一种城市高碳排空间单元自动识别方法及展示平台技术

本发明专利技术公开了一种城市高碳排空间单元自动识别方法及展示平台，属于城市规划领域，包括数据获取及数据库构建模块、城市空间单元划分模块、城市空间单元碳排放生成模块、城市空间单元高碳排识别模块、城市高碳排放空间单元线上线下交互优化模块以及交互展示模块。本发明专利技术解决了当下城市碳排放数据采集难、精度低、设备繁杂、缺乏实时交互的现实问题，响应了城市规划设计的集约、可持续需求，运用多样化数据采集设备和智能算法，实现城市高碳排空间单元的识别，结合硬件设备进行优化和交互展示。本发明专利技术为城市规划的节能减排和集约布局提供科学性支撑。科学性支撑。科学性支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种城市高碳排空间单元自动识别方法及展示平台


[0001]本专利技术涉及城市规划领域，具体涉及一种城市高碳排空间单元自动识别方法及展示平台。

技术介绍

[0002]对城市高碳排放空间单元进行识别需要根据不同的用地性质进行因地制宜的识别并且要精准施策，同时需要收集、整理并分析大量的城市碳排放数据。在传统设计过程中，对城市高碳排放空间单元进行识别与优化，大都是由规划设计人员手动完成，需要人工搜集、处理数据并提出优化方案。传统识别、优化和交互展示过程具体存在以下局限：其一，由于城市碳排放数据繁杂、类型多样、采集困难。因此需要投入大量的精力来完成数据采集整理,其过程中耗费大量的人力成本、经济成本、时间成本；其二，由于不能根据用地性质来进行城市高碳排放空间单元的识别，导致所提出的优化方案与用地功能相脱节，缺乏落地性。其三，对城市高碳排放空间单元进行识别与优化成果展示往往依托纸质方案和文本，无法实时交互，不能充分为非专业背景的城市碳排放管控人员所理解与运用。因此，提出一种城市高碳排空间单元自动识别方法及展示平台。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种城市高碳排空间单元自动识别方法及展示平台。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种城市高碳排空间单元自动识别方法，包括以下步骤：
[0006]获取目标城市的碳排放数据并构建城市碳排放数据库，具体包括：
[0007]获取碳排放数据并构建城市碳排放数据库。采用1km分辨率的二氧化碳检测科学实验卫星(TanSat)采集月频率城市建成区的二氧化碳浓度数据，通过搭载高精度温室气体监测仪的无人机以城市用地性质为单位获取上午6时、上午9时、中午12时、下午3时、下午6时、凌晨12时的动态碳排放数据，采用温室气体走航检测车获取城市重点区域的碳排放数据，重点区域包括城市工业园区和商业中心区，采用地基高分辨率光谱仪检测站点获取站点500m范围内的网格化无组织碳排放数据，采用手持红外气体成像仪对未检测到的点源进行实地校核补充，构建城市碳排放数据库。
[0008]将城市建成区根据现状用地性质划分为不同类型的城市空间单元，并建立城市空间单元的属性表；属性表包括城市空间单元的占地面积数据、建筑面积数据、用地性质数据、企业信息数据以及人口数据，具体包括：
[0009]向当地规划部门获取所在城市的三维城市矢量数据，包括道路数据、建筑数据、人口数据、企业信息数据、用地性质数据，以现状用地性质为依据划分城市空间单元，对其进行编号并导入地理信息系统中。在本专利技术中，城市空间单元按照现状用地划分，每一个城市空间单元仅有一类用地性质，是城市的基本组成单位；企业信息包括规上工业产值和商业
销售额；
[0010]输入获取的三维城市矢量数据，在地理信息系统中识别各城市空间单元的用地性质、占地面积A、建筑面积S以及人口数量P，并将识别结果嵌入属性表。若城市空间单元识别为居住用地单元，则进一步识别其户数H，若城市空间单元识别为公共管理与公共服务设施用地单元或公用设施用地单元，则进一步识别其服务能力F，若城市空间单元识别为商业服务业设施用地单元，则进一步识别其总销售额S，若城市空间单元识别为工业用地单元，则进一步识别其总产值Y，若城市空间单元识别为物流仓储用地，则进一步识别其社区物流总额P。
[0011]基于城市碳排放数据库获取每个城市空间单元的城市碳排放值，将碳排放值链接到对应的城市空间单元，并计算各城市空间单元的碳排放均值，形成城市碳排放均值数据库；基于城市碳排放数据库、城市空间单元的属性表和城市碳排放均值数据库共同构建城市碳排放三维信息沙盘，具体包括：
[0012]将获取的碳排放数据通过交叉检验进行精度验证，采用手持红外气体成像仪对存疑地块和空白地块进行实地校核与补充，对数据进行整合，采用大气反演法得到城市碳通量，将其链接到城市空间单元。依据《城市用地性质分类和标准》将城市空间单元划分为七类，即居住用地单元、公共管理与公共服务设施用地单元、商业服务业设施用地单元、工业用地单元、物流仓储用地单元、公用设施用地单元和其他用地单元，进而得到各用地类型的城市空间单元的碳排放值；
[0013]通过转换公式计算城市空间单元的碳排放均值，包括通用型指标和专用型标进行具体计算；其中通用型指标为人均碳排放值、单位用地面积碳排放值、单位建筑面积碳排放值；专用型指标为户均居住碳排放值、单位服务能力碳排放值、单位销售额碳排放值、单位工业产值碳排放值和单位物流总额碳排放值，转换公式如下，
[0014][0015]其中，Ci指的是城市空间单元的碳通量，Pi指的是第i个城市空间单元的常住人口。
[0016][0017]其中，Ci指的是城市空间单元的碳通量，Ai指的是第i个城市空间单元的占地面积。
[0018][0019]其中，Ci指的是城市空间单元的碳通量，Si指的是第i个城市空间单元的总建筑面积。
[0020][0021]其中，Ri指的是城市居住空间单元的碳通量，Hi指的是第i个城市空间单元的总户数。
[0022][0023]其中，Ui指的是城市公共管理与公共服务设施用地单元和城市公用设施用地单元的碳通量，Fi指的是第i个城市空间单元的服务能力人数。
[0024][0025]其中，Bi指的是城市商业服务业设施用地单元的碳通量，Si指的是第i个城市空间单元的总销售额。
[0026][0027]其中，Mi指的是城市工业用地单元的碳通量，Yi指的是第i个城市空间单元的规上工业总产值。
[0028][0029]其中，Ui指的是城市物流仓储用地单元的碳通量，Pi指的是第i个城市空间单元的物流总额。
[0030]将所得碳排放均值嵌入城市空间单元属性表中，进行标准化处理并导入地理信息平台，构建城市碳排放三维信息沙盘。
[0031]通过空间链接算法对城市空间单元的碳排放数据按现状用地类型，分别进行空间链接；按日划分城市空间单元的不同用地类型的碳排放数据，基于此计算该城市空间单元各季不同用地类型碳排日的排放量最值与均值，具体包括：
[0032]在地理信息系统，通过空间链接算法对城市空间单元碳排放数据进行分类。分类依据《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB 50137
‑
2011)。分类结果包括居住用地碳排放、公共管理与公共服务设施用地碳排放、商业服务业设施用地碳排放、工业用地碳排放、物流仓储用地碳排放、公用设施用地碳排放、其他用地碳排放，共计七种类型；
[0033]在地理信息平台，按日划分不同用地类型城市空间单元碳排放数据；
[0034]通过地理信息平台，计算城市空间单元各季不同类型碳排的日排放量的平均值；结果输入智能交互桌面式显示终端。按季划分过程中，春季为3、4、5月，夏季为6、7、8月，秋季为9、10、11月，冬季为12、1、2月。
[0035]根据K均值聚类算法判断城市空间单元是否为高碳排空间单元；若识别为高碳排空间单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市高碳排空间单元自动识别方法，其特征在于，包括：获取目标城市的碳排放数据并构建城市碳排放数据库；将城市建成区根据现状用地性质划分为不同类型的城市空间单元，并建立城市空间单元的属性表；属性表包括城市空间单元的占地面积数据、建筑面积数据、用地性质数据、企业信息数据以及人口数据；基于城市碳排放数据库获取每个城市空间单元的城市碳排放值，将碳排放值链接到对应的城市空间单元，并计算各城市空间单元的碳排放均值，形成城市碳排放均值数据库；基于城市碳排放数据库、城市空间单元的属性表和城市碳排放均值数据库共同构建城市碳排放三维信息沙盘；通过空间链接算法对城市空间单元的碳排放数据按现状用地类型，分别进行空间链接；按日划分城市空间单元的不同用地类型的碳排放数据，基于此计算该城市空间单元各季不同用地类型碳排日的排放量最值与均值；根据K均值聚类算法判断城市空间单元是否为高碳排空间单元；若识别为高碳排空间单元的城市空间单元，则根据用地类型对城市空间单元进行排放优化，并在城市碳排放三维信息沙盘中进行调整。2.根据权利要求1所述的城市高碳排空间单元自动识别方法，其特征在于，所述将城市建成区根据现状用地性质划分为不同类型的城市空间单元，并建立城市空间单元的属性表，包括以下步骤：获取目标城市的三维城市矢量数据，包括道路数据、建筑数据、人口数据、企业信息数据、用地性质数据，以现状用地性质为依据划分城市空间单元，对其进行编号并导入地理信息系统中；其中企业信息数据包括规上工业产值和商业销售额；通过地理信息系统从三维城市矢量数据中识别并获取各城市空间单元的用地性质、占地面积A、建筑面积S以及人口数量P，并将识别结果嵌入属性表；若城市空间单元识别为居住用地单元，则进一步识别其户数H，若城市空间单元识别为公共管理与公共服务设施用地单元或公用设施用地单元，则进一步识别其服务能力F，若城市空间单元识别为商业服务业设施用地单元，则进一步识别其总销售额S，若城市空间单元识别为工业用地单元，则进一步识别其总产值Y，若城市空间单元识别为物流仓储用地，则进一步识别其社区物流总额P。3.根据权利要求2所述的城市高碳排空间单元自动识别方法，其特征在于，所述城市空间单元包括居住用地单元、公共管理与公共服务设施用地单元、商业服务业设施用地单元、工业用地单元、物流仓储用地单元、公用设施用地单元和其他用地单元。4.根据权利要求3所述的城市高碳排空间单元自动识别方法，其特征在于，所述基于城市碳排放数据库获取每个城市空间单元的城市碳排放值，将碳排放值链接到对应的城市空间单元，并计算各城市空间单元的碳排放均值，形成城市碳排放均值数据库；基于城市碳排放数据库、城市空间单元的属性表和城市碳排放均值数据库共同构建城市碳排放三维信息沙盘，包括以下步骤：将城市碳排放数据库的碳排放数据通过交叉检验进行精度验证，对存疑地块和空白地块进行实地校核与补充，对数据进行整合，采用大气反演法得到城市碳通量；通过转换公式，计算城市空间单元的碳排放均值，包括通用型指标和专用型指标进行具体计算；其中通用型指标为人均碳排放值、单位用地面积碳排放值、单位建筑面积碳排放
值；专用型指标为户均居住碳排放值、单位服务能力碳排放值、单位销售额碳排放值、单位工业产值碳排放值和单位物流总额碳排放值，转换公式如下：其中，Ci指的是城市空间单元的碳通量，Pi指的是第i个城市空间单元的常住人口；其中，Ci指的是城市空间单元的碳通量，Ai指的是第i个城市空间单元的占地面积；其中，Ci指的是城市空间单元的碳通量，Si指的是第i个城市空间单元的总建筑面积；其中，Ri指的是城市居住空间单元的碳通量，Hi指的是第i个城市空间单元的总户数；其中，Ui指的是城市公共管理与公共服务设施用地单元和城市公用设施用地单元的碳通量，Fi指的是第i个城市空间单元的服务能力人数；其中，Bi指的是城市商业服务业设施用地单元的碳通量，Si指的是第i个城市空间单元的总销售额；其中，Mi指的是城市工业用地单元的碳通量，Yi指的是第i个城市空间单元的规上工业总产值；其中，Ui指的是城市物流仓储用地单元的碳通量，Pi指的是第i个城市空间单元的物流总额；将城市空间单元的碳排放均值嵌入城市空间单元的属性表中，导入地理信息平台，构建城市碳排放三维信息沙盘。5.根据权利要求4所述的城市高碳排空间单元自动识...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊宴，张芷晗，邵典，史宜，谭梦扬，吴玥玥，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：