一种基于计量模型的碳汇核算系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及碳汇核算技术领域，公开了一种基于计量模型的碳汇核算系统及方法，其中一种基于计量模型的碳汇核算系统包括：边界信息提取单元，其用于提取区域边界信息；初始坐标生成单元，其用于在区域边界上提取多个坐标点生成初始坐标点集合；偏移处理单元，其用于对初始坐标点集合内的坐标点进行偏移处理；距离计算单元，其用于计算初始坐标点集合的坐标点和偏移坐标点集合的坐标点之间的距离获得初始距离矩阵；坐标集合生成单元，其用于生成第一坐标点集合和成第二坐标点集合；碳汇计算单元，其基于提取的样本植物的植物数据计算区域边界内的区域的总碳汇量；本发明专利技术能够通过统一的计量模型对非人工种植不同区域内的森林碳汇进行核算。汇进行核算。汇进行核算。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计量模型的碳汇核算系统及方法


[0001]本专利技术涉及碳汇核算
，更具体地说，它涉及一种基于计量模型的碳汇核算系统。

技术介绍

[0002]对于海洋碳汇的核算技术较为成熟，但是对于森林碳汇的核算来说存在两种情况，一种是对于人工种植的森林，其环境简单，物种单一，植物聚集性高，可以类比海洋碳汇核算的方法进行核算；第二种是非人工种植的森林，森林环境更为复杂，植物聚集性较差，难以通过类比海洋碳汇核算的方法进行核算。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于计量模型的碳汇核算系统，解决相关技术中非人工种植区域的碳汇核算的技术问题。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于计量模型的碳汇核算系统，包括以下步骤：
[0005]步骤S1，提取区域边界信息；
[0006]区域边界信息至少包括区域边界的坐标信息；
[0007]步骤S2，在区域边界上提取多个坐标点生成初始坐标点集合，区域边界上任意相邻的两个坐标点之间的距离均为d，d＝Qlog
e
S，其中e为自然指数，S为区域的面积，Q为界定系数；
[0008]步骤S3，对初始坐标点集合内的坐标点进行偏移处理，偏移处理包括以下步骤：
[0009]为初始坐标点集合内的坐标点设置第一向量；
[0010]对于初始坐标点集合的第i个坐标点，将第i个坐标点与第i+1个坐标点之间连线的方向向量作为第i个坐标点的第一向量；
[0011]第i+1个坐标点是顺时针方向与第i个点最邻近的一个坐标点；
[0012]为初始坐标点集合的坐标点设置偏移向量；
[0013]对于初始坐标点集合的第i个坐标点，第i个坐标点偏移向量与其第一向量垂直；
[0014]将初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次，初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次之后的坐标点按照初始移动之前的顺序连接之后包围形成两个以上的区域；
[0015]或者，初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次之后的坐标点按照初始移动之前的顺序连接之后包围形成一个区域，但至少一个坐标点位于该区域之外；
[0016]初始坐标点集合的点每次移动固定的距离D；
[0017]步骤S4，提取初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N
‑
1次时获得的坐标点获得偏移坐标点集合；
[0018]步骤S5，计算初始坐标点集合的坐标点和偏移坐标点集合的坐标点之间的距离获
得初始距离矩阵，初始距离矩阵的元素A
ij
表示初始距离矩阵第i行第j列的元素，元素A
ij
表示初始坐标点集合的第i个坐标点与偏移坐标点集合的第j个坐标点的距离的值；
[0019]提取初始距离矩阵中每一行中的最大值获得第一距离矩阵；
[0020]步骤S6，提取第一距离矩阵中的元素对应的初始坐标点集合的坐标点组成第一坐标点集合；
[0021]提取第一距离矩阵中的元素对应的偏移坐标点集合的坐标点组成第二坐标点集合；
[0022]步骤S7，将第一标点集合和第二坐标点集合的坐标点向量化之后计算余弦相似度获得第一相似度集合；
[0023]第一相似度集合的第i个元素L
i
表示第一坐标点集合的第i个坐标点与第二坐标点集合的第i个坐标点向量化之后计算的余弦相似度；
[0024]步骤S8，提取第一坐标点集合和第二坐标点集合中的对应的坐标点之间连线上的样本植物的植物数据；并基于周期内样本植物的碳储量的变化量计算其碳汇量；
[0025]单个样本植物的碳汇量通过以下公式计算：
[0026][0027]其中r是碳与二氧化碳的转换系数，即碳元素在二氧化碳分子中的质量比例12/44；
[0028]△
C是单个样本植物的碳储量的变化量单位为吨每公顷每年；
[0029]L
i
是该样本植物的所在的第一坐标点集合的坐标点与第二坐标点集合的坐标点的连线所对应的两个坐标点的余弦相似度；
[0030]步骤S9，统计提取的所有样本植物的植物种类，通过以下公式计算区域边界内的区域的碳汇量：
[0031][0032]其中
△
C
sinki
为采样的第i种样本植物的碳汇量；
[0033]S
i
为区域边界包围的区域的面积，Q为界定系数，s
i
为第i种样本植物的平均占地面积，N
i
为第i种样本植物的数量。
[0034]进一步地，区域边界的坐标可以是指区域边界在图像坐标；
[0035]图像坐标是区域边界在区域的俯视图像的坐标。
[0036]进一步地，初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次之后的坐标点按照初始移动之前的顺序连接的方法是对初始坐标点集合内的坐标点进行标号，按照标号由大至小的顺序依次连接构成闭环，移动后的坐标点保留对应的标号，按照原始的连接顺序重新连接。
[0037]进一步地，植物数据能够被用来计算周期内样本植物的碳储量的变化量。
[0038]进一步地，碳储量变化量是通过在周期起始取样测量的样本植物的碳储量和周期终止时取样测量的样本植物的碳储量计算获得。
[0039]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于计量模型的碳汇核算系统，包括：
[0040]边界信息提取单元，其用于提取区域边界信息；
[0041]初始坐标生成单元，其用于在区域边界上提取多个坐标点生成初始坐标点集合；
[0042]偏移处理单元，其用于对初始坐标点集合内的坐标点进行偏移处理，并提取初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N
‑
1次时获得的坐标点获得偏移坐标点集合；
[0043]距离计算单元，其用于计算初始坐标点集合的坐标点和偏移坐标点集合的坐标点之间的距离获得初始距离矩阵，并提取初始距离矩阵中每一行中的最大值获得第一距离矩阵；
[0044]坐标集合生成单元，其用于提取第一距离矩阵中的元素对应的初始坐标点集合的坐标点组成第一坐标点集合；
[0045]提取第一距离矩阵中的元素对应的偏移坐标点集合的坐标点组成第二坐标点集合；
[0046]相似度计算单元，其用于将第一标点集合和第二坐标点集合的坐标点向量化之后计算余弦相似度获得第一相似度集合；
[0047]植物数据提取单元，其用于提取第一坐标点集合和第二坐标点集合中的对应的坐标点之间连线上的样本植物的植物数据；
[0048]碳汇计算单元，其基于提取的样本植物的植物数据计算区域边界内的区域的总碳汇量。
[0049]进一步地，一种基于计量模型的碳汇核算系统还包括用于存储数据的数据存储单元。数据存储单元为数据库或硬盘。
[0050]本专利技术的有益效果在于：
[0051]本专利技术能够通过统一的计量模型对非人工种植不同区域内的森林碳汇进行核算；通过对区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计量模型的碳汇核算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，提取区域边界信息；区域边界信息至少包括区域边界的坐标信息；步骤S2，在区域边界上提取多个坐标点生成初始坐标点集合，区域边界上任意相邻的两个坐标点之间的距离均为d，d＝Qlog
e
S，其中e为自然指数，S为区域的面积，Q为界定系数；步骤S3，对初始坐标点集合内的坐标点进行偏移处理，偏移处理包括以下步骤：为初始坐标点集合内的坐标点设置第一向量；对于初始坐标点集合的第i个坐标点，将第i个坐标点与第i+1个坐标点之间连线的方向向量作为第i个坐标点的第一向量；第i+1个坐标点是顺时针方向与第i个点最邻近的一个坐标点；为初始坐标点集合的坐标点设置偏移向量；对于初始坐标点集合的第i个坐标点，第i个坐标点偏移向量与其第一向量垂直；将初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次，初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次之后的坐标点按照初始移动之前的顺序连接之后包围形成两个以上的区域；或者，初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N次之后的坐标点按照初始移动之前的顺序连接之后包围形成一个区域，但至少一个坐标点位于该区域之外；初始坐标点集合的点每次移动固定的距离D；步骤S4，提取初始坐标点集合的坐标点沿对应的偏移向量移动N
‑
1次时获得的坐标点获得偏移坐标点集合；步骤S5，计算初始坐标点集合的坐标点和偏移坐标点集合的坐标点之间的距离获得初始距离矩阵，初始距离矩阵的元素A
ij
表示初始距离矩阵第i行第j列的元素，元素A
ij
表示初始坐标点集合的第i个坐标点与偏移坐标点集合的第j个坐标点的距离的值；提取初始距离矩阵中每一行中的最大值获得第一距离矩阵；步骤S6，提取第一距离矩阵中的元素对应的初始坐标点集合的坐标点组成第一坐标点集合；提取第一距离矩阵中的元素对应的偏移坐标点集合的坐标点组成第二坐标点集合；步骤S7，将第一标点集合和第二坐标点集合的坐标点向量化之后计算余弦相似度获得第一相似度集合；第一相似度集合的第i个元素L
i
表示第一坐标点集合的第i个坐标点与第二坐标点集合的第i个坐标点向量化之后计算的余弦相似度；步骤S8，提取第一坐标点集合和第二坐标点集合中的对应的坐标点之间连线上的样本植物的植物数据；并基于周期内样本植物的碳储量的变化量计算其碳汇量；单个样本植物的碳汇量通过以下公式计算：其中r是碳与二氧化碳的转换系数，即碳元素在二氧化碳分子中的质量比例12/44；
△
C是单个样本植物的碳储量的变化量单位为吨每公顷每年；
L
i
是该样本植物的所在的第一坐标点集合的坐标点与第二坐标点集合的坐标点的连线所对应的两个坐标点的余弦相似度；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏蓉，唐欣，初建宇，陈艳华，陈建伟，常莉，马丹祥，田杰芳，谈峥，刘琦，张峻菘，蒋勇，吴熙，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：