[发明专利]一种大气气溶胶颗粒的微物理模型构建方法

摘要

本发明公开了一种大气颗粒物的微物理模型构建技术方法。该方法基于大气颗粒物的电子显微镜图像，首先通过多特征均值漂移的图像分割，确定颗粒物在显微镜图像上的精确位置与区域。基于形态学属性断面获得丰富的形态特征，利用角点和边缘检测技术获得精确的几何信息，通过灰度共生矩阵生成相应的纹理特征，结合多种特征提升分割精度。根据显微镜比例尺，获得不同成份在图像上的长、宽、边界长度、内/外接圆半径等几何信息。结合化学成份、体积大小、表面粗糙度等辅助信息，参考典型颗粒物的形态参数，利用图像阴影恢复深度信息，从单视角二维投影图像直接重建出三维微物理模型。通过生成多个微物理模型进行优化的方式，以获得更加真实的模拟结果。

主权项

1.一种大气气溶胶颗粒的微物理模型构建方法，从实测的气溶胶颗粒形态出发，不预设常规的球形、椭球、团簇的固定形态限制，直接模拟出无定形气溶胶颗粒微观物理化学特性，该微物理模型构建方法包括如下步骤：(1)基于典型气溶胶颗粒在电子透射显微镜图像上的二维投影，利用图像分割技术确定气溶胶粒子在显微镜图像上的精确位置与区域，提取不同气溶胶成份的几何信息；(2)利用先验知识和人工判读的手段进行面向对象的图像分类，确定分割对象相对应的气溶胶化学成份；(3)结合体积大小、表面粗糙度和含水量的辅助信息，利用图像阴影恢复深度信息，然后从单视角二维投影图像直接重建出三维微物理模型；(4)通过交互手段，引入气溶胶不同化学成份在不同波长和相对湿度的条件下的复折射指数参数，从而构建气溶胶粒子的微物理模型；(5)通过生成多个微物理模型优化获得更加通用的气溶胶颗粒微物理模型模拟结果；(6)基于不同时间的气溶胶粒子的微物理模型，研究气溶胶粒子大小、微观形态、化学成分、混合方式及吸湿增长特性，分析气溶胶生成老化过程中物理化学特性变化规律。