大气监测技术的探讨与优化

叶　鑫　张　红

（宝鸡市环境监测中心站陕西宝鸡721006）

大气监测技术的探讨与优化

叶鑫张红

（宝鸡市环境监测中心站陕西宝鸡721006）

现阶段，大气监测技术得到成熟发展，行业内对于优化布点技术同样展开的一定的研究，以期能够提升工作效率，延长设备使用寿命，包括常见有检验法、相关分析法以及多目标规划法等。本文基于大气监测系统中传感器成本过高这一特点，对传感器监测时段布点方法中多目标特征分析法的应用进行研究分析，旨在弥补传感器使用时间过短这一不足，同时兼顾大气监测的实时性需求。

大气监测；优化；布点

空气实时监测系统，属于一种虚拟的仪器技术，电化学气体传感器的价格越高，设备的性能相对越高，就现阶段而言，该类仪器的使用时间相对较短，通常情况下，可使用时间为两年左右。系统检测时间一旦过长，则使用时间会进一步缩减。一般情况下，可将检测布点分为优化点位、预测布点这两种技术。其中优化点位技术建立在常规布点基准上，重置了点位，最大限度的使空气检测的点位数量降低，或扩宽检测点所涉及的面积，进而使数据采集工作效率和及时性提升。

1　优化布点技术的实施

物元分析方法根据环境标准值作为基础，构建标准事物以及节域事物，形成物元矩阵，需接受优化的布点技术，其物元矩阵与标准物元、节域物元之间，构建生成关联函数、综合关联函数，并为下阶段工作提供数据参考。物元分析方法在优化布点技术的实践中，具有操作简单便捷的优势，所需成本相对较低，但相对而言，这一方法的实施一定程度上受到操作者的主观因素影响，缺乏精准度和科学性。

相关分析方法要求接受检测的区域，全部规划为正方形状态网格m个，并与中心位置内，设计出数量为n的检测布点，清洁点的位置设计在这一范围中的上方向。根据相关系数R，计算出m、n两者之间的相关性，R的水平越高，那么这一范围中检测布点所检测的空气污染浓度与变动幅度，体现的愈发清晰。依照布点分布的空气污染浓度均值，以及网格中空气污染物质浓度的水平作为基础，计算出变异系数CV，以及单点方差Si，通过对以上所得数据的全麻分析，能够获取最为适宜的布点技术优化点。

检验法是指以原本的网格作为基础，提取典型或接近于均值的代表性样本接受检验。使用t分布表以及实时的检测数据，计算得出t检验的样本同整体样本两者中的差异和区别。显著水平下，t分布表值＞t实时监测数值，而这表明原本的假设成立，可以证实，检验法选取样本点作为代表分析，能够作为整体样本变动规律的代表

多目标规划法是在同一阶段中，将不同的目标因素纳入考虑范围内进行检测，并对目标规划实施规范化的要求，最终构建生成无量纲规范化的优化布点矩阵。利用对权重以及相对接近度的计算能够获取多种目标因素的差异性重视度曲线波动，进而获取质量对比的分析表。

在使用密切制定法对大气进行监测时，可以赋予个检测目标相应的权重，并将权值进行转化，使其成为能够对大气全面检测的单项指标。这种方式对大气进行监测，计算的不是很复杂，很容易得到监测的结果，但是需要应用到大量的数据，使处理工作非常的多。

根据分析可以发现，使用上述几种方法对大气进行监测，对非线性权值进行分配时，常常会出现各种问题，而且在进行布点时，是根据空间尺度来完成的。在大气监测系统当中，在对布点进行优化时，只对时间尺度重视，对其采用的过程中进行优化，而且将气体、空间因素等考虑进来，形成全新的时空布点技术。

2　优化布点的原理

2.1建立原始样本数据矩阵

在进行优化布点时，需要根据实际的要求，设立出相应的检测数据库，在其中存在n个不同的监测点，在每一个检测点当中，又存在m个有效因素，通过这些数据就可以建立出相应的样本矩阵：

2.2数据的预处理

由于有效因素较多，不同的因素当中，量纲也存在一定的差异，因此，在进行优化时，既要将有效因素多的特点考虑进去，进行相应的处理，去除量纲存在误差造成的影响。在这一过程中，就需要应用极差规格化公式来完成，将所有的有效因素进行调整，使其处于[0,1]的区间内，优化出相应的矩阵：x'i=(xi-min xi)/(max xi-min xi)，其中1≤i≤n，xi为优化之间的数值，x/为优化后的数值。

2.3特征分析模型

假设优化中的样本联系度为Si，i在1～n之间，就可以将其与原始样本矩阵建立出相应的联系，具体表示为：，在定义时，就可以获得a1值，这时得到的结果为联系的最大值。并且，在取Q的最大值时，就可以将x、s、a向量化，可以得到S=XA，由上述两个公式就可以对变量矩阵的问题进行处理，处理结果为最后，根据主分量法对其进行求解，求出相应的A值，在获得的A值中，需要达到XTXA=λA=1的要求，其中λ为矩阵的最大特征值，A为λ相对的特征向量。

3　结语

综上所述，针对多宗目标其他于同一时段的检测布点问题，可通过多目标特征分析的方法进行处理，其中围绕时段展开再一次的布点具有十分积极的作用，对电化学传感器中环境空气检测体系起到促进效果。通过t对t检验结果的分析发现，想要得知某一时刻内区域内空气污染的浓度，可经由多目标特征分析手段来实现。在这一模式下，对传感器的应用次数以及时间大幅度降低，进而使仪器的使用时间得以延长，避免造成不必要的资源浪费。

[1]王海宝,吴婷婷,吴光杰.大气监测时段优化布点技术研究[J].中国环境监测,2011,05（02）:26-29.

[2]李华.浅谈季节因素对大气环境监测优化布点的影响[J].科技风,2015,09（04）:191.