一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法及在线平台系统技术方案

一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法及在线平台系统，包括如下步骤：获取背景环境数据以及环境拓扑结构；获取现有的活动排放数据，基于环境拓扑结构模拟排放数据，通过行为角色建模预测不同角色之间的行为交互对于活动排放数据的影响；根据环境影响类别是否受到空间位置的影响，分为空间非异质型和空间异质型两种类型分别对活动排放数据进行评估得到评估结果；对评估结果进行分析得到分析改进方法。本申请建立了整合行为及时空变量的动态生命周期环境影响评估模型，并用来指导减排政策及减排措施以及验证减排成果。

【技术实现步骤摘要】
一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法及在线平台系统
本申请涉及一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法及系统。
技术介绍
生命周期环境影响评估(LifeCycleAssessment(LCA))方法是可持续发展评估体系的最重要基础方法学之一，被欧盟委员会认定为“评估现有产品的潜在环境影响的最佳框架”。产品环境足迹，碳足迹，水足迹等概念均是建立在LCA方法学之上。相比欧美发达国家，国内较少利用LCA方法学进行农业生产综合利用环境影响评估。这很大一部分归因于国内相关数据清单(lifecycleinventory(LCI))的缺失。目前背景LCI数据基本都为欧美国家所囊括。由于农业系统具有高度空间敏感性，因此标准LCA中的“单位世界”假设常常受到质疑与挑战。在LCI阶段，农业活动所在地理位置及其生物物理特性均对生产活动最终排放路径，排放量等造成影响。在环境影响评估(LifeCycleImpactAssessment(环境影响评估))过程，与场地相关的环境影响类别，如酸化和富营养化，用标准的空间非异质型的环境影响评估方法容易误导评价结果。目前，空间技术例如遥感，GIS技术，以及智慧农业在LCA方法中应用并不广泛，只有少许国外学者提出理论框架，国内无一实际应用。目前LCA评估模型具体应用多停留在静态归因分析阶段，鲜有对不同生产方式环境影响进行动态分析，亦不考虑不同系统角色之间的时空交互及其行为结果对于环境影响的分析。角色建模(Agent-BasedModeling，ABM)可整合动态LCI清单建立，在多时空上量化不同用户生产模式对环境的直接及间接影响。综上，现有国内农业背景LCI数据亟需建立，标准LCA技术方法利用于农业系统缺乏时空异质型考量，无法结合用户行为动态变化，传统数据收集方法亦无法精确收集农业生产活动相关数据，在指导减排政策制定及减排措施实施中存在欠缺。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请一方面公开了一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，包括如下步骤：获取背景环境数据以及环境拓扑结构；获取现有的活动排放数据，基于环境拓扑结构模拟排放数据，通过行为角色建模预测不同角色之间的行为交互对于活动排放数据的影响；将环境影响种类分为空间非异质型和空间异质型两种类型，对获得的活动排放数据分别进行评估得到评估结果；对评估结果进行分析得到分析改进方法。优选的，对于所述评估结果分别进行热点分析、不确定性分析以及时空分析得到减排热点。优选的，所述背景环境数据包括基础地理、水文、景观、土地利用、植被、土壤、气候气象以及利用遥感数据绘制调研区域的土地利用类型图，所述土地利用类型图中包括林地、草地和农田盖度；所述环境拓扑结构包括排放类的环境拓扑结构及影响类的环境拓扑结构。优选的，空间异质型的排放量通过土地利用类型及背景环境拓扑结构来确定；将收集的初级活动数据映射于不同背景的环境拓扑结构当中，根据其所在生物物理环境属性展开空间异质型的农业排放数据建模。优选的，通过传统入户调研、统计数据来源、文献整理、智慧农业技术方式建立初级活动数据：在每一时间段开始节点展开调研场所的农户数据收集及整理记录；对于传统手段无法精确收集之活动数据，通过智慧农业手段进行活动数据收集；所述传统手段无法精确收集之活动数据为水资源、牧草地资源；通过角色建模预测减排手段对于不同角色活动数据之影响：根据本时间段之分析改进方法在农户中开展减排措施，通过角色建模模型预测下一时间节点之数据，通过新一期实地调研以及智慧农业数据展开角色建模验证，识别对于减排推广有效的行为交互模式；同时验证上一期之减排成果，进行减排措施有效性分析；将所有时间段所收集并验证之活动数据及其空间异质型排放数据进行整理并建立时空动态生命周期环境影响评估清单数据库。优选的，所述空间非异质型为环境影响机理及评估分析不会由于其所对应不同空间位置而产生不同结果的类型；所述空间异质型为环境影响机理及评估分析会由于其所对应不同空间位置而产生不同结果的类型。优选的，对于空间非异质型按照标准环境影响评估进行环境影响评估。对于空间异质型引入空间变量并完成清单及环境影响评估空间映射完成；时间动态评估中，根据环境影响评估的标准评估公式中的技术矩阵实现。优选的，对评估结果进行分析采用热点分析、不确定性分析以及时空分析。优选的，所述热点分析通过生命周期环境影响结果热点分析获取各单位生产过程的相对环境影响，识别产生较多排放或消耗较多资源之生产过程，从而识别最佳减排环节；所述不确定性分析对于情景不确定性通过敏感性分析展开关键技术决定的不确定性分析；对于参数不确定性通过蒙特卡洛分析展开模拟；所述时空分析对于不同时间段的环境影响进行时间序列分析，验证上一期之减排成果，并识别环境影响动态变化机理，同时通过空间聚类分析统计方法对空间异质型结果进行对比分析，结合角色建模从空间角度解释不同用户之间行为交互环境影响。另一方面，还公开了一种农业活动生命周期环境影响评估在线平台系统，包括：数据获取模块，用于获取背景环境数据以及环境拓扑结构；分析模块，获取现有的活动排放数据，基于环境拓扑结构模拟排放数据，通过行为角色建模预测不同角色之间的行为交互对于活动排放数据的影响；评估模块，将获得的活动排放数据根据其对应的环境影响类别是否受到空间位置的影响，分为空间非异质型和空间异质型两种类型分别进行评估得到评估结果；建议模块，对评估结果进行分析得到分析改进方法；展示平台，用于汇集数据获取模块，分析模块，评估模块，建议模块的数据并进行展示。总之，本申请解决了如下问题：I.解决LCI清单数据缺失，尤其是时空动态LCI数据收集/模拟问题。本申请通过利用遥感，GIS技术建立背景环境拓扑结构，此结构结合土地利用类型决定生产相关排放机制，排放路径、排放区间、及排放量。利用传统调研方法、结合新型智慧农业技术手段收集第一手时空异质型LCI数据资料，同时利用ABM进行时空动态用户生产行为交互模拟。II.解决时空动态LCIA环境影响评估计算问题。时间动态LCIA通过引入时间变量及改变评估系统维度完成。对于空间非异质型的环境影响类别按照标准LCIA展开计算，对于空间异质型的环境影响类别则引入空间变量并完成清单及环境影响评估空间映射完成。III.解决通过分析时空动态环境影响评估结果来科学设定减排机制并验证减排成果问题。通过时空序列、空间聚类分析等统计方法对不同时间段(例如季节/年份)、不同地理位置的环境影响结果进行对比，从时间及空间角度解释调研系统的环境影响变化机理。通过贡献值、热点分析揭露每一时段减排热点，制定减排政策后通过ABM进行减排行为模拟，对于后一时间段的环境影响结果将用来验证上一时间段的减排成果。IV.建立农业生产相关的“数据-分析-报告-监测”环境影响评估一体化平台系统。本申请将整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，其特征在于：包括如下步骤：/n获取背景环境数据以及环境拓扑结构；/n获取现有的活动排放数据，基于环境拓扑结构模拟排放数据，通过行为角色建模预测不同角色之间的行为交互对于活动排放数据的影响；/n将环境影响种类分为空间非异质型和空间异质型两种类型，对获得的活动排放数据分别进行评估得到评估结果；/n对评估结果进行分析得到分析改进方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，其特征在于：包括如下步骤：
获取背景环境数据以及环境拓扑结构；
获取现有的活动排放数据，基于环境拓扑结构模拟排放数据，通过行为角色建模预测不同角色之间的行为交互对于活动排放数据的影响；
将环境影响种类分为空间非异质型和空间异质型两种类型，对获得的活动排放数据分别进行评估得到评估结果；
对评估结果进行分析得到分析改进方法。


2.根据权利要求1所述的一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，其特征在于：对于所述评估结果分别进行热点分析、不确定性分析以及时空分析得到减排热点。


3.根据权利要求1所述的一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，其特征在于：所述背景环境数据包括基础地理、水文、景观、土地利用、植被、土壤、气候气象以及利用遥感数据绘制调研区域的土地利用类型图，所述土地利用类型图中包括林地、草地和农田盖度；所述环境拓扑结构包括排放类的环境拓扑结构及影响类的环境拓扑结构。


4.根据权利要求1所述的一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，其特征在于：空间异质型的排放量通过土地利用类型及背景环境拓扑结构来确定；将收集的初级活动数据映射于不同背景的环境拓扑结构当中，根据其所在生物物理环境属性展开空间异质型的农业排放数据建模。


5.根据权利要求1所述的一种时空动态农业活动生命周期环境影响评估方法，其特征在于：通过传统入户调研、统计数据来源、文献整理、智慧农业技术方式建立初级活动数据：在每一时间段开始节点展开调研场所的农户数据收集及整理记录；对于传统手段无法精确收集之活动数据，通过智慧农业手段进行活动数据收集；所述传统手段无法精确收集之活动数据为水资源、牧草地资源；
通过角色建模预测减排手段对于不同角色活动数据之影响：根据本时间段之分析改进方法在农户中开展减排措施，通过角色建模模型预测下一时间节点之数据，通过新一期实地调研以及智慧农业数据展开角色建模验证，识别对于减排推广有效的行为交互模式；同时验证上一期之减排成果，进行减排措施有效性分析；
将所有时间段所收集并验证之活动数据及其空间异质型排放数据进行整理并建立时空动态生命周期环境影响评估数据库。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴汝群，周佩玲，辛晓平，管翠萍，张亦伦，李汉平，胡梦祺，胡佰晨，邵长亮，曾博书，杨孝文，徐中强，刘欣超，王路路，
申请(专利权)人：思藤深圳科技咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44