[發明專利]一種基于計量模型的碳匯核算系統及方法

在審

• 申請號: 202210794239.5
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115169884A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 魏蓉;唐欣;初建宇;陳艷華;陳建偉;常莉;馬丹祥;田杰芳;談崢;劉琦;張峻菘;蔣勇;吳熙
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 北京鑫知翼知識產權代理事務所(普通合伙) 11984
• 代理人: 孫長江

1.一種基于計量模型的碳匯核算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，提取區域邊界信息；

區域邊界信息至少包括區域邊界的坐標信息；

步驟S2，在區域邊界上提取多個坐標點生成初始坐標點集合，區域邊界上任意相鄰的兩個坐標點之間的距離均為d，d＝Qlog_eS，其中e為自然指數，S為區域的面積，Q為界定系數；

步驟S3，對初始坐標點集合內的坐標點進行偏移處理，偏移處理包括以下步驟：

為初始坐標點集合內的坐標點設置第一向量；

對于初始坐標點集合的第i個坐標點，將第i個坐標點與第i+1個坐標點之間連線的方向向量作為第i個坐標點的第一向量；

第i+1個坐標點是順時針方向與第i個點最鄰近的一個坐標點；

為初始坐標點集合的坐標點設置偏移向量；

對于初始坐標點集合的第i個坐標點，第i個坐標點偏移向量與其第一向量垂直；

將初始坐標點集合的坐標點沿對應的偏移向量移動N次，初始坐標點集合的坐標點沿對應的偏移向量移動N次之后的坐標點按照初始移動之前的順序連接之后包圍形成兩個以上的區域；

或者，初始坐標點集合的坐標點沿對應的偏移向量移動N次之后的坐標點按照初始移動之前的順序連接之后包圍形成一個區域，但至少一個坐標點位于該區域之外；

初始坐標點集合的點每次移動固定的距離D；

步驟S4，提取初始坐標點集合的坐標點沿對應的偏移向量移動N-1次時獲得的坐標點獲得偏移坐標點集合；

步驟S5，計算初始坐標點集合的坐標點和偏移坐標點集合的坐標點之間的距離獲得初始距離矩陣，初始距離矩陣的元素A_ij表示初始距離矩陣第i行第j列的元素，元素A_ij表示初始坐標點集合的第i個坐標點與偏移坐標點集合的第j個坐標點的距離的值；

提取初始距離矩陣中每一行中的最大值獲得第一距離矩陣；

步驟S6，提取第一距離矩陣中的元素對應的初始坐標點集合的坐標點組成第一坐標點集合；

提取第一距離矩陣中的元素對應的偏移坐標點集合的坐標點組成第二坐標點集合；

步驟S7，將第一標點集合和第二坐標點集合的坐標點向量化之后計算余弦相似度獲得第一相似度集合；

第一相似度集合的第i個元素L_i表示第一坐標點集合的第i個坐標點與第二坐標點集合的第i個坐標點向量化之后計算的余弦相似度；

步驟S8，提取第一坐標點集合和第二坐標點集合中的對應的坐標點之間連線上的樣本植物的植物數據；并基于周期內樣本植物的碳儲量的變化量計算其碳匯量；

單個樣本植物的碳匯量通過以下公式計算：

其中r是碳與二氧化碳的轉換系數，即碳元素在二氧化碳分子中的質量比例12/44；

△C是單個樣本植物的碳儲量的變化量單位為噸每公頃每年；

L_i是該樣本植物的所在的第一坐標點集合的坐標點與第二坐標點集合的坐標點的連線所對應的兩個坐標點的余弦相似度；

步驟S9，統計提取的所有樣本植物的植物種類，通過以下公式計算區域邊界內的區域的碳匯量：

其中△C_sinki為采樣的第i種樣本植物的碳匯量；

S_i為區域邊界包圍的區域的面積，Q為界定系數，s_i為第i種樣本植物的平均占地面積，N_i為第i種樣本植物的數量。

2.根據權利要求1所述的一種基于計量模型的碳匯核算方法，其特征在于，區域邊界的坐標可以是指區域邊界在圖像坐標；

圖像坐標是區域邊界在區域的俯視圖像的坐標。

3.根據權利要求1所述的一種基于計量模型的碳匯核算方法，其特征在于，初始坐標點集合的坐標點沿對應的偏移向量移動N次之后的坐標點按照初始移動之前的順序連接的方法是對初始坐標點集合內的坐標點進行標號，按照標號由大至小的順序依次連接構成閉環，移動后的坐標點保留對應的標號，按照原始的連接順序重新連接。

4.根據權利要求1所述的一種基于計量模型的碳匯核算方法，其特征在于，植物數據能夠被用來計算周期內樣本植物的碳儲量的變化量。