面向物联网空气污染监测平台的图信号重建技术

空气污染监测平台在预防和减轻污染影响方面发挥着非常重要的作用。图信号处理领域的最新进展使得使用图来描述和分析空气污染监测网络成为可能。主要应用之一是使用传感器子集在图中重建所测信号。利用传感器邻居的信息重建信号有助于提高网络数据质量,例如用相关的相邻节点填补缺失数据,或用更精确的相邻传感器校正漂移传感器。本文比较了将各类图信号重建方法应用于西班牙空气污染参考站真实数据集的情况。所考虑的方法包括拉普拉斯插值、基于图信号处理低通的图信号重建以及基于核的图信号重建,并在测量 O3、NO2 和 PM10 的实际空气污染数据集上进行比较。展示了这些方法重建污染物信号的能力,以及该重建的计算成本。结果表明基于核的图信号重建方法具有优越性,以及这些方法在具有大量低成本传感器的空气污染监测网络中难以扩展的困难。然而,我们展示了可扩展性可以通过简单方法克服,例如使用聚类算法对网络进行划分。