[發明專利]一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法

在審

• 申請號: 202210763296.7
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115112586A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 鄭毅;李莘莘;張堯;白純鈺
• 申請（專利權）人: 行星數據科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/359;G06N20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

步驟S1、定量反演計算CH₄柱濃度；

步驟S2、使用定量反演得到的CH₄柱濃度校正模式模擬的CH₄柱濃度的方法，并根據模式中的垂直分層信息，估算近地表CH₄柱濃度；

步驟S3、從歷史清單數據中提取牧場CH₄排放量；

步驟S4、基于歷史多源數據，訓練CH₄排放模型，輸入更新的遙感、模式數據，估算新的CH₄排放量。

2.如權利要求1所述的一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，其特征在于，所述步驟S1依次包括以下步驟：

步驟S11、云參數反演：依據477 nm波段的O2-O2吸收帶云參數反演算法進行云量估算，該算法假設云為不透明的朗伯反射表面，考慮大氣的偏振效應和大氣廓線的影響，基于高光譜分辨率大氣輻射傳輸模型在紫外—可見光波段的天頂反照率構建關于觀測角度、地表反射率、云量、云壓要素的云高和云量查找表，利用云量查找表和衛星實際觀測差分反演獲得的O2-O2總量及其他參數，獲得衛星實際觀測處的云量信息；

步驟S12、CH₄斜柱總量反演：根據光譜定標方程，對原始的光譜數據進行定標，基于差分光學吸收光譜法DOAS算法，利用近紅外1200～1400nm窗口的衛星天頂高光譜探測量，獲得太陽輻射以及反射到衛星傳感器的對地觀測輻射來反演整個光路的CH4斜柱總量；

步驟S13、CH₄斜柱總量轉換為垂直柱總量：利用高光譜分辨率大氣輻射傳輸模型，建立關于CH4廓線、觀測幾何角度、地表反射率、氣溶膠、云多個參數的大氣質量因子查找表，計算衛星對應角度的大氣質量因子AMF，將反演斜柱總量轉換為垂直柱總量。

3.如權利要求2所述的一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，其特征在于，所述步驟S11中，衛星反演云頂高度和等效輻射云量結果作為輻射傳輸模型輸入，進行衛星入瞳處天頂輻射和大氣質量因子的計算。

4.如權利要求2所述的一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，其特征在于，所述步驟S13中，使用參考區域方法來校正隨緯度和觀測角度變化的背景誤差。

5.如權利要求1所述的一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：從歷史清單目錄中，篩選出與畜牧業排放相關的CH₄排放清單網格數據，根據牧場的位置信息，剔除非牧場區域，得到涵蓋牧場的CH₄排放網格數據，最后引入牧場所在網格的養殖行業信息，剔除非牧場的CH₄排放量。

6.如權利要求1所述的一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，其特征在于，所述步驟S4依次包括以下步驟：

步驟S41、對歷史排放清單、歷史反演濃度數據校正后的模式近地表濃度數據和歷史的氣象場數據，按照時空匹配提取CH₄濃度-排放的訓練樣本集；

步驟S42、構建機器學習模型，使用訓練樣本數據訓練CH₄排放模型；

步驟S43、依次輸入若干年的衛星校正近地面CH₄濃度數據和氣象場數據，估算若干年的牧場CH₄排放量。