【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳通量反演，尤其涉及一种碳通量曲面快速配分反演方法及装置。
技术介绍
1、目前，世界上存在两个大气co2同化反演体系：transcom和carbontracker。前者把全球分为22个区，其空间分辨率低，时间步长为月或年；后者时间步长为1周，以嵌套的方式对关注区设置更高的空间分辨率(可达到1×1°或更高)。相比transcom，carbontracker具有明显的优势，近年来得到了长足的发展和较广泛的应用。
2、在全球尺度上，co2同化反演模型ct-china是在carbontracker同化反演体系上，针对中国区域地理、地貌、生态系统、气候带等特征及中国嵌套区设计基础上发展起来的中国大气co2同化系统，该碳同化系统核心算法采用集合卡尔曼滤波enkf技术及其变种，强化了中国陆地生态系统的碳源/汇模拟，提高了中国区域的模拟精度，其对中国区域的估算结果表明，北美和欧洲的碳同化系统明显低估了中国的碳汇量。在区域尺度上，如果要针对一个城市进行co2或者温室气体模拟和同化反演工作，则需要由区域碳同化系统rcas和全球碳同化系统ct-china共同完成。全球碳同化系统ct-china为区域co2同化反演模型提供边界场，区域碳同化系统rcas在ct-china边界条件下同化反演出目标区域的高时空分辨率co2浓度和通量结果。
3、现有的碳通量反演方法，在数据同化部分采用的是enkf(ensemble kalmanfilter，集合卡尔曼滤波)技术，集合卡尔曼滤波是一种基于卡尔曼滤波的数据同化方法，用于估计动
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种碳通量曲面快速配分反演方法及装置，以解决现有碳通量反演方法在数据同化时，计算复杂度大、局限性大的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种碳通量曲面快速配分反演方法，包括：
3、根据第一模型获取边界条件，并根据先验数据、气象数据获取初始条件；
4、将所述边界条件和初始条件输入第二模型，获取多时次的二氧化碳模拟值；
5、根据所述二氧化碳模拟值、卫星基站数据和高精度曲面插值模型生成二氧化碳浓度数据；
6、根据所述二氧化碳浓度数据和第一二氧化碳浓度模型进行快速配分，生成二氧化碳浓度和通量。
7、本专利技术根据先验数据和气象数据确定边界条件和初始条件后，获取多时次的二氧化碳模拟值；从而根据高精度曲面插值模型对生成的二氧化碳模拟值进行第一次优化，从而获取二氧化碳浓度数据，并根据第一二氧化碳浓度模型对所述二氧化碳浓度数据进行快速配分，获取二氧化碳的浓度和通量，实现模型输出值和高精度监测值的快速同化，得到后验二氧化碳的浓度和通量。
8、进一步的，所述根据第一模型获取边界条件，并根据先验数据、气象数据获取初始条件，具体为：
9、根据第一模型进行全球模拟，获取全球的二氧化碳浓度和通量，并根据所述全球的二氧化碳浓度和通量确定边界条件；
10、根据预设的空间分辨率和时间分辨率获取多维度的气象数据；
11、获取先验通量数据，所述先验通量数据包括人为排放数据、生态系统碳汇数据和生物质燃料数据；
12、并根据预设分类模块对所述先验通量数据进行预处理，确定初始条件。
13、进一步的，所述将所述边界条件和初始条件输入第二模型，获取多时次的二氧化碳模拟值，具体为：
14、将所述二氧化碳浓度和通量、先验数据和气象数据输入第二模型，所述第二模型为天气预报模型；
15、根据所述第一模型获取多时次的二氧化碳模拟值，所述二氧化碳模拟值包括人为排放值、陆地生态系统碳汇和大气传输值。
16、进一步的，所述根据所述二氧化碳模拟值、卫星基站数据和高精度曲面插值模型生成二氧化碳浓度数据，具体为：
17、获取卫星基站数据，所述卫星基站数据包括若干地基站点和卫星观测的二氧化碳数据；
18、将所述若干地基站点和卫星观测的二氧化碳数据根据预设格式进行处理，生成第一数据；
19、将所述二氧化碳模拟值根据预设格式进行处理，生成第二数据；
20、将所述第一数据作为控制数据，所述第二数据作为驱动数据输入所述高精度曲面插值模型，生成二氧化碳浓度数据。
21、进一步的，所述根据所述二氧化碳浓度数据和第一二氧化碳浓度模型进行快速配分，生成二氧化碳浓度和通量，具体为：
22、将所述二氧化碳浓度数据输入所述第一二氧化碳浓度模型；
23、根据第一误差函数和最小二乘法对所述二氧化碳浓度进行快速配分，生成最优二氧化碳浓度和通量。
24、第二方面，本专利技术提供了一种碳通量曲面快速配分反演装置，包括：初始条件确认模块、模拟模块、初次优化模块和快速配分模块；
25、所述初始条件确认模块，用于根据第一模型获取边界条件，并根据先验数据、气象数据获取初始条件；
26、所述模拟模块，用于将所述边界条件和初始条件输入第二模型，获取多时次的二氧化碳模拟值；
27、所述初次优化模块，用于根据所述二氧化碳模拟值、卫星基站数据和高精度曲面插值模型生成二氧化碳浓度数据；
28、所述快速配分模块，用于根据所述二氧化碳浓度数据和第一二氧化碳浓度模型进行快速配分，生成二氧化碳浓度和通量。
29、进一步的，所述初始条件确认模块，具体用于：
30、根据第一模型进行全球模拟，获取全球的二氧化碳浓度和通量，并根据所述全球的二氧化碳浓度和通量确定边界条件；
31、根据预设的空间分辨率和时间分辨率获取多维度的气象数据；
32、获取先验通量数据，所述先验通量数据包括人为排放数据、生态系统碳汇数据、生物质燃料数据和第一二氧化碳通量；
33、并根据预设分类模块对所述先验通量数据进行预处理，确定初始条件。
34、进一步的，所述模拟模块，具体用于：
35、将所述二氧化碳浓度和通量、先验数据和气象数据输入第二模型，所述第二模型为天气预报模型；
36、根据所述第一模型获取多时次的二氧化碳模拟值，所述二氧化碳模拟值包括人为排放值、陆地生态系统碳汇和大气传输值。
37、进一步的，所述初次优化模块，具体用于：
38、获取卫星基站数据，所述卫星基站数据包括若干地基站点和卫星观测的二氧化碳数据；
39、将所述若干地基站点和卫星观测的二氧化碳数据根据预设格式进行处理，生成第一数据；
40、将所述二氧化碳模拟值根据预设格式进行处理，生成第二数据；
41、将所述第一数据作为控制数据，所述第二数据作为驱动数据输入所述高精度曲面插值模型，生成二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述根据第一模型获取边界条件，并根据先验数据、气象数据获取初始条件，具体为：
3.如权利要求2所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述将所述边界条件和初始条件输入第二模型，获取多时次的二氧化碳模拟值，具体为：
4.如权利要求3所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述根据所述二氧化碳模拟值、卫星基站数据和高精度曲面插值模型生成二氧化碳浓度数据，具体为：
5.如权利要求4所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述根据所述二氧化碳浓度数据和第一二氧化碳浓度模型进行快速配分，生成二氧化碳浓度和通量，具体为：
6.一种碳通量曲面快速配分反演装置，其特征在于，包括：初始条件确认模块、模拟模块、初次优化模块和快速配分模块；
7.如权利要求6所述的碳通量曲面快速配分反演装置，其特征在于，所述初始条件确认模块，具体用于：
8.如权利要求7所述的碳通量曲面快速配分反演装置，
9.如权利要求8所述的碳通量曲面快速配分反演装置，其特征在于，所述初次优化模块，具体用于：
10.如权利要求9所述的碳通量曲面快速配分反演装置，其特征在于，所述快速配分模块，具体用于：
...【技术特征摘要】
1.一种碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述根据第一模型获取边界条件，并根据先验数据、气象数据获取初始条件，具体为：
3.如权利要求2所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述将所述边界条件和初始条件输入第二模型，获取多时次的二氧化碳模拟值，具体为：
4.如权利要求3所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述根据所述二氧化碳模拟值、卫星基站数据和高精度曲面插值模型生成二氧化碳浓度数据，具体为：
5.如权利要求4所述的碳通量曲面快速配分反演方法，其特征在于，所述根据所述二氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：何晓彤，曾伟刚，舒铃峰，秦小宝，颜廷昱，王鼎益，
申请(专利权)人：西安中科天塔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。