【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳汇领域，具体涉及一种矿区碳汇数据集构建方法。
技术介绍
1、煤炭资源开采导致土地利用与地表植被覆盖率变化，直接改变陆地生态系统的碳汇能力，对区域环境和碳循环产生重要影响。准确估算矿区碳汇可以帮助矿区进行碳汇管理，了解矿区的碳储量和碳汇能力，为减少温室气体排放提供依据。通过测量矿区碳汇，可以评估不同减排措施的效果，并制定相应的管理策略，促进矿区的低碳可持续发展。
2、目前常用的矿区碳汇测量方法是实地测量法，即通过在矿区内进行实地测量，包括样方调查调查样地的生态学参数和土壤碳含量等，然后根据测量数据进行碳汇的计算。随着遥感技术的发展，利用卫星图像或航空遥感数据获取矿区的空间信息，包括植被覆盖、土地利用类型等，然后通过遥感模型进行碳汇的估算逐渐成为估算矿区碳汇的重要手段之一。但是现有定量估算矿区碳汇量的研究中，大多存在以下问题：一是由实地测量法估算矿区碳汇耗时耗力、成本高，且只能对局部区域进行测量，难以全面覆盖整个矿区；二是利用遥感图像估算矿区碳汇常常受限于遥感数据质量与分辨率，同时缺乏可用于矿区碳汇长期监测的长时序遥感图像数据集；三是通过碳密度法直接计算矿区碳汇量的方法缺乏可解释性，难以解释矿区尤其是矿区土壤的碳汇机制。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上问题，提供基于遥感影像的一种矿区碳汇数据集的构建方法。首先，基于实地测量方法存在的问题，本专利技术提出了一种基于多源遥感数据的矿区碳汇数据集构建方法，节省时间和人力资源，能够全面覆盖整个矿区。其次针对遥感
2、为了实现矿区碳汇量的估算，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种矿区碳汇数据集构建方法，具体包括以下步骤：
4、步骤一：数据获取与预处理。
5、步骤二：将landsat-8和sentinel-2图像通过高通滤波变换进行融合。
6、步骤三：基于融合图像，通过目视解译生成矿区土地利用现状图。
7、步骤四：提取土壤特征基于递归神经网络rnn建立土壤碳汇模型。
8、步骤五：基于改进的casa模型计算植被碳汇。
9、步骤六：估算矿区碳汇量并生成空间分布图。
10、进一步的，步骤一的具体步骤包括：
11、步骤1.1：下载矿区landsat-8与sentinel-2遥感影像
12、步骤1.2：将下载好的遥感影像数据进行预处理，包括大气校正、辐射校正和去除云覆盖等，以确保数据的质量和一致性。
13、步骤1.3：确定landsat影像中的缺失区域，选择双线性插值来填充landsat影像中的缺失像素。在这个过程中，使用相应时间的sentinel影像来提供缺失像素的估算值。
14、步骤1.4：收集并处理其他相关数据，包括与土壤碳汇相关的数据：样本点数据、土壤ph值数据、土壤湿度数据、土壤碳含量数据；以及与casa模型建立相关的数据：平均气温、最低和最高气温、降水量、气压、风速、日照时数、相对湿度和实际蒸散发。用于土壤碳汇模型与casa模型的建立。
15、进一步的，步骤二的具体步骤包括：
16、步骤2.1：计算高通滤波图像，对landsat-8和sentinel-2的多光谱波段进行高通滤波变换，得到各自的高频信息。
17、步骤2.2：融合高频信息。将填补后的landsat-8和sentinel-2的高频信息进行加权融合。
18、步骤2.3：重建融合图像。
19、步骤2.4：将融合的数据集成到arcgis平台中，以便进行后续的地理信息处理和分析。
20、进一步的，步骤三的具体步骤包括：
21、步骤3.1：在arcgis中进行矢量化处理，划分出不同的土地利用类型。
22、步骤3.2：然后进行数据转换、coverage生成、差错、邻斑同码融合等，生成矿区土地利用现状图。
23、进一步的，步骤四的具体步骤包括：
24、步骤4.1：通过直方图均衡的方法进行图像增强，以突出土壤特征。
25、步骤4.2：土壤特征数据的获取。
26、步骤4.3：利用主成分分析选择与土壤碳汇最相关的土壤特征。
27、步骤4.4：特征值归一化及数据集划分。
28、步骤4.5：基于递归神经网络rnn建立土壤碳汇模型。
29、步骤4.6：矿区土壤碳汇估算。
30、进一步的，步骤五的具体步骤包括：
31、步骤5.1：将收集到的常规地面观测数据的各站点日值资料进行汇总得到月值和年值序列，通过arcgis平台，采用样条插值法分别对降水、气温、蒸散发及太阳净辐射的月值和年值进行插值得到空间数据，用于后续分析及计算。
32、步骤5.2：基于融合影像数据，计算ndvi。
33、步骤5.3：基于改进的casa模型计算植被npp。
34、步骤5.4：计算植被碳汇nep。
35、进一步的，步骤六的具体步骤包括：
36、步骤6.1：利用建立的矿区土壤碳汇模型和植被碳汇模型，对整个区域的植被和土壤碳汇进行估算。矿区碳汇量为土壤碳汇量与植被碳汇量之和，通常以吨碳/公顷的单位来表示。
37、步骤6.2：生成空间分布图。将估算的碳汇量可视化为空间分布图，以便更好地理解碳储量在区域内的分布情况。
38、本专利技术将landsat数据与sentinel数据结合，不仅能够提高空间分辨率、多光谱信息获取、精确性，更重要的是可以弥补landsat卫星数据由于云层遮挡等原因带来的数据缺失问题，可以建立一个长数据时间序列的数据集，用于分析矿区碳汇的演变和趋势。并且引入土壤特征变量，基于递归神经网络(rnn)建立土壤碳汇模型，让土壤碳汇模型能够更准确地预测土壤碳储量和碳汇变化，提高了模型的预测性能和解释能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤一的具体步骤包括：
3.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤二的具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤三的具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤四的具体步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤五的具体步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤六的具体步骤包括：
【技术特征摘要】
1.一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤一的具体步骤包括：
3.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特征在于，步骤二的具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的一种矿区碳汇数据集构建方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文彬，何黎明，杜守航，郑玉蓉，黄宇祺，
申请(专利权)人：矿业大学北京内蒙古研究院，
类型：发明
国别省市：
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