电子信息技术

本发明涉及光学测量技术领域，具体涉及基于超光谱技术的大气污染实时监测方法及系统。该方法使用超光谱仪器获取气溶胶含量数据，用温度计获取大气层温度数据；对超光谱仪器采集到的气溶胶含量进行分析，确定气溶胶含量异常波动值；结合气溶胶含量异常波动值、气溶胶含量与大气层温度的相关联性，确定气溶胶含量的噪声真实程度，调节初始的预设稀疏度参数，得到更新后的自适应稀疏度参数；基于自适应稀疏度参数，利用稀疏表示方法对气溶胶含量进行实时去噪。本发明根据气溶胶含量的实际情况对稀疏度参数进行自适应调整，充分利用数据的潜在结构和特征，提高算法的性能和适应性。

1.提升污染溯源能力：超光谱技术可同时获取污染物的精细光谱特征，结合大数据分析，能精准识别污染源类型（如工业排放、机动车尾气等），为环保部门提供科学决策依据，助力靶向治理。

2.实现高时空分辨率监测：通过车载、机载或固定站点部署，该系统可覆盖城市、工业区等关键区域，实时生成污染分布动态图，弥补传统监测手段在时空连续性上的不足。

3.支持多污染物协同监测：超光谱技术能一次性检测PM2.5、NOx、SO2、VOCs等多种污染物，避免多设备并行使用的复杂性，降低监测成本并提高效率。

本发明涉及光学测量技术领域。该方法首先获取每个时刻大气层中的气溶胶含量以及大气层温度；对气溶胶含量的波动情况、气溶胶含量和大气层温度的变化情况进行分析，确定气溶胶含量异常波动值、气溶胶含量与大气层温度的相关联性，因为需要被去除的是异常偏大的气溶胶含量数据，故待分析数据与其周围数据的差异越大，该数据对应的异常程度也就会越大；且在大气环境中温度越低，气溶胶越容易凝结和增长，会导致气溶胶含量增加，故进一步考虑了气溶胶含量和大气层温度的变化情况；然后结合气溶胶含量异常波动值和相关联性，确定气溶胶含量的噪声真实程度，通过对实时的气溶胶含量以及同时刻下的大气层温度数据的变化特征的分析，得到每一个气溶胶含量数据的噪声真实程度，进而对每一个气溶胶含量数据的稀疏度参数进行自适应。这样可以在对气溶胶含量数据进行数据去噪时尽可能地排除点真实的异常数据的干扰。会使得去早结果更加准确；利用噪声真实程度，调节初始的预设稀疏度参数，得到更新后的自适应稀疏度参数，通过自适应每一个气溶胶含量数据的稀疏度参数，可以更好地适应数据的变化，更准确地捕捉到数据的局部结构和特征，使用自适应的稀疏度参数可以使稀疏表示更准确地还原数据本身。自适应的稀疏度参数可以使算法更灵活地适应不同数据集的特点和分布；基于自适应稀疏度参数，利用稀疏表示方法对气溶胶含量进行实时去噪。本发明根据气溶胶含量的实际情况对稀疏度参数进行自适应调整，充分利用数据的潜在结构和特征，提高算法的性能和适应性。