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龙图腾网获悉敦煌研究院申请的专利分层式石窟内空气质量监测系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116086539B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310112140.7，技术领域涉及：G01D21/02；该发明授权分层式石窟内空气质量监测系统是由秦熙磊;杨敬兰;孙胜利;齐然;高雪;贾岩鹏;马翠芸设计研发完成，并于2023-02-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本分层式石窟内空气质量监测系统在说明书摘要公布了：本发明属于空气质量监测技术领域，具体涉及分层式石窟内空气质量监测系统。所述系统包括：石窟分层区域构建单元，配置用于获取目标石窟的三维模型，计算得到三维模型的空间中心，再以空间中心为球心，从内到外，以逐步增大的径向距离为半径，构建多个分层球体模型，以将三维模型从内到外划分为多个分层区域；本发明对石窟内空气质量进行了全面监测，在监测过程中，使用分层的思想，以更加精确地和细分地确定石窟内空气质量出现问题的区域；本发明摒弃了传统的空气质量监测手段，结合石窟内空气流动度低和石窟本身空间结构特征，进行分层式空气监测，提升了监测的准确性。

本发明授权分层式石窟内空气质量监测系统在权利要求书中公布了：1.分层式石窟内空气质量监测系统，其特征在于，所述系统包括：石窟分层区域构建单元，配置用于获取目标石窟的三维模型，计算得到三维模型的空间中心，再以空间中心为球心，从内到外，以逐步增大的径向距离为半径，构建多个分层球体模型，以将三维模型从内到外划分为多个分层区域；分层区域关键区域确定单元，配置用于基于目标石窟的三维模型空间结构特征，确定每个分层区域中的关键区域，具体包括：连接石窟的三维模型中的空间中心与石窟各个不同方向的最远点，以连接线经过各个分层区域中的位置作为中间线，以设定的区域大小，在各个分层区域中确定关键区域；空气质量分层对比分析单元，包括：传感器组和数据分析子单元；所述传感器组包括多个子传感器组，每个子传感器组分别布设于不同的关键区域和每个分层区域内除关键区域以外的其他随机区域，每个关键区域或随机区域内均至少包括一个子传感器组；所述数据分析子单元，配置用于基于每个子传感器获取到的数据信息，进行分层区域内数据分析，得到层内分析结果和分层区域间数据分析，得到层间分析结果，结合层间分析结果和层内分析结果，生成质量监测结果； 所述石窟分层区域构建单元包括：三维模型构建子单元和分层子单元；所述三维模型构建子单元，配置用于生成目标石窟的三维模型，具体包括：基于图像逐层扫描生成石窟的实际的三维模型，再对石窟的实际三维模型进行边界简化，得到石窟的三维模型；所述边界简化的过程包括：将一个最接近石窟的三维模型的空间立体结构的规则立体结构从外围不断逼近石窟的实际三维模型的空间立体结构的边界，直到规则立体结构的内侧首次接触到石窟的实际三维模型的空间立体结构的边界，将此时的规则立体结构作为石窟的三维模型；所述分层子单元，配置用于三维模型的空间中心为球心，从内到外，以逐步增大的径向距离为半径向外扩张，在扩张时，每次增大的径向距离满足设定的函数约束关系，以此构建多个分层球体模型，以将三维模型从内到外划分为多个分层区域； 每个子传感器组中的传感器获取到的数据信息至少包括：二氧化碳浓度、氧气浓度、氮气浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、湿度、温度和一氧化硫浓度； 所述随机区域的生成方法包括：以关键区域的中心为起始点坐标，以关键区域所在的分层区域为平面坐标区域，使用预设的一个随机寻路算法，从起始点坐标开始进行随机寻路坐标生成，将生成得到的第1,5,9…N-1*4+1个随机寻路坐标作为随机区域的中心，生成随机区域； 所述随机寻路算法使用如下公式进行表示：其中，Randomx′，y′，z′为生成得到的随机区域的中心坐标；Firstx，y，z为关键区域的中心，即起始点坐标；k单位时间内随机次数，α为调整系数，取值范围为3～5； 所述数据分析子单元包括：层内分析子单元、层间分析子单元和结果生成单元；所述层内分析子单元配置用于基于每个子传感器获取到的数据信息，进行分层区域内数据分析，得到层内分析结果；所述层间分析子单元，配置用于基于层内分析结果，进行层间数据分析，得到层间分析结果；所述结果生成单元，配置用于结合层间分析结果和层内分析结果，生成质量监测结果。

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