一种基于卫星遥感的碳监控模型构建方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及碳监控领域，尤其是一种基于卫星遥感的碳监控模型构建方法及系统。本发明专利技术的方法包括如下步骤：确定目标观测地；选取遥感卫星；获取遥感卫星对所述目标观测地的第一监测数据；选取地面辅助设备；利用所述地面辅助设备获得所述目标观测地的第二监测数据；根据所述第一监测数据和所述第二监测数据构建碳监控模型；基于所述碳监控模型，调控所述目标观测地的碳源的碳排放量和碳汇的碳吸收量，使得所述目标园区的碳净排放量为零。本发明专利技术利用遥感卫星结合地面辅助设备，不仅弥补了地面辅助设备的不足，实现了较大区域地实时碳监控，并且有助于观测区域的碳排放量达峰从而进一步实现净碳排放量为零，因此本发明专利技术具有实际的应用价值和经济价值。应用价值和经济价值。应用价值和经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星遥感的碳监控模型构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及碳监控领域，尤其是一种基于卫星遥感的碳监控模型构建方法及系统。

技术介绍

[0002]碳源（Carbon source）表示向大气中释放二氧化碳的母体，分为自然碳源和人为碳源，其中自然碳源是指自然过程释放的二氧化碳，人为碳源是指人类生产与生活活动释放二氧化碳，其中人为碳源包括能源、工业过程及产品的用途、农业林业和其他土地利用与废弃物。碳汇（Carbon sink）表示自然界界中碳的寄存体，主要表现为陆地与海洋等吸收并储存二氧化碳的生态系统，包括森林碳汇、海洋碳汇、耕地碳汇、草地碳汇、湿地碳汇等。传统的碳源和碳汇计算主要依赖于地面观测、野外调查、统计数据分析、大气和生态系统模型等方法。但这些方法都存在很大的局限性，比如地面观测的空间代表性不足，野外调查空间样本有限且耗费巨大等，目前，全球监测温室气体的地面观测站点不足300个，并且地区分布很不均匀，大多分布在发达国家和人口稠密地区。虽然观测站点数量仍在不断扩展中，但准确获取大气温室气体的碳源和碳汇分布信息仍存在较大的问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷，一方面，本专利技术提供了一种基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，包括如下步骤：确定目标观测地；选取遥感卫星；获取遥感卫星对所述目标观测地的第一监测数据，所述第一监测数据包括由遥感卫星捕获到的所述目标观测地的温室气体浓度数据、第一能源加工数据、第一工业数据、第一交通运输数据、第一农业数据、第一土地利用数据、第一居民生活数据和第一碳汇数据；选取地面辅助设备；利用所述地面辅助设备获得所述目标观测地的第二监测数据，所述第二监测数据包括所述目标观测地的地基通量观测网络数据、地面温室气体监测数据、气象数据、第二能源加工数据、第二工业数据、第二交通运输数据、第二农业数据、第二土地利用数据、第二居民生活数据和第二碳汇数据；根据所述第一监测数据和所述第二监测数据构建碳监控模型，所述碳监控模型包括碳源网络和碳汇网络；基于所述碳监控模型，调控所述目标观测地的碳源的碳排放量和碳汇的碳吸收量，使得所述目标园区碳净排放量为零。本专利技术利用遥感卫星结合地面辅助设备，可针对性地获取目标观测地乃至全球范围的温室气体和陆地碳汇的分布，具有稳定、持续性强、精确度高、空间区域广的特点，不仅弥补了地面辅助设备的不足，且能精准定位碳源和碳汇相关参数，有助于目标观测区域的碳排放量达到峰值从而进一步实现净碳排放量为零，同时为碳交易宏观监测提供了量化依据，因此本专利技术具有实际的应用价值和经济价值。
[0004]可选地，所述遥感卫星包括中国风云三号G星、大气环境检测卫星2星、欧洲CO2M多星组网、美国GEOCARB静止轨道卫星、欧洲MERLIN和中国环境一号卫星中的一个或多个遥感卫星。本专利技术通过指定遥感卫星作为数据来源，保障了数据的准确性和全面性，为提高数据的时空分辨率提供了设备基础。
[0005]可选地，所述地面辅助设备包括通量观测网络、温室气体监测仪、气象监测仪、能源加工监测设备、工业数据监测设备、交通运输监测设备、农业数据监测设备、土地利用监测设备、居民生活数据监测设备和碳汇数据监测设备。本专利技术针对所需要的不同的数据选取了不同的监测设备进行获取，极大程度地消除了由于地理位置等条件差异引起的误差数据或者错误数据，提升了数据的可靠性。
[0006]可选地，所述根据所述第一监测数据和所述第二监测数据构建碳监控模型，包括如下步骤：根据所述第一监测数据和所述第二监测数据分别构建碳源网络和碳汇网络，所述碳源网络和碳汇网络分别满足如下公式：，其中，和分别表示所述碳源网络的总碳排放量和所述碳汇网络的总碳吸收量，，表示所述碳源网络中一碳源的碳排放量，，表示所述碳汇网络中一碳汇的碳吸收量；利用所述碳源网络和碳汇网络，获得所述目标观测地的碳监控模型，所述碳监测模型满足如下关系式：，其中，表示所述目标观测地的净碳排放量，表示的碳排放量修正系数，表示的碳吸收量的修正系数。
[0007]可选地，所述根据所述第一监测数据和所述第二监测数据分别构建碳源网络和碳汇网络，包括如下步骤：根据所述第一监测数据和所述第二监测数据设定碳源监测点和碳汇监测点；依照温室气体特征设定监测项，所述监测项包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、全氟化碳、氢氟碳化物、六氟化硫和三氟化氮；获取所述监测项在所述碳源监测点的监测值；获取所述监测项在所述碳汇监测点的监测值；利用所述监测值构建碳源网络和碳汇网络。
[0008]可选地，所述根据所述第一监测数据和所述第二监测数据设定碳源监测点和碳汇监测点，包括如下步骤：参照碳源特征将碳源监测点设定为能源加工、工业、交通运输、农业、土地利用和居民生活；依据碳汇特征将所述碳汇监测点设定为森林碳汇、耕地碳汇、草地碳汇、湿地碳汇和海洋碳汇。
[0009]可选地，所述参照碳源特征将碳源监测点设定为能源加工、工业、交通运输、农业、土地利用和居民生活，包括如下步骤：利用能源种类特点将所述能源加工分为电力系统、热力系统、煤炭生产、油气生产、炼焦生产和热源工业生产；依照工业种类特点将所述工业分为工业废水和建筑运营；按照交通运输方式特点将所述交通运输划分为公路运输、铁路运输、航运和水运；依据农业耕种特点将所述农业划分为水田和旱地；通过土地利用特点将所述土地利用划分为森林燃烧和森林分解；根据居民生活特点将居民生活划分为生活垃圾和生活污水。
[0010]可选地，所述获取所述监测项在所述碳源监测点的监测值，包括如下步骤：结合所述第一能源加工数据和所述第二能源加工数据，构建不同能源设施的热辐射能量与碳排放关系模型，从而获得不同能源加工的监测值；利用所述第一工业数据和所述第二工业数据，构建工业废水与碳排放的关系模型，从而获得所述工业废水的监测值；结合所述第一工业
数据和所述第二工业数据，构建建筑运营与碳排放的关系模型，从而获得所述建筑运营的监测值；依照所述第一交通运输数据和所述第二交通运输数据，构建不同交通运方式与碳排放的关系模型，从而获得不同交通运输的监测值；通过所述第一农业数据和所述第二农业数据，构建不同农业耕种方式与碳排放的关系模型，从而获得不同农业的监测值；结合所述第一土地利用数据和所述第二土地利用数据，构建森林燃烧与碳排放的关系模型，从而获得所述森林燃烧排放的监测值；依据所述第一土地利用数据和所述第二土地利用数据，构建森林分解与碳排放的关系模型，从而获得所述森林分解的监测值；采用所述第一居民生活数据和所述第二居民生活数据，构建生活垃圾与碳排放的关系模型，从而获得所述生活垃圾的监测值；根据所述第一居民生活数据和所述第二居民生活数据，构建生活污水与碳排放的关系模型，从而获得所述生活污水的监测值。
[0011]可选地，所述基于所述碳监控模型，调控所述目标观测地的碳源的碳排放量和碳汇的碳吸收量，使得所述目标园区碳净排放量为零，包括如下步骤：解析所述碳监控模型，获取目标所述观测地的碳源信息和碳汇信息，所述碳源信息包括碳源位置，所述碳汇信息包括碳汇位置；根据所述碳源信息和所述碳汇信息，确定异常碳源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：确定目标观测地；选取遥感卫星；获取所述遥感卫星对所述目标观测地的第一监测数据，所述第一监测数据包括由遥感卫星捕获到的所述目标观测地的温室气体浓度数据、第一能源加工数据、第一工业数据、第一交通运输数据、第一农业数据、第一土地利用数据、第一居民生活数据和第一碳汇数据；选取地面辅助设备；利用所述地面辅助设备获得所述目标观测地的第二监测数据，所述第二监测数据包括所述目标观测地的地基通量观测网络数据、地面温室气体监测数据、气象数据、第二能源加工数据、第二工业数据、第二交通运输数据、第二农业数据、第二土地利用数据、第二居民生活数据和第二碳汇数据；根据所述第一监测数据和所述第二监测数据构建碳监控模型，所述碳监控模型包括碳源网络和碳汇网络；基于所述碳监控模型，调控所述目标观测地的碳源的碳排放量和碳汇的碳吸收量，使得所述目标园区碳净排放量为零。2.根据权利要求1所述的基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，其特征在于，所述遥感卫星包括中国风云三号G星、大气环境检测卫星2星、欧洲CO2M多星组网、美国GEOCARB静止轨道卫星、欧洲MERLIN和中国环境一号卫星中的一个或多个遥感卫星。3.根据权利要求1所述的基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，其特征在于，所述地面辅助设备包括通量观测网络、温室气体监测仪、气象监测仪、能源加工监测设备、工业数据监测设备、交通运输监测设备、农业数据监测设备、土地利用监测设备、居民生活数据监测设备和碳汇数据监测设备。4.根据权利要求1所述的基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，其特征在于，所述根据所述第一监测数据和所述第二监测数据构建碳监控模型，包括如下步骤：根据所述第一监测数据和所述第二监测数据分别构建碳源网络和碳汇网络，所述碳源网络和碳汇网络分别满足如下公式：，其中，和分别表示所述碳源网络的总碳排放量和所述碳汇网络的总碳吸收量，，表示所述碳源网络中一碳源的碳排放量，，表示所述碳汇网络中一碳汇的碳吸收量；利用所述碳源网络和碳汇网络，获得所述目标观测地的碳监控模型，所述碳监测模型满足如下关系式：，其中，表示所述目标观测地的净碳排放量，表示的碳排放量修正系数，表示的碳吸收量的修正系数。5.根据权利要求4所述的基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，其特征在于，所述根据
所述第一监测数据和所述第二监测数据分别构建碳源网络和碳汇网络，包括如下步骤：根据所述第一监测数据和所述第二监测数据设定碳源监测点和碳汇监测点；依照温室气体特征设定监测项，所述监测项包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、全氟化碳、氢氟碳化物、六氟化硫和三氟化氮；获取所述监测项在所述碳源监测点的监测值；获取所述监测项在所述碳汇监测点的监测值；利用所述监测值分别构建碳源网络和碳汇网络。6.根据权利要求5所述的基于卫星遥感的碳监控模型构建方法，其特征在于，所述根据所述第一监测数据和所述第二监测数据设定碳源监测点和碳汇监测点，包括如下步骤：参照碳源特征将碳源监测点设定为能源加工、工业、交通运输、农业、土地利用和居民生活；依据碳汇特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨邦会，胡乔利，
申请(专利权)人：中科海慧北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：