由技术人员进行处理、分析,需要处理的数据量大,重复的工作量较多,耗时较长;并且由于不同的技术人员进行数据处理分析的水准和方式存在一定的差异性,导致分析内容和质量不稳定,不同技术人员的分析结果和分析报告难以直接整合使用。
具体实施方式
[0047] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,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所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0048] 以下结合附图,详细说明本发明实施例提供的技术方案。
[0049] 参考图1,本发明一实施例提供了一种VOCs数据分析平台,该平台包括:
[0050] 数据接口模块1,能够与外部设备连接,用于接收外部设备传输的数据;
[0051] 数据管理模块2,与数据接口模块1连接,被配置为根据给定操作进行数据的上传、查询、或导出;
[0052] 数据处理模板库3,预存有多种数据处理模板;
[0053] 数据分析模块4,被配置为根据给定操作从所有已上传数据中选取所需数据,调用数据处理模板库3中的数据处理模板对数据进行污染物污染特征分析、VOCs时间分布特征分析、VOCs环境生成效应分析、VOCs污染来源分析、臭氧生成敏感性分析、气象因素特征分析、或传输影响特征分析;
[0054] 报告模板库5,预存有多种报告模板;
[0055] 智能报告生成模块6,与数据分析模块4连接,被配置为根据给定操作调用报告模板库5中的报告模板,基于报告模板和数据分析模块4的分析数据,生成并输出分析报告。
[0056] 本发明一实施例提供的VOCs数据分析平台在使用时,通过数据接口模块建立与外界(如监测站点)的数据传输通道,基于数据接口模块,数据管理模块根据给定操作将数据上传至平台,平台对上传的数据进行存储,同时数据管理模块还可以根据给定操作进行数据的查询,以及将数据导出至其他外部设备;根据实际数据分析需求,提前在平台的数据处理模板库中预存针对不同数据分析需求的多种数据处理模板,当需要对上传的数据进行分析时,通过操作数据分析模块,以使数据分析模块从所有已上传数据中选取所需数据,调用对应的数据处理模板对数据进行污染物污染特征分析、VOCs时间分布特征分析、VOCs环境生成效应分析、VOCs污染来源分析、臭氧生成敏感性分析、气象因素特征分析、或传输影响特征分析;根据实际数据分析需求和报告内容需求,提前在平台的报告数据库中预存针对不同数据分析需求和不同报告内容需求的多种报告模板,当需要针对特定数据生成分析报告时,操作智能报告生成模块,以使智能报告生成模块从所有已上传数据中选取所需数据及其对应的分析数据,调用对应的报告模板,基于报告模板,对所选数据及其对应的数据分析模块的分析数据进行处理,生成分析报告并输出。
[0057] 本发明一实施例提供的VOCs数据分析平台通过在平台上预存多种数据处理模板和多种报告模板,并使平台能够调用模板进行数据处理分析和报告生成,使得技术人员仅需进行一些基础操作即可实现VOCs数据的分析和分析报告的生成,能够显著减少技术人员的工作量,提高数据分析效率和报告生成效率,且无需要求技术人员具备较高的技术水平。同时,由于在进行数据分析处理和报告生成时,针对相同的数据分析需求和报告生成需求,调用相同的数据处理模板和报告模板,能够使数据分析内容和质量、以及报告内容和质量保持稳定,便于技术人员查阅和后续的再处理。
[0058] 本发明一实施例中,数据接口模块可以为物理接口,也可以为虚拟网络接口,根据实际需求具体设置。
[0059] 进一步地,本发明一实施例中,数据管理模块包括数据上传单元和数据查询单元;
[0060] 数据上传单元用于根据给定操作进行数据的上传,设置有站点选择和数据类型两个输入项,以及设置有上传操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称和拟上传数据的站点名称,数据类型包含可供选择的小时数据和日数据,数据上传单元根据站点选择和数据类型的输入进行选定数据的上传。
[0061] 具体地,当需要进行数据上传时,通过设置的输入项选择待上传的数据,在选择待上传的数据后操作上传,使数据上传单元将选择数据上传至平台。
[0062] 可选的,数据上传单元还设置有数据时间一个输入项,以及还设置有删除操作项,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要删除数据的起始时间,结束时间用于给定所要删除数据的终止时间。
[0063] 具体地,当需要进行数据删除时,通过设置的输入项选择要删除的数据,在选择要删除的数据后操作删除,使数据上传单元将所需数据从平台中删除。
[0064] 数据查询单元用于根据给定操作进行数据的查询或导出,设置有站点选择、物种类型、时间选择、浓度类型和数据维度五个输入项,以及设置有查询和导出两个操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,物种类型包含可供选择的常规污染物类型和VOCs类型,时间选择设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要查询或导出数据的起始时间,结束时间用于给定所要查询或导出数据的终止时间,浓度类型包含可供选择的体积浓度和质量浓度,数据维度包含可供选择的小时数据、日均数据、月均数据和年均数据,数据查询单元用于根据给定的输入和操作进行选定数据的查询或导出。
[0065] 具体地,当需要进行数据查询或导出时,通过设置的输入项选择要查询或导出的数据,在选择要查询或导出的数据后操作查询或导出,使数据查询单元将平台中查询相应数据并展示或者将平台中相应数据导出。
[0066] 进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块包括污染物污染特征分析单元;
[0067] 污染物污染特征分析单元包括常规污染物浓度水平分析子单元,常规污染物浓度水平分析子单元设置有站点选择、数据类型和数据时间三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据类型包含可供选择的小时数据、日数据、月数据和年数据,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0068] 数据处理模板库预存有污染物污染特征分析处理模板,常规污染物浓度水平分析子单元根据给定的输入和操作,调用污染物污染特征分析处理模板对选定数据中的常规污染物的浓度水平进行分析和展示。
[0069] 具体地,污染物污染特征分析处理模板根据污染物污染特征分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行常规污染物浓度水平分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使常规污染物浓度水平分析子单元调用污染物污染特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的常规污染物浓度水平进行分析和展示。
[0070] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以折线图、柱状图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0071] 其中,常规污染物包括PM2.5、PM10、O3、NO2、SO2、CO。
[0072] 进一步地,本发明一实施例中,污染物污染特征分析单元还包括常规污染物浓度日变化趋势分析子单元,常规污染物浓度日变化趋势分析子单元设置有站点选择和数据时间两个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0073] 常规污染物浓度日变化趋势分析子单元根据给定的输入和操作,调用污染物污染特征分析处理模板对选定数据中的常规污染物的浓度日变化趋势进行分析和展示。
[0074] 具体地,当需要进行常规污染物浓度日变化趋势分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使常规污染物浓度日变化趋势分析子单元调用污染物污染特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的常规污染物的浓度日变化趋势进行分析和展示。
[0075] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以折线图、柱状图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0076] 进一步地,本发明一实施例中,污染物污染特征分析单元还包括污染物浓度日历图展示子单元,污染物浓度日历图展示子单元设置有站点选择和数据时间两个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0077] 污染物浓度日历图展示子单元根据给定的输入和操作,调用污染物污染特征分析处理模板对选定数据进行分析处理,生成环境空气质量指数(AQI)和常规污染物的浓度日历图,并展示。
[0078] 其中,生成的日历图可以按照《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633‑2012)标准规范中要求的等级进行划分并填充标准颜色。
[0079] 进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块还包括VOCs时间分布特征分析单元;
[0080] VOCs时间分布特征分析单元包括VOCs浓度水平分析子单元,VOCs浓度水平分析子单元设置有站点选择、参数类型、数据类型、数据时间和浓度类型五个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,参数类型包含可供选择的VOCs‑116种物种和物种类别,数据类型包含可供选择的小时数据、日数据、月数据和年数据,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间,浓度类型包含可供选择的体积浓度和质量浓度;
[0081] 数据处理模板库预存有VOCs时间分布特征分析处理模板,VOCs浓度水平分析子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs时间分布特征分析处理模板对选定数据中的VOCs的浓度水平进行分析和展示。
[0082] 具体地,VOCs时间分布特征分析处理模板根据VOCs时间分布特征分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行VOCs的浓度水平分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使VOCs浓度水平分析子单元调用VOCs时间分布特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的VOCs的浓度水平进行分析和展示。
[0083] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以折线图、柱状图、或数据列表等形式展示数据分析结果。为了便于观察,当参数类型为VOCs‑116种时,分析结果以折线图形式进行展示,当参数类型为物种类别时,分析结果以柱状图、堆叠柱状图、或数据列表形式进行展示。其中,不同物种类别所包含的具体物种可以根据实际需求具体划分。
[0084] 进一步对,本发明一实施例中,VOCs时间分布特征分析单元还包括VOCs浓度日变化趋势分析子单元,VOCs浓度日变化趋势分析子单元设置有站点选择、数据时间和浓度类型三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间,浓度类型包含可供选择的体积浓度和质量浓度;
[0085] VOCs浓度日变化趋势分析子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs时间分布特征分析处理模板对选定数据中的VOCs的浓度日变化趋势进行分析和展示。
[0086] 具体地,当需要进行VOCs的浓度日变化趋势分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使VOCs浓度日变化趋势分析子单元调用VOCs时间分布特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的VOCs的浓度日变化趋势进行分析和展示。
[0087] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以柱状图、堆叠柱状图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0088] 进一步地,本发明一实施例中,VOCs时间分布特征分析单元还包括VOCs关键物种筛选子单元,VOCs关键物种筛选子单元设置有站点选择、数据时间和浓度类型三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间,浓度类型包含可供选择的体积浓度和质量浓度;
[0089] VOCs关键物种筛选子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs时间分布特征分析处理模板对选定数据中的VOCs所有物种的浓度进行分析排序,确定浓度最高的十个物种并展示。
[0090] 具体地,当需要进行筛选出VOCs中的关键物种时,VOCs中的关键物种表示VOCs中浓度最高的十个物种,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使VOCs关键物种筛选子单元调用VOCs时间分布特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的VOCs所有物种的浓度进行计算分析排序,确定浓度最高的十个物种并展示。
[0091] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以柱状图、堆叠柱状图、或数据列表等形式展示。
[0092] 进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块还包括VOCs环境生成效应分析单元;
[0093] VOCs环境生成效应分析单元包括臭氧生成潜势分析子单元,臭氧生成潜势分析子单元设置有站点选择、数据类型和数据时间三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据类型包含可供选择的小时数据、日数据、月数据和年数据,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0094] 数据处理模板库预存有VOCs环境生成效应分析处理模板,臭氧生成潜势分析子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs环境生成效应分析处理模板对选定数据中的VOCs的臭氧生成潜势进行分析和展示。
[0095] 具体地,VOCs环境生成效应分析处理模板根据VOCs环境生成效应分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行臭氧生成潜势分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使臭氧生成潜势分析子单元调用VOCs环境生成效应分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的VOCs的臭氧生成潜势进行分析和展示。
[0096] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以堆积柱状图、百分比柱状图、饼图、折线图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0097] VOCs是臭氧和PM2.5的重要前体物,但不同VOCs物种在转化生成臭氧时具有不同的大气反应机理和反应速率,因此显示出不同的反应活性(reactivity),即生成臭氧的潜势。在制定VOCs减排控制工作策略时需要充分考虑其环境效应,VOCs的增量反应性是常用来衡量VOCs臭氧生成潜势的方法。
[0098] 现在的研究中多采用最大增量反应活性(Maximum Incremental Reactivity,MIR)衡量VOCs的反应活性和它们对臭氧生成的贡献能力。臭氧生成潜势(Ozone Formation Potentials,OFPs)便是基于MIR来量化CO和VOCs对臭氧生成贡献的指标,定义为多种痕量组分的大气浓度与其MIR的乘积的加和,具体表示为:
[0099] OFPi=MIRi×[VOCi]
[0100] 其中,OFPi表示观测到的VOCs物种i的臭氧生成潜势,[VOCi]表示观测到的VOCs物种i的浓度,MIR系数,即MIRi通过查阅文献获取。
[0101] 进一步地,本发明一实施例中,VOCs环境生成效应分析单元还包括气溶胶生成潜势分析子单元,气溶胶生成潜势分析子单元设置有站点选择、数据类型和数据时间三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据类型包含可供选择的小时数据、日数据、月数据和年数据,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0102] 气溶胶生成潜势分析子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs环境生成效应分析处理模板对选定数据中的VOCs的气溶胶生成潜势进行分析和展示。
[0103] 具体地,当需要进行气溶胶生成潜势分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使气溶胶生成潜势分析子单元调用VOCs环境生成效应分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的VOCs的气溶胶生成潜势进行分析和展示。
[0104] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以堆积柱状图、百分比柱状图、饼图、折线图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0105] VOCs是臭氧和PM2.5的重要前体物,但不同VOCs物种在转化生成PM2.5时具有不同的大气反应机理和反应速率,因此显示出不同的反应活性(reactivity),即生成气溶胶的潜势。通过二次有机气溶胶的生成系数FAC计算的气溶胶生成潜势能给出一些气溶胶的重要信息,并能估算各种VOCs物种对气溶胶的相对贡献,对研究排放控制策略有重要的指导意义,同时对预防空气中PM2.5污染也有重要意义。
[0106] 针对任意一个VOCs物种,根据VOCs物种浓度,利用以下公式计算VOCs物种对应的SOAP(二次有机气溶胶生成潜势)浓度:
[0107] [SOAP]=[VOCs0]×FAC
[0108]
[0109] 其中,[SOAP]表示VOCs物种对应的SOAP浓度,单位为μg/m3,[VOCs0]表示氧化前的3
VOCs物种的初始浓度,单位为μg/m ,FAC表示二次有机气溶胶的生成系数,单位为%,
3
[VOCst]表示经过氧化后的VOCs物种浓度,即大气中的VOCs物种浓度,单位为μg/m ,Fvocr表示VOCs物种参与反应的分数,单位为%。FAC和Fvocr均由Grosjean论文获得。
[0110] VOCs排放来源较多且成分复杂,通过某些特征物种的浓度比值可以获得相应的VOCs来源信息,这些特征物种称为VOCs的示踪物,包括苯、甲苯、异戊二烯等。
[0111] 为此,进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块还包括VOCs污染来源分析单元;
[0112] VOCs污染来源分析单元包括示踪物浓度水平分析子单元,示踪物浓度水平分析子单元设置有站点选择、参数名称、数据类型、数据时间和浓度类型五个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,参数名称包含可供选择的多个示踪物名称,数据类型包含可供选择的小时数据、日数据、月数据和年数据,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间,浓度类型包含可供选择的体积浓度和质量浓度;
[0113] 数据处理模板库预存有VOCs污染来源分析处理模板,示踪物浓度水平分析子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs污染来源分析处理模板对选定数据中的示踪物的浓度水平进行分析和展示。
[0114] 具体地,VOCs污染来源分析处理模板根据VOCs污染来源分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行示踪物浓度水平分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使示踪物浓度水平分析子单元调用VOCs污染来源分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的示踪物的浓度水平进行分析和展示。
[0115] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以折线图、柱状图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0116] 进一步地,本发明一实施例中,VOCs污染来源分析单元还包括特征物种比值分析子单元,特征物种比值分析子单元设置有站点选择、数据时间和浓度类型三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间,浓度类型包含可供选择的体积浓度和质量浓度;
[0117] 特征物种比值分析子单元根据给定的输入和操作,调用VOCs污染来源分析处理模板对选定数据中的特征物种比值进行分析和展示。
[0118] 具体地,当需要进行特征物种比值分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使特征物种比值分析子单元调用VOCs污染来源分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中的特征物种比值进行分析和展示。
[0119] 其中,本发明一实施例中,特征物种比值分析子单元用于进行甲苯/苯的浓度比值分析。
[0120] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以散点图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0121] 进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块还包括臭氧生成敏感性分析单元,臭氧生成敏感性分析单元包括多元线性回归分析子单元和EKMA曲线分析子单元;
[0122] 多元线性回归分析子单元设置有站点选择和数据时间两个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0123] EKMA曲线分析子单元设置有任务名称、站点选择和数据时间三个输入项,以及设置有搜索操作项,任务名称被配置为能够输入文字,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0124] 数据处理模板库预存有臭氧生成敏感性分析处理模板和OZIPR模型,多元线性回归分析子单元根据给定的输入和操作,调用臭氧生成敏感性分析处理模板对选定数据中的O3、NOx和VOCs的相关监测数据进行多元线性回归分析和展示,EKMA曲线分析子单元根据给定的输入和操作,调用臭氧生成敏感性分析处理模板和OZIPR模型对选定数据进行分析处理以生成EKMA曲线并展示。
[0125] 具体地,臭氧生成敏感性分析处理模板和OZIPR模型根据臭氧生成敏感性分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行O3、NOx和VOCs监测数据的多元线性回归分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使多元线性回归分析子单元调用臭氧生成敏感性分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据进行多元线性回归分析和展示。
[0126] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以三维图形式展示数据分析结果。
[0127] 当需要生成、分析EKMA曲线时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使EKMA曲线分析子单元调用臭氧生成敏感性分析处理模板和OZIPR模型,根据分析处理模板和OZIPR模型对选定数据进行分析处理以生成EKMA曲线并展示。其中,以等值线图形式展示结果。
[0128] 对流层O3是由氮氧化物光解反应触发的一系列复杂反应生成的二次污染物,局地O3生成率与其前体物排放率呈现复杂的非线性关系,分析特定时段内目标控制区O3生成与前体物之间关系,对精准、有效地控制O3浓度至关重要。O3生成控制区EKMA(the Empirical Kinetic Modeling Approach)曲线,可方便、直观地识别监测点位是处于VOCs还是NOx控制区,从而指导O3控制策略的制定。
[0129] 进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块还包括气象因素特征分析单元;
[0130] 气象因素特征分析单元包括风速风向分析子单元,风速风向分析子单元设置有站点选择、参数类型和数据时间三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,参数类型包含可供选择的O3、NOx和PM2.5,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0131] 数据处理模板库预存有气象因素特征分析处理模板,风速风向分析子单元根据给定的输入和操作,调用气象因素特征分析处理模板对选定数据中污染物与风速风向的关系进行分析和展示。
[0132] 具体地,气象因素特征分析处理模板根据气象因素特征分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行污染物与风速风向的关系分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使风速风向分析子单元调用气象因素特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中污染物与风速风向的关系进行分析和展示。
[0133] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以风频图、或污染玫瑰图等形式展示数据分析结果。
[0134] 进一步地,本发明一实施例中,气象因素特征分析单元还包括气象因素时间变化关系分析子单元,气象因素时间变化关系分析子单元设置有站点选择、参数类型、数据类型和数据时间四个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,参数类型包含可供选择的O3、NOx和PM2.5,数据类型包含可供选择的小时数据、日数据、月数据和年数据,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0135] 气象因素时间变化关系分析子单元根据给定的输入和操作,调用气象因素特征分析处理模板对选定数据中污染物与气象因素时间变化的关系进行分析和展示。
[0136] 具体地,当需要进行污染物与气象因素时间变化的关系分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使气象因素时间变化关系分析子单元调用气象因素特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中污染物与气象因素时间变化的关系进行分析和展示。
[0137] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以折线图、柱状图、或风矢图等形式展示数据分析结果。
[0138] 进一步地,本发明一实施例中,气象因素特征分析单元还包括气象因素相关系分析子单元,气象因素相关系分析子单元设置有站点选择、参数类型和数据时间三个输入项,以及设置有搜索操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,参数类型包含可供选择的O3、NOx、PM2.5和TVOCs,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定所要分析数据的起始时间,结束时间用于给定所要分析数据的终止时间;
[0139] 气象因素相关系分析子单元根据给定的输入和操作,调用气象因素特征分析处理模板对选定数据中污染物与气象因素之间的相关性进行分析和展示。
[0140] 具体地,当需要进行污染物与气象因素之间的相关性分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据,在选择要分析的数据后操作搜索,使气象因素相关系分析子单元调用气象因素特征分析处理模板,根据分析处理模板对选定数据中污染物与气象因素之间的相关性进行分析和展示。
[0141] 其中,展示方式可以根据实际需求预先设置,例如以散点图、或数据列表等形式展示数据分析结果。
[0142] 进一步地,本发明一实施例中,数据分析模块还包括传输影响特征分析单元;
[0143] 传输影响特征分析单元设置有任务名称、任务说明、站点选择、开始时间、运行时间、计算类型、聚类个数、高度选择和轨迹时间选择九个输入项,以及设置有确定和搜索两个操作项,任务名称和任务说明被配置为能够输入文字,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,开始时间用于给定运行分析任务的起始时间,运行时间用于给定分析任务的运行时长,计算类型包含可供选择的单时刻、时间段和整月,聚类个数被配置为平台自动计算填写,高度选择包含可供选择的多个模拟高度,轨迹时间选择包含可供选择的多个轨迹时间;
[0144] 数据处理模板库预存有传输影响特征分析处理模板和Hysplit模型,传输影响特征分析单元根据给定的输入和操作,调用传输影响特征分析处理模板和Hysplit模型对选定数据进行传输影响特征分析和展示。
[0145] 具体地,传输影响特征分析处理模板和Hysplit模型根据传输影响特征分析的实际情况和需求确定,并预先存储在平台的数据处理模板库中,当需要进行传输影响特征分析时,通过设置的输入项选择要分析的数据、以及设置分析任务的起始时间和运行时长、以及任务相关的参数,而后操作确定,使传输影响特征分析单元调用传输影响特征分析处理模板和Hysplit模型,根据分析处理模板和Hysplit模型进行传输影响特征分析;而后操作搜索,进行传输影响特征分析任务的结果展示。
[0146] Hysplit(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model,混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式)模型是由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的空气资源实验室和澳大利亚气象局在过去20年间联合研发的一种用于计算和分析大气污染物输送、扩散轨迹的专业模型。该模型具有处理多种气象要素输入场、多种物理过程和不同类型污染物排放源功能的较为完整的输送、扩散和沉降模式,已经被广泛地应用于多种污染物在各个地区的传输和扩散的研究中。
[0147] 进一步地,本发明一实施例中,智能报告生成模块设置有站点选择、报告类型、数据时间和模板样式四个输入项,以及生成一个操作项,站点选择包含可供选择的已上传数据的站点名称,报告类型包含可供选择的月报、季报和年报,数据时间设置有开始时间和结束时间两个次输入项,开始时间用于给定生成报告所用数据的起始时间,结束时间用于给定生成报告所用数据的终止时间,模板样式包含可供选择的多种报告样式;
[0148] 报告模板库预存有多种报告模板,智能报告生成模块根据给定的输入和操作,调用报告模板,基于报告模板、选定数据及分析数据,生成并输出分析报告。
[0149] 具体地,当需要生成分析报告时,通过设置的输入项选择用于生成报告的数据及其对应的分析结果,以及选择报告类型和报告样式,而后操作生成,基于设置的参数信息,使智能报告生成模块报告模板,进一步根据报告模板、选定数据及其对应的分析数据,生成并输出分析报告。
[0150] 本发明一实施例中,可以采用Vue框架、Element UI库、ECharts和Highcharts等数据可视化库,以Java语言、Spire.Doc插件和Slf4j日志门面等技术,实现智能报告生成模块的功能。
[0151] 具体地,分为前端和后端两部分。其中前端主要负责创建交互界面,实现数据可视化以及根据数据规则自动生成报告的功能,后端主要用Java代码实现数据处理和报告文档生成的功能。前端分采用数据可视化的技术,包括ECharts和Plotly等库,并通过可视化的方式帮助用户选择相关条件,自动生成各个模块的报告内容和图片,前端使用框架Vue,并结合Element UI库与ECharts,实现交互界面设计。后端部分使用Java语言,并运用Spire.Doc插件和Slf4j日志,在创建报告文档的过程中,按照用户选择的条件加载智能报告模板文件,替换其中的占位符为具体的数据;同时,根据数据特点调用插入图片函数,实现在文档中逐个插入图片;最后生成并保存报告文档。
[0152] 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、物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、物品或者设备所固有的要素。此外,本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
[0153] 最后应说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。