[發明專利]基于夜間燈光遙感和改進STIRPAT的城市碳排放核算方法

在審

• 申請號: 202210001354.2
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114461697A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 黃解軍;王琦;孫佳琦;周晗
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06V20/13;G06V10/80;G06K9/62;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

1.基于夜間燈光遙感和改進STIRPAT的城市碳排放核算方法，其特征在于，包括：

S1：獲取夜間燈光遙感數據，夜間燈光遙感數據包括DMSP/OLS數據和NPP/VIIRS數據，對獲取的夜間燈光遙感數據進行預處理；

S2：根據預處理后的夜間燈光遙感數據，構建城市發展因子；

S3：基于省級統計年鑒數據以及城市發展因子構建改進的STIRPAT模型；

S4：對省級能源統計年鑒數據采用IPCC因子法計算省級碳排放量，并形成省級碳排放清單；

S5：基于省級碳排放清單數據對改進的STIRPAT模型進行面板回歸，核算得到市級尺度的碳排放量。

2.如權利要求1所述的城市碳排放核算方法，其特征在于，步驟S1中，對獲取的夜間燈光遙感數據進行預處理包括：

對DMSP/OLS數據進行連續性校正、飽和校正、年內融合以及年際間的校正，對NPP/VIIRS數據進行去噪處理；

利用同一年份的DMSP/OLS數據與NPP/VIIRS數據進行數據融合。

3.如權利要求1所述的城市碳排放核算方法，其特征在于，步驟S2包括：

S2.1：對夜間燈光亮度值進行均值處理，計算研究區域的平均亮度值，公式為：

式中，MDN為研究區域的平均亮度，n為研究區域中所含夜間燈光影像中的像素數，DN_i表示研究區域中第i個像素對應的亮度值；

S2.2：利用研究區域的夜間燈光數據計算研究區域夜間燈光總亮度SUML和研究區域柵格面積SA，以及研究區域的燈光強度值DNQ，公式為：

式中，SUML是研究區域各像素柵格代表的夜間燈光亮度值之和，SA是研究區域夜間燈光柵格面積之和，DNQ表示研究區域的燈光強度值，area_i代表第i個像元面積；

S2.3：將平均燈光亮度值MDN、燈光亮度總和SUML、燈光強度值DNQ三者進行合并，構建城市發展因子：

式中，a、b、c分別為平均燈光亮度值MDN、燈光亮度總和SUML、燈光強度值DNQ三者的系數，CDE為城市發展因子。

4.如權利要求3所述的城市碳排放核算方法，其特征在于，步驟S3包括：

基于構建的城市發展因子作為無量綱變量CDE擴展至STIRPAT模型中，得到基于改進的夜間燈光STIRPAT反演模型：

其中，Tan代表碳排放量，驅動因素People代表人口，GDP代表地區生產總值，SeGDP代表第二產業增加值，JianZhu代表建筑業總產值，a,b,c,d,f,g,h,j為變量的截距項，e為誤差項。

5.如權利要求1所述的城市碳排放核算方法，其特征在于，步驟S4包括：

S4.1：采用IPCC因子法計算省級碳排放量：

CE為能源消費產生的城鎮直接碳排放量；i為行業類型；j為不同能源類型；E_ij為不同行業不同類型能源的消費量；ε_j不同能源的標準煤換算系數；f_j為不同能源的碳排放系數；44/12是碳折合成二氧化碳的換算系數；

S4.2：根據計算得到的省級碳排放量構成碳排放清單。

6.如權利要1所述的城市碳排放核算方法，其特征在于，步驟S5包括：

S5.1：基于計算得到的省級碳排放清單數據、省級統計數據以及省級夜間燈光遙感數據，利用面板模型回歸得到改進的STIRPAT模型系數值；

S5.2：獲取市級尺度的夜間燈光數據和市級統計數據，通過面板模型回歸得到的模型系數值，利用改進的STIRPAT模型核算出市級尺度的碳排放量。