pakiet openair { arzędzie do analizy danych dotyczących zanieczyszczeń powietrza Autor: mgr inż. Adriana zulecka Kraków, 21.12.215 r.
projekt openair Został utworzony przez Kolegium Badań nad Środowiskiem aturalnym (RC) i jest wspierany również przez Defra (Departament Środowiska, Żywności i praw iejskich) w ielkiej Brytanii. Obecnie projekt jest prowadzony przez Zespół Badań Środowiskowych przy King s College w Londynie oraz Uniwersytet w Leeds. Projekt openair: dostarcza darmowy i ogólnie dostępny zestaw narzędzi open-source, rozwija i utrzymuje techniki analizy danych zanieczyszczenia powietrza, ułatwia przeprowadzanie skomplikowanych analiz w krótkim czasie, zachęca społeczność do dalszego rozwijania narzędzi ochrony powietrza, platforma statystyczne oprogramowanie R idealne do analiz.
zastosowania i funkcje Pakiet openair zawiera wiele typów analiz, które pozwalają na m. in: Dostęp do danych z kilkuset brytyjskich stacji monitoringu poprzez funkcje importaur oraz importkcl a także do danych archiwalnych bazy danych Airbase (A) - importairbase, Manipulowanie danymi składu atmosfery poprzez funkcje timeaverage czy selectbydate, a także badanie statystyk i zależności między nimi (linearrelation), Prostą wizualizację danych (timeplot, timevariation), porządzanie róży wiatrów (windrose), zanieczyszczeń (pollutionrose), percentyli (percentilerose), a także dwuwymiarowego wykresu polarnego do identyfikacji źródeł zanieczyszczeń (polarplot), Ocenę modelu zanieczyszczeń powietrza poprzez zastosowanie kluczowych statystyk modelu (modtats), diagramu Taylora czy wykresów kwantylowych.
PM 2.5 in 211 styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 6 7 8 9 11 12 sierpień wrzesień październik listopad grudzień g m 3 5 15 2 Poniżej przedstawiono przykłady opracowania wartości stężeń pyłu zawieszonego PM2,5 z danych monitoringowych uzyskanych z bazy Airbase (A) dla stacji w owej Hucie, Kraków, dla roku 211 roku. nh_211=importairbase(site="pl39a", year=211) calendarplot(nh_211, pollutant="pm2.5", year=211, month=1:12, key.header="ug/m3") calcpercentile(nh_211, pollutant="pm2.5", avg.time="month", percentile=c(5,5,95)) date percentile.5 percentile.5 percentile.95 211-1-1 11 53 198 211-2-1 7 43 95 211-3-1 4 48 154 211-4-1 3 24 73 211-5-1 3 13 42 211-6-1 3 9 32 211-7-1 4 35 211-8-1 4 15 57 211-9-1 3 21 76 211--1 2 83 186 211-11-1 14 77 24 211-12-1 3 38 217 kalendarz stężeń i analiza danych
CO Percent of Total wizualizacja danych summaryplot() Podsumowanie danych ze stacji monitoringu w owej Hucie - rok 211 O 2 94.9 % 94.2 % 94.8 % 86 % 98.3 % 88.5 % 89.1 % 98 % 92.1 % 87.5 % 95.4 % 98.8 % missing = 61 (6.9%) min = 1 max = 71 mean = 8.4 median = 6 95th percentile = 23 3 25 2 15 5 2 3 PM 2.5 98.8 % 96.3 % 84.3 % 78.2 % 98.5 % 99.6 % 9.2 % 98.7 % 38.1 % 18.5 % 96 % 99.6 % missing = 1489 (17%) min = 3 max = 348 mean = 43 median = 26 95th percentile = 149 3 2 O x 94.9 % 92.1 % 99.1 % 91 % 99.1 % 88.8 % 89.4 % 98.5 % 83.5 % 91.8 % 99 % 98.1 % missing = 542 (6.2%) min = 5 max = 851 mean = 66.8 median = 43 95th percentile = 217 3 2 5 15 2 94.9 % 92.1 % 99.1 % 91 % 99.1 % 88.8 % 89.4 % 98.5 % 83.5 % 91.8 % 99 % 98.1 % 2 3 O 2 missing = 542 (6.2%) min = 3 max = 126 mean = 29.1 median = 27 95th percentile = 57 5 92.1 % 94.5 % 94.4 % 93.5 % 94.1 % 94.3 % 84.3 % 92.9 % 18.1 % 91.7 % 93.5 % 93 % missing = 1191 (13.6%) min =.1 max = 4.3 mean =.6 median =.4 95th percentile = 1.6 3 25 2 15 5 2 4 6 sty lut mar kwi maj cze lip sie wrz paź lis gru..5 1. 1.5 2. 2.5 3. Data value
wizualizacja danych timevariation()
wizualizacja danych { róża wiatrów { windrose() róża zanieczyszczeń pollutionrose() Częstotliwość wystąpień ze względu na kierunek wiatru (%) Częstotliwość wystąpień ze względu na kierunek wiatru (%) 5% 5% 2% 2% 15% m s 1 15% g m 3 % 6 to 9.125 % 6 to 131.82 5 to 6 5% 4 to 6 5% 4 to 5 3 to 4 2 to 4 2 to 3 to 2 to 2 to Prędkość wiatru Dwutlenek azotu Powyższe wykresy sporządzono w oparciu o dane stężeń zanieczyszczeń i parametrów meteorologicznych uzyskanych z bazy King s College London (KCL) dla stacji tła miejskiego w Londynie dla roku 213.
wykres polarny polarplot() spring (MAM) summer (JJA) autumn (O) 8 8 8 6 6 6 4 w s 4 w s 4 w s 2 2 2 summer (JJA) autumn (O) winter (DJF) mean.5 8 8 4 w s 6 4 w s 6 4 w s.4 2 2 2.3.2.1 CO
zależność między stężeniami corplot() CO CO -47 58 62 71 73 89 O x -56 52 54 73 82 89 O 2-66 56 57 6 82 73 O 2-33 45 44 6 73 71 PM 2.5-35 93 44 57 54 62 PM -25 93 45 56 52 58 O 3 O3 PM PM 2.5 O 2 O 2 O x -25-35 -33-66 -56-47
ocena modelu conditionalquantile() { { Prognoza stężenia ozonu Prognoza stężenia PM modtats() substancja parametr MB MG RM r-pearson CO IOA FAC2 Ozon 41.98522 43.82979 53.23382.51653-1.9547 -.3222744.476246 Pył zawieszony PM 12.38824 18.5653 23.39478.7522276.13594.567952.858824
Odchylenie standardowe ocena modeli TaylorDiagram() Diagram Taylora 5.1.2.3 centred RM error.4.5 4.6 correlation.7 3 3.8 2 2.9.95.99 observed 2 3 4 5 Odchylenie standardowe
Dziękuję za uwagę.