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基于CSGD的排放清单处理工具研究.pdf

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基于CSGD的排放清单处理工具研究.pdf

第 3 2 卷 第 6 期 2 0 1 9 年 6 月 环 境 科 学 研 究 R e s e a r c h o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s V o l . 3 2 ꎬ N o . 6 J u n e ꎬ 2 0 1 9 收 稿 日 期 2 0 1 8  ̄ 0 5  ̄ 0 9 修 订 日 期 2 0 1 9  ̄ 0 2  ̄ 2 0 作 者 简 介 王 堃 1 9 9 1  ̄ ꎬ 男 ꎬ 山 西 孝 义 人 ꎬ 研 究 实 习 员 ꎬ 硕 士 ꎬ 主 要 从 事 大 气 污 染 控 制 研 究 ꎬ w k t y @ m a i l . b n u . e d u . c n . ∗ 责 任 作 者 ① 王 树 堂 1 9 8 2  ̄ ꎬ 男 ꎬ 山 东 临 沂 人 ꎬ 工 程 师 ꎬ 硕 士 ꎬ 主 要 从 事 大 气 污 染 防 治 方 向 研 究 ꎬ w a n g . s h u t a n g @ m e p f e c o . o r g . c n ꎻ ② 刘 媛 1 9 7 9  ̄ ꎬ 女 ꎬ 湖 南 吉 首 人 ꎬ 高 级 工 程 师 ꎬ 硕 士 ꎬ 主 要 从 事 环 保 产 业 技 术 工 作 研 究 ꎬ l i u y u a n 5 0 0 2 @ 1 6 3 . c o m 基 金 项 目 北 京 市 科 学 技 术 研 究 院 萌 芽 计 划 N o . G S 2 0 1 8 2 6 ꎻ 国 家 重 点 研 发 计 划 重 点 专 项 N o . 2 0 1 6 Y F C 0 2 0 8 1 0 3 ꎻ 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 N o . 2 1 6 0 7 0 0 8 S u p p o r t e d b y G r e e n S h o o t s P l a n ꎬ C h i n a N o . G S 2 0 1 8 2 6 ꎻ N a t i o n a l K e y R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t P r o g r a m o f C h i n a 2 0 1 6 Y F C 0 2 0 8 1 0 3 ꎻ N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a N o . 2 1 6 0 7 0 0 8 基 于 C S G D 的 排 放 清 单 处 理 工 具 研 究 王 堃 1 ꎬ 高 超 2 ꎬ 王 晨 龙 1 ꎬ 童 亚 莉 1 ꎬ 王 树 堂 3 ∗ ꎬ 王 人 洁 4 ꎬ 刘 媛 5 ∗ 1 . 北 京 市 劳 动 保 护 科 学 研 究 所 ꎬ 北 京 1 0 0 0 5 4 2 . 中 国 科 学 院 东 北 地 理 与 农 业 生 态 研 究 所 ꎬ 吉 林 长 春 1 3 0 1 0 2 3 . 生 态 环 境 部 对 外 合 作 与 交 流 中 心 ꎬ 北 京 1 0 0 0 3 5 4 . 交 通 运 输 部 规 划 研 究 院 ꎬ 北 京 1 0 0 0 2 8 5 . 中 国 环 境 保 护 产 业 协 会 ꎬ 北 京 1 0 0 0 8 1 摘 要 C S G D c r o w d s o u r c i n g g e o g r a p h i c d a t a ꎬ 众 源 地 理 数 据 是 通 过 互 联 网 向 大 众 或 相 关 机 构 提 供 的 一 种 开 放 地 理 空 间 数 据 ꎬ 具 有 易 获 取 、 时 效 性 好 、 准 确 性 高 等 特 点 ꎬ 在 排 放 清 单 时 空 分 配 方 面 具 有 应 用 潜 力 . 然 而 ꎬ 现 有 排 放 清 单 处 理 工 具 不 支 持 C S G D 数 据 直 接 输 入 且 难 以 满 足 排 放 清 单 空 间 分 配 和 空 气 质 量 模 式 所 需 清 单 格 式 ꎬ 因 此 ꎬ 亟 待 开 发 一 套 可 以 拓 展 该 类 数 据 在 排 放 清 单 领 域 应 用 的 工 具 . 以 C S G D 中 的 P O I 城 市 设 施 兴 趣 点 数 据 为 主 要 研 究 对 象 ꎬ 基 于 Q G I S 平 台 、 C + + 语 言 及 P y t h o n 语 言 ꎬ 开 发 了 在 W i n d o w s 系 统 下 的 I S A T i n v e n t o r y s p a t i a l a l l o c a t e t o o l ꎬ 排 放 清 单 空 间 分 配 工 具 工 具 及 在 W i n d o w s 或 L i n u x 系 统 下 的 I S A T . M 工 具 . 结 果 表 明 I S A T 工 具 以 P O I 数 据 为 基 础 制 作 出 的 空 间 分 配 结 果 与 排 放 源 排 放 强 度 的 空 间 分 布 特 征 的 一 致 性 较 好 ꎻ I S A T . M 工 具 输 出 的 i n l i n e 清 单 可 以 作 为 C M A Q 空 气 质 量 模 式 及 其 D D M 敏 感 性 分 析 模 块 的 输 入 文 件 并 开 展 模 拟 ꎬ 通 过 与 S M O K E 模 型 的 关 闭 源 法 模 拟 结 果 对 比 发 现 ꎬ 二 者 在 数 据 及 空 间 分 布 上 呈 较 好 的 一 致 性 . 研 究 显 示 ꎬ C S G D 数 据 应 用 于 排 放 清 单 空 间 分 配 可 较 好 地 反 映 排 放 源 空 间 分 布 特 征 ꎬ 同 时 由 于 此 类 数 据 存 在 信 息 冗 杂 、 近 郊 区 数 据 缺 失 等 问 题 ꎬ 在 应 用 过 程 中 应 注 意 数 据 清 洗 及 数 据 种 类 的 选 取 工 作 . 关 键 词 I S A T ꎻ 排 放 清 单 处 理 工 具 ꎻ 众 源 地 理 数 据 ꎻ P O I 中 图 分 类 号 X 5 1 文 章 编 号 1 0 0 1  ̄ 6 9 2 9 2 0 1 9 0 6  ̄ 1 0 9 0  ̄ 0 9 文 献 标 志 码 A D O I 1 0 􀆰 1 3 1 9 8 ∕ j 􀆰 i s s n 􀆰 1 0 0 1  ̄ 6 9 2 9 􀆰 2 0 1 9 􀆰 0 2 􀆰 1 3 R e s e a r c h o n E m i s s i o n I n v e n t o r y P r o c e s s i n g T o o l b a s e d o n C S G D D a t a W A N G K u n 1 ꎬ G A O C h a o 2 ꎬ W A N G C h e n l o ng 1 ꎬ T O N G Y a l i 1 ꎬ W A N G S h u t a ng 3 ∗ ꎬ W A N G R e nj i e 4 ꎬ L I U Y ua n 5 ∗ 1 . B e i j i n g M u n i c i p a l I n s t i t u t e o f L a b o u r P r o t e c t i o n ꎬ B e i j i n g 1 0 0 0 5 4 ꎬ C h i n a 2 . N o r t h e a s t I n s t i t u t e o f G e o g r a p h y a n d A g r o e c o l o g y ꎬ C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ꎬ C h a n g c h u n 1 3 0 1 0 2 ꎬ C h i n a 3 . F o r e i g n E c o n o m i c C o o p e r a t i o n O f f i c e ꎬ M i n i s t r y o f E c o l o g y a n d E n v i r o n m e n t ꎬ B e i j i n g 1 0 0 0 3 5 ꎬ C h i n a 4 . T r a n s p o r t P l a n n i n g a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ꎬ M i n i s t r y o f T r a n s p o r t ꎬ B e i j i n g 1 0 0 0 2 8 ꎬ C h i n a 5 . C h i n a A s s o c i a t i o n o f E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n I n d u s t r y ꎬ B e i j i n g 1 0 0 0 3 7 ꎬ C h i n a A b s t r a c t c r o w d s o u r c i n g g e o g r a p h i c d a t a C S G D i s a k i n d o f o p e n g e o s p a t i a l d a t a p r o v i d e d t o t h e p u b l i c o r r e l a t e d o r g a n i z a t i o n s t h r o u g h t h e i n t e r n e t . C S G D h a s t h e p o t e n t i a l t o b e a p p l i e d i n t h e s p a c e  ̄ t i m e a l l o c a t i o n o f e m i s s i o n i n v e n t o r i e s d u e t o i t s c h a r a c t e r i s t i c s o f e a s y a c c e s s ꎬ g o o d t i m e l i n e s s a n d h i g h a c c u r a c y . H o w e v e r ꎬ t h e e x i s t e d e m i s s i o n i n v e n t o r y p r o c e s s i n g t o o l s d o n o t s u p p o r t t h e d i r e c t i n p u t o f C S G D d a t a a n d a r e d i f f i c u l t t o m e e t t h e i n v e n t o r y f o r m a t s r e q u i r e d f o r t h e s p a c e a l l o c a t i o n o f e m i s s i o n i n v e n t o r i e s a n d t h e a i r q u a l i t y m o d e l s . T h e r e f o r e ꎬ i t i s u r g e n t t o d e v e l o p a n e w s e t o f t o o l s t o e x p a n d t h e a p p l i c a t i o n o f C S G D i n t h e f i e l d o f e m i s s i o n i n v e n t o r i e s . I n t h e p r e s e n t s t u d y ꎬ w e f o c u s e d o n t h e p o i n t o f i n t e r e s t P O I d a t a i n C S G D ꎬ a n d d e v e l o p e d a n e m i s s i o n i n v e n t o r y p r o c e s s i n g t o o l c a l l e d I S A T b a s e d o n t h e Q G I S p l a t f o r m ꎬ C + + a n d P y t h o n . I S A T i n c l u d e d t h e I S A T e m i s s i o n i n v e n t o r y s p a t i a l p r o c e s s i n g t o o l b a s e d o n t h e W i n d o w s s y s t e m a n d t h e I S A T . M t o o l u n d e r t h e L i n u x s y s t e m . T h e r e s u l t s p r o v e d t h a t t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o n r e s u l t s b a s e d o n t h e P O I d a t a i n t h e第 6 期 王 堃 等 基 于 C S G D 的 排 放 清 单 处 理 工 具 研 究 I S A T w e r e i n g o o d a g r e e m e n t w i t h t h e a c t u a l e m i s s i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e e m i s s i o n s o u r c e . T h e i n l i n e i n v e n t o r y o u t p u t t e d b y t h e I S A T . M t o o l c o u l d b e u s e d a s a n i n p u t f o r t h e C M A Q a i r q u a l i t y m o d e l a n d i t s D D M m o d u l e . M o r e o v e r ꎬ t h e s i m u l a t i o n r e s u l t s o f i n l i n e i n v e n t o r y b y I S A T . M s h o w e d h i g h c o n s i s t e n c y w i t h t h e r e s u l t s o f B r u t e F o r c e m e t h o d o f t h e S M O K E m o d e l i n b o t h t h e d a t a a n d t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o n . T h i s s t u d y s h o w s t h a t t h e C S G D d a t a a p p l i e d t o t h e e m i s s i o n i n v e n t o r y s p a c e a l l o c a t i o n c a n r e f l e c t t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e e m i s s i o n s o u r c e . A t t h e s a m e t i m e ꎬ d u e t o t h e i n f o r m a t i o n r e d u n d a n c y a n d t h e l a c k o f d a t a i n t h e s u b u r b s ꎬ a t t e n t i o n s h o u l d b e p a i d t o t h e d a t a c l e a n i n g a n d d a t a t y p e s e l e c t i o n d u r i n g t h e a p p l i c a t i o n p r o c e s s e s . K e y w o r d s I S A T ꎻ e m i s s i o n i n v e n t o r y p r o c e s s i n g t o o l ꎻ c r o w d s o u r c i n g g e o g r a p h i c d a t a ꎻ P O I大 气 污 染 物 排 放 清 单 是 空 气 质 量 预 报 、 预 警 的 重 要 基 础 ꎬ 也 是 制 定 大 气 环 境 质 量 目 标 管 理 和 达 标 规 划 的 根 本 依 据 ꎬ 它 反 映 了 污 染 源 在 一 定 时 间 跨 度 和 空 间 区 域 内 排 放 到 大 气 中 的 各 种 污 染 物 的 数 量 ꎬ 建 立 完 善 、 精 准 、 动 态 的 污 染 源 清 单 已 成 为 空 气 质 量 管 理 科 学 决 策 的 首 要 环 节 [ 1  ̄ 2 ] . 空 间 分 配 是 通 过 一 些 地 理 空 间 指 标 将 以 行 政 区 为 单 位 的 排 放 清 单 分 配 到 网 格 中 的 过 程 ꎬ 准 确 地 对 排 放 清 单 进 行 空 间 分 配 是 排 放 清 单 编 制 的 必 要 环 节 [ 1  ̄ 4 ] . 大 气 污 染 物 排 放 清 单 的 时 空 分 配 工 作 主 要 集 中 在 较 难 统 计 、 分 布 较 广 且 排 放 高 度 较 低 的 城 市 及 农 村 居 民 生 活 源 、 道 路 交 通 源 、 典 型 行 业 的 无 组 织 排 放 等 非 点 源 排 放 . 然 而 ꎬ 现 有 的 方 法 多 根 据 人 口 统 计 、 G D P 统 计 、 路 网 等 数 据 进 行 分 配 ꎬ 存 在 精 度 较 差 ꎬ 或 可 能 由 于 人 口 集 中 导 致 排 放 分 配 到 其 他 地 区 等 问 题 ꎬ 与 实 际 情 况 存 在 较 大 的 误 差 . 近 年 来 ꎬ 我 国 现 代 信 息 技 术 快 速 发 展 ꎬ 数 字 城 市 技 术 已 经 成 为 城 市 规 划 、 建 设 与 管 理 的 主 要 发 展 方 向 [ 5  ̄ 6 ] . 同 时 ꎬ 由 于 对 排 放 源 时 间 排 放 特 征 和 空 间 分 布 特 征 的 精 准 描 述 ꎬ 数 字 城 市 数 据 逐 渐 被 用 于 空 气 质 量 监 测 及 预 测 方 面 ꎬ 为 空 气 质 量 管 理 提 供 了 可 贵 实 践 ꎬ 基 于 大 数 据 的 排 放 清 单 编 制 及 实 时 动 态 更 新 成 为 亟 待 开 展 和 研 究 的 技 术 方 向 [ 2 ꎬ 7  ̄ 9 ] . C SG D c r o w d s o ur c i ng g e o g r a ph i c da t a ꎬ 众 源 地 理 数 据 是 通 过 互 联 网 向 大 众 或 相 关 机 构 提 供 的 一 种 开 放 地 理 空 间 数 据 ꎬ 并 已 成 为 地 理 数 据 获 取 的 新 方 法 [ 1 0 ] ꎬ 该 类 数 据 包 括 公 共 版 权 数 据 如 交 通 路 网 、 G P S 数 据 、 自 发 创 建 的 地 理 数 据 等 ꎬ 具 有 时 效 性 好 、 信 息 丰 富 、 成 本 低 、 数 据 量 大 等 特 点 [ 1 1 ] . 典 型 的 众 源 地 理 数 据 网 站 ꎬ 如 G o o g l e 、 O p e ns t r e e t M a p O SM 、 高 德 、 百 度 、 微 博 等 通 过 提 供 A P I ꎬ 允 许 用 户 在 所 选 区 域 对 数 据 进 行 直 接 读 取 ꎻ 常 用 的 C S G D 包 括 P O I 城 市 设 施 兴 趣 点 数 据 、 交 通 态 势 、 城 市 热 力 图 等 . P O I 是 电 子 地 图 的 基 础 数 据 ꎬ 具 有 分 类 细 致 、 定 时 更 新 、 准 确 性 高 、 易 于 获 取 等 特 点 ꎬ 因 此 其 在 空 间 规 划 分 析 中 有 很 大 的 利 用 空 间 . 如 B a k i l l a h 等 [ 1 2 ] 通 过 提 取 O SM 数 据 中 与 人 口 密 度 相 关 性 较 高 的 P O I 数 据 分 析 了 小 尺 度 下 德 国 汉 堡 的 人 口 密 度 ꎻ 王 明 等 [ 1 3 ] 利 用 P O I 数 据 对 城 市 的 地 标 进 行 分 层 提 取 ꎻ Z H E N G 等 [ 1 4 ] 基 于 P O I 数 据 对 城 市 的 可 达 性 进 行 计 算 ꎻ 王 堃 等 [ 4 ] 初 步 研 究 了 基 于 P O I 数 据 对 大 气 污 染 物 排 放 清 单 进 行 空 间 分 配 的 方 法 . 国 内 外 学 者 以 P O I 等 众 源 地 理 数 据 为 基 础 ꎬ 开 展 了 大 量 在 城 市 规 划 及 管 理 中 的 应 用 和 研 究 ꎬ 并 在 空 气 质 量 管 理 领 域 进 行 了 初 步 的 实 践 ꎬ 以 期 为 解 决 传 统 数 据 精 度 不 足 、 获 取 成 本 较 高 、无 法 动 态 反 映 城 市 活 动 变 化 的 问 题 提 供 了 新 的 技 术 路 径 . 排 放 清 单 处 理 工 具 是 开 展 排 放 清 单 空 间 分 配 工 作 、 空 气 质 量 模 式 输 入 数 据 处 理 的 重 要 组 成 . 国 外 学 者 开 发 了 诸 多 以 实 现 G I S 功 能 为 主 的 排 放 清 单 空 间 分 配 工 具 ꎬ 如 美 国 环 境 保 护 局 资 助 开 发 了 SA  ̄ T O O L S 空 间 分 配 工 具 、 M I M S 空 间 分 配 工 具 等 . 法 国 空 气 质 量 模 式 C hi m e r e 2014 b 以 高 精 度 土 地 利 用 数 据 为 空 间 分 配 指 标 ꎬ 通 过 模 式 自 带 的 E m i s s ur f 模 块 根 据 不 同 土 地 利 用 类 型 、 不 同 排 放 源 的 分 布 特 征 对 排 放 清 单 数 据 进 行 空 间 分 配 [ 1 5 ] . 同 时 ꎬ 美 国 环 境 保 护 局 资 助 开 发 的 SM O K E 排 放 清 单 工 具 ꎬ 可 以 将 时 空 分 配 参 数 及 排 放 数 据 作 为 输 入 ꎬ 提 供 可 满 足 C M A Q 空 气 质 量 模 式 运 行 要 求 的 高 时 空 分 辨 率 排 放 清 单 [ 1 6 ] . 然 而 ꎬ 现 有 的 排 放 清 单 空 间 分 配 工 具 需 要 直 接 输 入 处 理 后 的 空 间 分 配 因 子 ꎬ 无 法 输 入 P O I 数 据 等 众 源 地 理 数 据 ꎬ 并 且 多 基 于 L i nux 平 台 ꎬ 存 在 技 术 门 槛 高 、 操 作 性 较 差 等 问 题 ꎻ 为 满 足 高 精 度 模 拟 及 敏 感 性 分 析 要 求 ꎬ C M A Q 空 气 质 量 模 式 利 用 P i nG 模 块 解 决 次 网 格 大 点 源 模 拟 问 题 [ 1 7 ] 、 利 用 D D M 敏 感 性 分 析 模 块 等 满 足 敏 感 性 分 析 要 求 ꎬ 而 该 类 模 块 要 求 输 入 包 含 点 源 烟 囱 信 息 、 经 纬 度 及 排 放 信 息 的 i n l i ne 类 型 清 单 ꎬ 为 排 放 清 单 工 具 的 开 发 提 出 了 新 的 要 求 . 由 于 P O I 数 据 相 较 于 其 他 C SG D 具 有 更 易 获 取 处 理 且 应 用 广 泛 的 特 点 ꎬ 该 研 究 以 C SG D 中 的 P O I 数 据 为 主 要 研 究 对 象 ꎬ 通 过 研 究 W R F 气 象 模 式 及 C M A Q 空 气 质 量 模 式 的 网 格 化 划 分 方 法 、 C M A Q 空 气 质 量 模 式 的 D D M 敏 感 性 分 析 模 块 ꎬ 开 发 了 可 满 足 基 于 C SG D 开 展 空 间 分 配 的 I SA T i nv e n t o r y s p a t i a l a l l o c a t e t o o l ꎬ 排 放 清 单 空 间 分 配 工 具 及 可 用 于 C M A Q 空 气 质 量 模 式 i n l i ne 格 式 排 放 清 单 制 作 的 1 9 0 1 环 境 科 学 研 究 第 3 2 卷 I SA T . M 工 具 . 同 时 ꎬ 为 了 验 证 工 具 的 有 效 性 ꎬ 该 研 究 利 用 C M A Q 空 气 质 量 模 式 及 其 D D M 敏 感 性 分 析 模 块 ꎬ 以 清 华 大 学 编 制 的 M E I C m u l t i  ̄ r e s o l u t i o n e m i s s i o n i nv e nt o r y f o r C hi n a ꎬ 中 国 多 尺 度 排 放 清 单 模 型 清 单 及 北 京 市 工 业 锅 炉 大 气 污 染 物 排 放 清 单 为 输 入 清 单 ꎬ 基 于 S M O K E 模 型 和 I SA T . M 工 具 分 别 采 用 关 闭 源 法 和 D D M 法 开 展 敏 感 性 分 析 ꎬ 以 验 证 该 工 具 的 有 效 性 . 1 材 料 与 方 法 1􀆰 1 研 究 方 法 1􀆰 1􀆰 1 基 于 P O I 数 据 的 排 放 清 单 空 间 分 配 方 法 王 堃 等 [ 4 ] 初 步 建 立 了 基 于 P O I 数 据 的 大 气 污 染 物 排 放 清 单 空 间 分 配 方 法 ꎬ 并 基 于 C M A Q 空 气 质 量 模 式 验 证 了 该 方 法 的 有 效 性 . 对 于 以 人 类 活 动 密 切 相 关 的 民 用 源 类 ꎬ 采 用 商 业 住 宅 类 或 与 排 放 源 空 间 分 布 特 征 相 关 性 较 强 的 P O I 数 据 点 数 作 为 空 间 分 配 指 标 对 排 放 量 进 行 空 间 分 配 ꎬ 如 对 餐 饮 油 烟 源 选 用 餐 饮 服 务 类 P O I 点 数 据 ꎬ 对 城 市 居 民 采 暖 源 可 采 用 商 业 住 宅 类 P O I 数 据 ꎬ 对 挥 发 性 油 气 产 品 被 收 集 、 储 存 、 运 输 和 销 售 的 储 存 运 输 源 可 采 用 汽 车 服 务 类 P O I 数 据 中 的 加 油 站 数 据 等 . 设 定 每 个 网 格 内 的 空 间 分 配 权 重 为 F i ꎬ 分 配 得 到 排 放 量 E i ꎬ 计 算 公 式 F i = N i ∕ N s u m 1 E i = F i E s u m 2 式 中 F i 为 第 i 个 网 格 的 空 间 分 配 权 重 ꎻ E i 为 第 i 个 网 格 中 分 配 的 污 染 物 排 放 量 ꎬ t ꎻ N i 为 第 i 个 网 格 中 商 业 及 住 宅 类 的 P O I 数 据 点 个 数 ꎻ N s u m 为 研 究 区 域 内 所 有 网 格 中 商 业 及 住 宅 类 P O I 数 据 点 的 个 数 ꎻ E s u m 为 研 究 区 域 内 的 所 有 网 格 中 污 染 物 的 排 放 总 量 ꎬ t . 对 于 以 机 动 车 为 主 的 交 通 源 ꎬ 通 过 统 计 每 条 道 路 周 边 停 车 场 或 与 机 动 车 活 动 水 平 相 关 性 较 强 的 P O I 数 据 个 数 为 指 标 ꎬ 如 重 型 货 车 类 选 用 工 厂 类 P O I 数 据 点 ꎬ 小 型 客 车 类 选 用 停 车 场 类 P O I 数 据 点 . 根 据 道 路 级 别 设 定 交 通 流 量 调 整 系 数 ꎬ 基 于 “ 标 准 道 路 长 度 法 ” [ 1 8 ] 设 定 每 个 网 格 内 的 空 间 分 配 权 重 为 F i ꎬ 分 配 得 到 污 染 物 排 放 量 E i [ 4 ] ꎬ 计 算 公 式 K a ꎬ b = N a ∕ N a v g ꎬ b 3 L i = ∑ m b = 1 ∑ n b a = 1 L a ꎬ b Q b R a ꎬ b 4 F i = L i ∕ L s u m 5 E i = F i E s u m 6 式 中 a 为 道 路 编 号 ꎻ b 为 道 路 类 型 ꎻ m 为 道 路 类 型 数 ꎻ n b 为 道 路 类 型 b 中 道 路 的 个 数 ꎻ K a ꎬ b 为 道 路 类 型 b 中 道 路 a 的 交 通 流 量 调 整 系 数 ꎻ N a 为 道 路 类 型 b 中 道 路 a 周 边 停 车 场 或 相 关 源 类 P O I 数 据 点 的 个 数 ꎻ N a v g ꎬ b 为 在 研 究 区 域 内 道 路 类 型 b 中 所 有 道 路 的 周 边 停 车 场 或 相 关 源 类 P O I 数 据 点 的 平 均 个 数 ꎻ L i 为 第 i 个 网 格 中 所 有 类 型 道 路 的 标 准 长 度 ꎬ k m ꎻ L a ꎬ b 为 道 路 类 型 b 中 道 路 a 的 长 度 ꎬ km ꎻ Q b 为 不 同 道 路 的 标 准 长 度 换 算 因 子 ꎬ k m ∕ km ꎻ L s u m 为 研 究 区 域 内 所 有 网 格 中 所 有 类 型 道 路 的 标 准 长 度 总 和 ꎬ k m . 1 􀆰 1􀆰 2 工 具 开 发 语 言 由 于 实 际 工 作 中 排 放 清 单 编 制 及 网 格 化 工 作 多 基 于 W i nd o w s 系 统 ꎬ 空 气 质 量 模 式 多 基 于 L i n u x 系 统 ꎬ 两 项 工 作 互 相 独 立 且 由 不 同 人 员 负 责 . 因 此 ꎬ 该 研 究 基 于 实 际 情 况 将 主 体 工 具 设 计 为 在 W i ndo w s 系 统 下 运 行 的 空 间 分 配 工 具 ꎬ 并 开 发 了 可 在 L i nu x 系 统 下 运 行 的 C M A Q 空 气 质 量 模 式 排 放 清 单 输 入 文 件 制 作 工 具 ꎬ 分 别 命 名 为 I S A T 工 具 和 I SA T . M 工 具 . I S A T 工 具 是 该 研 究 的 主 体 工 具 ꎬ 用 来 实 现 排 放 清 单 空 间 分 配 工 作 ꎬ 其 采 用 Q G I S 作 为 基 础 G I S 平 台 ꎬ 采 用 C + + 作 为 开 发 语 言 . Q G I S 是 目 前 流 行 的 开 源 、 免 费 的 桌 面 G I S 系 统 ꎬ 其 基 于 Q t 跨 平 台 类 库 开 发 ꎬ 支 持 W i nd o w s 、 L i nux 等 多 种 系 统 ꎬ 支 持 C + + 、 P y t h o n 语 言 的 扩 展 开 发 ꎬ 支 持 Shp f i l e 、 T i f f 等 多 种 数 据 格 式 ꎬ 被 广 泛 地 应 用 于 G I S 二 次 开 发 [ 1 9 ] ꎬ 可 为 今 后 的 应 用 扩 展 和 实 用 推 广 提 供 技 术 和 架 构 保 障 . C + + 被 广 泛 地 应 用 于 大 规 模 、 复 杂 度 高 、 长 生 存 期 的 软 件 开 发 中 [ 2 0 ] ꎬ 由 于 I SA T 工 具 需 要 满 足 处 理 海 量 空 间 数 据 、 结 果 输 出 高 效 稳 定 等 要 求 ꎬ 该 研 究 中 采 用 C + + 作 为 系 统 开 发 语 言 采 用 64 位 架 构 ꎬ 以 最 大 程 度 地 利 用 硬 件 资 源 ꎬ 降 低 软 、 硬 件 运 行 成 本 ꎬ 提 高 性 价 比 . I S A T . M 是 一 种 在 W i n do w s 或 L i nux 系 统 下 运 行 并 为 空 气 质 量 模 式 如 C M A Q 、 W R F  ̄ C he m 、 C A M x 等 提 供 排 放 源 输 入 数 据 的 清 单 处 理 工 具 ꎬ 该 工 具 主 要 基 于 P y t h o n 开 发 . P y t h o n 作 为 一 种 解 释 型 、 面 向 对 象 、 动 态 数 据 类 型 的 开 源 脚 本 语 言 ꎬ 同 时 其 拥 有 G D A L ∕ O G R 、 P y p r o j 、 Sha pe l y 等 丰 富 的 空 间 数 据 处 理 函 数 库 ꎬ 被 广 泛 地 应 用 于 G I S 开 发 领 域 [ 2 1  ̄ 2 2 ] . 1 􀆰 1􀆰 3 C M A Q  ̄ D D M 空 气 质 量 模 式 C M A Q  ̄ D D M 空 气 质 量 模 式 选 用 C M A Q v 5 􀆰 0 􀆰 2 和 D D M 敏 感 性 分 析 模 块 . 采 用 C B 05 化 学 机 制 及 A E R O 6 气 溶 胶 机 制 . 采 用 W R F 气 象 模 式 为 C M A Q 空 气 质 量 模 式 提 供 气 象 输 入 场 ꎬ 选 用 的 参 数 化 方 案 为 W SM 3 微 物 理 方 案 、 C A M 长 波 辐 射 方 案 、 R R T M G 短 波 辐 射 方 案 、 N o a h L a n d Su r f a c e M o de l 陆 面 方 案 、 M o ni n  ̄ O buk ho v 近 地 面 层 方 案 、 M Y J 边 界 层 方 案 和 G r e l l 3 D 积 云 参 数 化 方 案 . C M A Q 模 拟 采 用 三 层 模 拟 ꎬ 2 9 0 1第 6 期 王 堃 等 基 于 C S G D 的 排 放 清 单 处 理 工 具 研 究 空 间 分 辨 率 分 别 为 2 7 k m 2 7 k m 全 国 大 部 分 区 域 、 9 k m 9 k m 京 津 冀 地 区 、 3 k m 3 k m 北 京 市 . 采 用 L a m b e r t 投 影 ꎬ 坐 标 原 点 为 3 6 􀆰 4 N 、 1 0 1 􀆰 9

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