(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111477717.1 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 中国科学院地理科 学与资源研究所 地址 100101 北京市朝阳区大屯路甲1 1号 中科院地理所 (72)发明人 万小铭　顾高铨　曾伟斌　 (74)专利代理 机构 北京中和立达知识产权代理 有限公司 1 1756 代理人 张可 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G01N 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法 及系统 (57)摘要 本发明提供了一种焦化土壤污染空间分布 预测优化方法及系统。 该方案包括利用采集设备 获得烟雾扩散 范围， 计算污染物坐标、 排放速率、 地面气象数据、 排放高度、 排放流量； 依次录入地 面气象数据和探空气象数据， 作为气象数据源； 获取气象背景初始值、 地形高程数据和污染源数 据， 生成场地特征和综合污染源数据， 输入污染 物传播模型， 生成任一点的污染物浓度； 获取污 染物传播模 型， 获得误差最低时对应的目标侧向 扩散系数和目标横向扩散系数， 将 污染物结果生 成重金属污染物制图。 该方案通过大气扩散模型 计算企业排放颗粒物模拟结果， 作为协同变量应 用于协同克里斯金插值法， 提升对焦化厂周边土 壤重金属污染物预测精度。 权利要求书3页 说明书11页 附图9页 CN 114118613 A 2022.03.01 CN 114118613 A 1.一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 利用采集设备获得烟雾扩散范围， 计算污染物坐标、 排放速率、 地面气象数据、 排放高 度、 排放流量； 依次录入地 面气象数据和探空气象数据， 作为气象数据源； 获取气象背景初始值、 地形高程数据和污染源数据， 生成场地特 征和综合污染源数据； 获取所述气象数据源和所述综合污染源数据， 输入污染物传播模型， 生成任一点的污 染物浓度； 获取所述污染物传播模型， 获得误差最低时对应的目标侧向扩散系数和目标横向扩散 系数； 获得所述目标侧向扩散系数和目标横向扩散系数， 将污染物结果生成重金属污染物制 图。 2.如权利要求1所述的一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特征在于， 所述利 用采集设备获得烟雾扩散范围， 计算污染物 坐标、 排放速率、 地面气象数据、 排放高度、 排放 流量， 具体包括： 利用采集设备获得烟雾扩散范围； 根据所述烟雾扩散范围按照预先设置的划分尺度， 将所述烟雾扩散范围划分为若干个 小尺度区块； 根据所述小尺度区块进行污染物坐标获取； 获得污染物的排 放速率和排 放高度； 根据所述小尺度区块获得 所述污染物坐标最高值， 作为 地形高度数据； 根据所述污染物坐标提取总体污染物体积， 进 而利用第一计算公式计算 排放流量； 所述第一计算公式为： Si＝Vi/Ti 其中， Si为第i个时间点的排放流量， Vi为第i个时间点的污染物体积， Ti为第i个时间点 的时间值。 3.如权利要求1所述的一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特征在于， 所述依 次录入地 面气象数据和探空气象数据， 作为气象数据源， 具体包括： 获取降水类型、 降水量、 湿度、 地 面气压、 气温、 风向风速、 云量， 作为所述气象数据； 获得不同压强下的各高度层上的风速、 风向、 露点、 温度、 位势高度， 作为所述探空气象 数据； 将所述气象数据和所述探空气象数据， 作为所述气象数据源。 4.如权利要求1所述的一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特征在于， 所述获 取气象背 景初始值、 地形高程数据和污染源数据， 生成场地特征和综合污染源数据， 具体包 括： 根据气象要素的逐小时值， 进行作为所述气象背景初始值； 将土地利用类型、 土地分类生成地形高程数据； 将对于的经度和 纬度作为污染源数据； 将所述气象背景初始值和地形高程数据， 作为场地特 征； 将所述污染物坐标、 所述排放速率、 所述排放流量和所述排放高度， 作为综合污染源数权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114118613 A 2据。 5.如权利要求1所述的一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特征在于， 所述获 取所述气象数据源和所述综合污染源数据， 输入污染物传播模型， 生成任一点的污染物浓 度， 具体包括： 获取所述气象数据源和所述综合污染源数据； 设置横向扩散系数和竖向扩散系数的初始值； 利用第二计算公式获得任一 点的污染物浓度； 所述第二计算公式为： 式中： C表示任一点的污 染物浓度； Q表示污染物的单位时间排放量； σy、 σz分别表示侧向 和竖向的扩散系数， 是距离x的函数； u表示排放口处的平均风速； H表 示有效源高， 即烟囱的 有效高度； x表示污染源排放点至下风向任一点的距离； y表示烟气的中心轴在直角水平方 向上到任一 点的距离； z表示 地表到任一 点的高度。 6.如权利要求1所述的一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特征在于， 所述获 取所述污染物传播模型， 获得误差最低时对应的目标侧向扩散系 数和目标横向扩散系 数， 具体包括： 根据所述污染物传播模型； 获取当前的污染物的排 放速率和污染物的坐标位置； 获得气象逐时数据和地形高程数据； 输入所述污染物传播模型； 利用第三计算公式获得对应的侧向扩散系数和纵向扩散系数； 所述第三计算公式为： ( σym、 σzm)＝argmi n(C(x,y,z,H) ) 其中， σym、 σzm依次为获得的目标侧向和竖向的扩散系数。 7.如权利要求1所述的一种焦化土壤污染空间分布预测优化方法， 其特征在于， 所述获 得所述目标侧向扩散系 数和目标横向扩散系 数， 将污染物结果生成重金属污染物制图， 具 体包括： 获得所述目标侧向扩散系数和所述目标横向扩散系数， 获得目标气象模型； 获得地理转换器， 将原 始的污染物结果对应的直角坐标系转换为 地理坐标； 根据地理坐标和所述目标气象模型， 利用协同克里金插值法完成土壤重金属污染物图 制图。 8.一种焦化土壤污染空间分布预测优化系统， 其特 征在于， 该系统包括： 数据采集模块， 用于利用采集设备获得烟雾扩散范围， 计算污染物坐标、 排放速率、 地 面气象数据、 排 放高度、 排 放流量； 传播预测模块， 用于依次录入地 面气象数据和探空气象数据， 作为气象数据源； 大气扩散分析模块， 用于获取气象背景初始值、 地形高程数据和污染源数据， 生成场地 特征和综合污染源数据； 污染物扩散预测模块， 用于获取所述气象数据源和所述综合污染源数据， 输入污染物权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114118613 A 3