[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202210001354.2
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114461697A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃解軍;王琦;孫佳琦;周晗
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

本發(fā)明提供了一種基于夜間燈光遙感和改進STIRPAT的城市碳排放核算方法，包括如下步驟：對夜間燈光遙感數(shù)據(jù)進行處理；進而對省級和市級區(qū)域構(gòu)建城市發(fā)展因子CDE(City Development Element)；利用省級統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)來構(gòu)建改進的STIRPAT；通過面板數(shù)據(jù)回歸模型得到模型截距項，反演市級尺度的碳排放量。本發(fā)明提出了基于夜間燈光遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建的城市發(fā)展因子CDE，解決了市級尺度能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)口徑不一致和數(shù)據(jù)項缺失問題，能夠更準確的從省級尺度碳排放反演到市級尺度碳排放，提高了計算精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于夜間燈光遙感和改進STIRPAT的城市碳排放核算方法。

背景技術(shù)

氣候變化已經(jīng)成為一項跨越國界的全球性挑戰(zhàn)，其中如何核算和控制碳排放量也是國際社會高度重視的問題。自十八世紀六十年代，工業(yè)革命從英國地區(qū)逐漸興起，工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展影響著全球的生產(chǎn)技術(shù)變革。隨之而來的是大量的石油煤炭等燃燒，二氧化碳排放量開始逐年上升。為應(yīng)對全球性的氣候變化，截止2016年6月29日，全世界178個締約方共同簽署《巴黎協(xié)定》，長期目標是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5攝氏度以內(nèi)。世界氣象組織發(fā)布《2020年全球氣候狀況》報告提到，全球平均溫度比工業(yè)化之前水平高出約1.2℃。IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)在第六次評估報告第一部分《2021年氣候變化：物理科學(xué)基礎(chǔ)》提到了未來幾十年超過1.5℃全球變暖水平的新估計，并發(fā)現(xiàn)除非立即采取措施并大規(guī)模地減少溫室氣體排放，否則將變暖限制在接近1.5℃甚至2℃都將遙不可及。中國是全球碳排放量大國。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)數(shù)據(jù)，中國、美國、歐盟(27國加英國)、印度、俄羅斯和日本是六大溫室氣體排放國(地區(qū))，2019年排放量占全球的62％，最近十年(2010-2019年)累計排放量占全球的62.5％，在2019年中國碳排放量占全球的26.7％。作為發(fā)展中國家，中國在2020年提出，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

近些年，國內(nèi)外諸多專家學(xué)者以碳排放的核算及預(yù)測做出大量研究，其中預(yù)測碳排放量主要涉及碳排放影像因素，常用的研究方法有STIRPAT模型、因素分解法等。因素分解法主要可以分為三大類型，影響因素分解體系、回歸分析體系、能源統(tǒng)計體系。作為影響因素分解方法中，最具代表的為對數(shù)平均迪氏指數(shù)模型(Logarithmic Mean DivisiaIndex)。LMDI模型從時空維度，將碳排放作為目標進行分解，形成多個單一影響因素，能夠有效計算其中的某一因素對碳排放量隨時間變化過程中的貢獻度。Tang等人利用LMDI模型對歷史排放量和預(yù)測排放量進行分解，有效評估人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素對江蘇省碳排放量的影響。Zhang等人通過STIRPAT模型分析了河南省碳排放的驅(qū)動因素，根據(jù)情景分析判斷河南省未來經(jīng)濟發(fā)展和碳排放之間相平衡的最佳模式。在能源統(tǒng)計方法中，從碳排放過程分類，可以大致分為兩種，分別為基于生產(chǎn)端的碳排放統(tǒng)計和基于消費端的碳排放統(tǒng)計。基于生產(chǎn)端的碳排放主要是計算國內(nèi)生產(chǎn)和出口的產(chǎn)品導(dǎo)致的碳排放，這種方法考慮了生產(chǎn)點的碳排放但是沒有考慮使用者和使用地方所導(dǎo)致的碳排放。基于消費端的碳排放統(tǒng)計主要是評估終端消費活動造成的碳排放，這種方法主要應(yīng)用于在國家尺度和省級尺度的碳排放計算。