区域大气污染物关键传播路径和重要节点挖掘方法研究

发布时间：2021-04-30 22:02

　　随着我国经济的快速发展,大部分地区的空气质量状况日趋严重。严重的空气污染对人民群众的身体健康和生活质量造成了严重的影响。由于我国地域辽阔,无法建立全方位覆盖的空气质量监测站网络,导致不能及时全面的反映当前的空气质量状况。因此,本文提出一种大气污染物传播网络模型,并在此基础上挖掘出污染物关键传播路径和重要节点,有效的支撑了空气污染交互影响和演变的研究。首先,本文充分分析影响污染物扩散的因素和机理,提出了一种基于污染物传播代价的传播模型,挖掘出实时污染物传播路径,构建污染物传播网络模型,并在污染物传播网络基础上展开深入研究。其次,污染物关键传播路径是区域内污染物频繁传播的路径,因此为了挖掘这些污染物关键传播路径,本文基于污染物传播网络模型提出一种图矩阵方法。通过矩阵存储每条边在每个子图中出现情况,筛选出符合频繁阈值的子图序列,对各子图序列评分并排序,取Top-K子图序列,将其中的路径片段拼接成路径序列,从而挖掘出污染物关键传播路径。再次,重要节点是区域内极易受到污染物影响的站点,因此为了挖掘区域内的重要节点,本文提出一种大气污染物传播网络重要节点挖掘算法—StationRank算法。该算法... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 数值分析方法
        1.2.2 统计分析方法
        1.2.3 气象场分析方法
    1.3 存在的问题
    1.4 论文研究内容
    1.5 论文的组织结构
第2章 相关理论和基础知识
    2.1 基本概念
        2.1.1 污染物传播机理
        2.1.2 空气质量指数
    2.2 复杂网络特性
    2.3 PageRank算法介绍
    2.4 本章小结
第3章 基于复杂网络构建大气污染物传播网络模型
    3.1 引言
    3.2 数据预处理
        3.2.1 传播距离计算方法
        3.2.2 风向夹角计算方法
        3.2.3 污染物相关性计算方法
        3.2.4 数据标准化方法
    3.3 污染物传播关系分析
    3.4 污染物实时传播路径的获取
        3.4.1 传播约束条件分析
        3.4.2 污染物实时传播路径挖掘算法
    3.5 构建大气污染物传播复杂网络
    3.6 算法实例
    3.7 实验结果与分析
        3.7.1 实验环境配置
        3.7.2 实验数据
        3.7.3 实验结果与分析
    3.8 本章小结
第4章 基于图矩阵的关键传播路径挖掘
    4.1 引言
    4.2 基本概念与定义
    4.3 基于图矩阵的污染物关键传播路径挖掘
        4.3.1 获取污染物传播网络子图
        4.3.2 构建有向图矩阵
        4.3.3 构建简化图矩阵
        4.3.4 挖掘污染物关键传播路径
        4.3.5 算法实例
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 实验环境配置
        4.4.2 实验数据
        4.4.3 实验结果分析
    4.5 本章小结
第5章 基于StationRank污染物传播网络重要节点挖掘
    5.1 引言
    5.2 重要节点评估方法
    5.3 基于StationRank的污染物传播网络重要节点挖掘
        5.3.1 PageRank算法理论
        5.3.2 PageRank算法改进
        5.3.3 StationRank算法实现
    5.4 实验结果与分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]京津冀PM2.5的主要影响因素及内在关系研究[J]. 周曙东,欧阳纬清,葛继红.  中国人口·资源与环境. 2017(04)
[2]顾及风向和风速的空气污染物浓度插值方法[J]. 李佳霖,樊子德,邓敏.  地球信息科学学报. 2017(03)
[3]基于聚类与多元回归的空气质量预报模型开发[J]. 沈劲,钟流举,何芳芳,陈多宏.  环境科学与技术. 2015(02)
[4]基于高斯模型的武汉市区PM2.5扩散问题研究[J]. 李威凌,吴怀宇,陈洋.  高技术通讯. 2014 (11)
[5]基于Pagerank的社会网络关键节点发现算法[J]. 仇丽青,陈卓艳.  软件导刊. 2014(08)
[6]长距离污染传输对珠江三角洲区域空气质量影响的数值模拟研究[J]. 吕炜,李金凤,王雪松,张远航.  环境科学学报. 2015(01)
[7]基于模糊-灰色聚类方法的城市空气质量评价研究[J]. 丁卉,刘永红,曹生现.  环境科学与技术. 2013(S2)
[8]基于改进型灰色神经网络组合模型的空气质量预测[J]. 司志娟,孙宝盛,李小芳.  环境工程学报. 2013(09)
[9]基于GA-ANN改进的空气质量预测模型[J]. 赵宏,刘爱霞,王恺,白志鹏.  环境科学研究. 2009(11)
[10]应用Models-3模式系统对沈阳市空气质量的数值模拟研究[J]. 王扬锋,左洪超,马雁军,陆忠艳,任万辉,刘宁微,张云海.  环境科学学报. 2007(03)



本文编号：3169558