Brevet FR3058221A1 — publié le 20180504

METHODE POUR TRACER LE PROFIL DE CONCENTRATION HORAIRE DE MATIÈRES PARTICULAIRES DANS UNE ZONE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention a trait à une méthode pour tracer les profils de concentration horaire de matières particulaires dans une zone, et plus spécifiquement traite des étapes de collecter les données de concentration de particules dans la zone pour former une matrice de concentration, remplir les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation de Laplace, lisser les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation bicubique, et tracer les profils de distribution de concentration de matières particulaires de la zone. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Le profil de concentration horaire de matières particulaires dans une zone 15 est obtenu en installant un certain nombre d'analyseurs de matières particulaires dans la zone supervisée, utilisant les coordonnées de longitude et latitude pour former la zone supervisée en tant que zone supervisée rectangulaire. Dans le cas où des cartes de distribution de concentration de particules plus précises sont nécessaires, un nombre 20 suffisant d'analyseurs de matières particulaires doit être installé. Chaque analyseur de matières particulaires supervise continument la concentration de matières particulaires en un point supervisé et envoie la concentration de particules supervisée vers une plateforme de traitement de données chaque heure. Comme le nombre des analyseurs de matières 25 particulaires peut ne pas être régulièrement distribué à travers la zone supervisée, un algorithme d'interpolation est nécessaire pour calculer la concentration de matières particulaires à un endroit où l'analyseur de matières particulaires n'est pas installé à l'aide des données de concentrations obtenues par des analyseurs de matières particulaires 30 environnants. OBJET DE L'INVENTION Afin de pouvoir cartographier de manière intuitive et précise la 3058221 2 distribution de concentration horaire de matières particulaires dans une zone, la présente invention prévoit une méthode pour tracer le profil de concentration horaire de matières particulaires dans une zone. Selon une caractéristique générale de l'invention, la méthode comprend 5 les étapes suivantes: 1. collecter des données de concentration de matières particulaires dans la zone pour former une matrice de concentration, selon laquelle: (1) au moins trois analyseurs de matières particulaires sont installés dans la zone supervisée, et chaque analyseur doit être installé proche de la io bordure de la zone supervisée et l'espacement entre les analyseurs doit être aussi grand que possible; et (2) chaque analyseur de matières particulaires supervise continument les matières particulaires à des points de supervision, et la valeur moyenne de la concentration de matières particulaires supervisée est transmise vers 15 une plateforme de traitement des données via une unité de transmission sans fil chaque heure; et (3) la plateforme de traitement des données initialise la matrice de concentration de la zone en fonction de la moyenne horaire des concentrations de chaque analyseur de matières particulaires, et la 20 plateforme de traitement des données forme une matrice couvrant la zone supervisée en fonction des coordonnées de longitude et latitude des analyseurs de matières particulaires installés et de la valeur de la précision des points du motif, puis les valeurs initiales de concentration dans la matrice sont fixées à 0, et en fonction des coordonnées de longitude et 25 latitude de chaque analyseur de matières particulaires, les valeurs de concentration horaire de particules sélectionnées par la plateforme de traitement de données sont introduites dans la matrice. 2. remplir les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation de Laplace, selon laquelle: 30 (1) la valeur initiale de 0 dans la matrice de concentration est fixée à 1.e99; et 3058221 3 (2) la méthode d'interpolation de Laplace est utilisée pour calculer la valeur du point qui a la valeur 1.e99. 3. lisser les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation bicubique, selon laquelle les valeurs se situant dans la 5 matrice à partir de la troisième rangée jusqu'à l'avant dernière rangée et à partir de la deuxième colonne jusqu'à l'antépénultième colonne sont recalculées par une interpolation bicubique. 4. tracer les profils de distribution de concentration de la zone comprenant les étapes suivantes: (1) associer une couleur affichée en fonction d'intervalle de concentration; (2) créer une nouvelle image, et définir la hauteur et la largeur de l'image comme le nombre de rangées et le nombre de colonnes de la matrice; (3) en fonction de la valeur de concentration dans la matrice de concentration, le pixel de l'image à la position correspondante est coloré, la 15 couleur affichée correspondant à la concentration. Par exemple, les données de concentration de matières particulaires correspondent à la valeur moyenne horaire des concentrations de matières particulaires obtenues par les analyseurs de matières particulaires installés dans la zone supervisée et le type de matières particulaires est classé dans 20 le groupe PM2.5, PM10, TSP ou autre. Cette méthode a l'avantage de réduire le nombre d'analyseurs de matières particulaires et d'augmenter la zone de mesure de manière adéquate. Le profil de distribution tracé est plus intuitif et précis. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 25 La figure 1 est un diagramme de flux de la présente invention. La figure 2 est un diagramme obtenu à l'aide de la présente invention. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION Dans la suite de la description, les acronymes PM2.5, PM10, TSP bien 3058221 4 connus de l'homme du métier sont utilisés pour désigner respectivement les termes anglais "Particulate Matter 2.5", "Particulate Matter 10" et "Total Suspended Particulates". Ces termes anglais signifient respectivement matières particulaires de moins de 2.5 micromètres, 5 matières particulaires de moins de 10 micromètres, et particules totales en suspension. La présente invention traite d'une méthode pour tracer les profils de concentration horaire de matières particulaires dans une zone, la méthode commençant par la collecte de la concentration de matières particulaires io dans la zone pour former une matrice de concentration, remplir les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation de Laplace, lisser les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation bicubique, et tracer les profils de distribution de concentration de la zone. Le mode de réalisation de la présente invention sera décrit en détail ci-dessous en référence aux figures. Etape 1: Installer des analyseurs de matières particulaires. Quatre PM2.5 analyseurs sont installés dans la zone supervisée, et placé aux quatre coins de la zone supervisée de préférence dans la mesure du 20 possible. Etape 2: L'analyseur de matières particulaires envoie des données vers la plateforme de traitement des données. Les quatre analyseurs de matières particulaires supervisent continument les concentrations en matières particulaires PM2.5 au point supervisé, et les concentrations 25 moyennes de matières particulaires PM2.5 sont transmises chaque heure vers la plateforme de traitement de données via l'unité de transmission sans fil appelée également "dtu" acronyme anglais pour "data transmission unit" selon un terme bien connu de l'homme du métier signifiant unité de transmission de données. 30 Etape 3: Former la matrice de concentration d'origine. Tout d'abord, on obtient les coordonnées de longitude minimale et de longitude maximale de la zone supervisée, puis on obtient les coordonnées de latitude minimale et de latitude maximale de la zone supervisée. L'intervalle de longitude depuis la longitude minimale vers la longitude 305 822 1 5 maximale est régulièrement divisé en 800 parties, et l'intervalle de latitude depuis la latitude minimale vers la latitude maximale est régulièrement divisé en 600 parties, donc la taille de la matrice de concentration originale est 800 X 600. Et, en accord avec les coordonnées de latitude et de 5 longitude des quatre analyseurs de matières particulaires, les valeurs moyennes de concentration horaires des analyseurs de matières particulaires sont entrées à leur position correspondante dans la matrice. Etape 4: Remplir les données de la matrice de concentration par une méthode d'interpolation de Laplace. Tout d'abord, les valeurs de io concentration qui n'ont pas été obtenues par les analyseurs de matières particulaires dans la matrice de concentration d'origine sont fixées à 1.e99, puis les valeurs de concentration des positions dont la valeur de concentration a une valeur de 1.e99 sont recalculées par la méthode d'interpolation de Laplace. 15 Etape 5: Initialiser la matrice de résultats. Une matrice de nombres réels ayant la même taille que la matrice de concentration d'origine est définie, et les valeurs initiales sont définies comme les valeurs de coordonnées correspondantes aux données de la matrice de concentration. Etape 6: Lissage des données de la matrice de concentration utilisant 20 une interpolation bicubique à partir de la troisième rangée jusqu'à l'avant dernière rangée et à partir de la deuxième colonne jusqu'à l'antépénultième colonne . La donnée à la position de rangée i et de colonne j est obtenue en suivant les six étapes suivantes: 0 Yo = Yij 25 0 Y1 = Y(i+1)j 0 Y2 = Y(i+1)(j+1) 0 Y3 = Yi(j+1) 0 t= j/c , u = i/r, dans laquelle r et c sont le nombre total de rangées et de colonnes, respectivement 30 © y(i,j) = (1 - t)(1 - u)Y0 + - u)yi + tuy2 + (1 - t)uy3 Etape 7: Associer les couleurs d'affichage en correspondance avec les concentrations. Quand la concentration est inférieure ou égale à 35, la 3 05 822 1 6 couleur définie est verte; quand le concentration est inférieure ou égale à 75, la couleur définie est jaune; quand la concentration est inférieure ou égale à 115, la couleur définie est orange; quand la concentration est inférieure ou égale à 150, la couleur définie est rouge; quand la 5 concentration est inférieure ou égale à 250, la couleur définie est violet; quand la concentration est inférieure ou égale à 500, la couleur définie est violet marron; quand la concentration est plus importante que 500, la couleur définie est noire. Etape 8: Initialisation pour dessiner une image. Une nouvelle image 10 est créée ayant une largeur définie comme le nombre de colonnes de la matrice de concentration de résultat et ayant une hauteur définie comme le nombre de rangées de la matrice de concentration de résultat. Etape 9: Colorier chaque pixel de l'image. En fonction de la valeur de concentration dans la matrice de concentration, le pixel de l'image à la 15 position correspondante est coloré, la couleur affichée correspondant à la concentration. REVENDICATIONS1. Méthode pour tracer le profil de concentration horaire de matières particulaires dans une zone, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes: -installer des analyseurs de matières particulaires dans la zone (Etape 1); -envoi de données de concentration de matières particulaires dans la zone par les analyseurs de matières particulaires (Etape 2); -collecter les données de concentration de matières particulaires dans la zone pour former une matrice de concentration (Etape 3); -remplir les données de la matrice de concentration (Etape 4) par une méthode d'interpolation de Laplace; -lisser les données de la matrice de concentration (Etape 6) par une méthode d'interpolation bicubique; et -tracer les profils de distribution de concentration (Etapes 7, 8, 9) de la 15 zone. 2. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle les données de concentration de matières particulaires correspondent à la valeur moyenne horaire des concentrations de matières particulaires obtenues par les analyseurs de matières particulaires installés dans la zone 20 supervisée et le type de matières particulaires est classé dans le groupe PM2.5, PM10, TSP. 3. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'étape de collecter les données de concentration de matières particulaires dans la zone pour former la matrice de concentration (Etapes 2, 3) est caractérisée en ce 25 que: (1) au moins trois analyseurs de matières particulaires sont installés dans la zone supervisée, et chaque analyseur doit être installé proche de la bordure de la zone supervisée et l'espacement entre les analyseurs doit être aussi grand que possible; et 305 82 2 1 8 (2) chaque analyseur de matières particulaires supervise continument les matières particulaires à des points de supervision, et la valeur moyenne de la concentration de matières particulaires supervisée est transmise vers une plateforme de traitement des données via une unité de transmission 5 sans fil chaque heure; et (3) la plateforme de traitement des données initialise la matrice de concentration de la zone en fonction de la moyenne horaire des concentrations de chaque analyseur de matières particulaires, et la plateforme de traitement des données forme une matrice couvrant la zone 10 supervisée en fonction des coordonnées de longitude et latitude des analyseurs de matières particulaires installés et de la valeur de la précision des points du motif, puis les valeurs initiales de concentration dans la matrice sont fixées à 0, et en fonction des coordonnées de longitude et latitude de chaque analyseur de matières particulaires, les valeurs de concentration horaire de particules sélectionnées par la plateforme de traitement de données sont introduites dans la matrice. 4. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'étape de remplir les données de la matrice de concentration (Etape 4) par une méthode d'interpolation de Laplace est caractérisée en ce que: (1) la valeur initiale de 0 dans la matrice de concentration est fixée à 1.e99; et (2) la méthode d'interpolation de Laplace est utilisée pour calculer la valeur du point qui a la valeur 1.e99. 5. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'étape de lisser les données de la matrice de concentration (Etape 6) par une méthode d'interpolation bicubique est caractérisée en ce que les valeurs se situant dans la matrice à partir de la troisième rangée jusqu'à l'avant-dernière rangée et à partir de la deuxième colonne jusqu'à l'antépénultième colonne sont recalculées par une interpolation bicubique. 6. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'étape tracer les profils de distribution de concentration (Etapes 7, 8, 9) de la zone est caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes: 3058221 9 (1) associer une couleur affichée en fonction d'un intervalle de concentration; (2) créer une nouvelle image, et définir la hauteur et la largeur de l'image comme le nombre de rangées et le nombre de colonnes de la matrice; et (3) en fonction de la valeur de concentration dans la matrice de concentration, le pixel de l'image à la position correspondante est coloré, la couleur affichée correspondant à la concentration.