[發(fā)明專利]基于多源遙感密度數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310651468.6
• 申請日: 2023-06-05
• 公開（公告）號: CN116415110B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 巫兆聰;華玲;黃淑娟;梁楠;宋曉輝;岳鵬飛;方瑞欣
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06N3/0475;G06N3/094;G06Q10/063
• 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)明公開了基于多源遙感密度數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化的方法，首先將多源遙感密度數(shù)據(jù)與碳排放等級分區(qū)結(jié)合，然后創(chuàng)建一個顧及不同碳排放增速的多源遙感密度數(shù)據(jù)非參數(shù)碳排放網(wǎng)格化模型，并使用該模型生成全國格網(wǎng)級1km×1km碳排放空間分布圖。本發(fā)明考慮了因各省面積不一致導(dǎo)致的碳排放總量和多源數(shù)據(jù)間關(guān)系的差異性，使用了具有更高合理性的多源密度數(shù)據(jù)，并與碳排放等級分區(qū)因子相結(jié)合，得到碳排放分區(qū)網(wǎng)格化模型，能夠?yàn)樯蓞^(qū)域尺度到更局部尺度的網(wǎng)格級碳排放數(shù)據(jù)提供幫助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二氧化碳?xì)怏w排放量空間化管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于多源遙感密度數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化的方法。

背景技術(shù)

人類活動產(chǎn)生的碳排放是引起全球氣候變暖的主要原因，其中化石燃料是最大的碳排放來源，成為影響氣候變暖的首要貢獻(xiàn)。因此，準(zhǔn)確評估中國化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳排放至關(guān)重要。目前小區(qū)域碳排放數(shù)據(jù)的獲取方法主要分為兩類。一類是由地方、單位或企業(yè)上報統(tǒng)計匯總獲得，這種主要依靠人工獲取碳排放數(shù)據(jù)得到方式，不僅耗時耗力、時間滯后，還由于統(tǒng)計口徑、計算方式、?統(tǒng)計誤差的不同，存在比較嚴(yán)重的不一致性等問題。另一類是根據(jù)國家和省級部門發(fā)布的能源消耗數(shù)據(jù)通過空間化方法計算小區(qū)域人為碳排放量。常用于碳排放空間化的方法包括參數(shù)方法和非參數(shù)方法。參數(shù)模型是假設(shè)區(qū)域總量和單元網(wǎng)格之間存在簡單的線性關(guān)系，將碳排放數(shù)據(jù)總量分配到各個網(wǎng)格單元去。然而傳統(tǒng)的多元回歸分析方法由于計算簡單，無法描述碳排放與遙感變量之間的復(fù)雜非線性關(guān)系，而且所得到的模型只適用于特定區(qū)域。非參數(shù)模型是利用機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)方法，挖掘碳排放與多種遙感特征之間的復(fù)雜非線性關(guān)系，進(jìn)行碳排放量網(wǎng)格化。

已有研究主要從夜間燈光數(shù)據(jù)、人口等多源總量數(shù)據(jù)出發(fā)，引入深度學(xué)習(xí)方法，挖掘它們與碳排放總量之間的關(guān)系，并將其用于國內(nèi)能源消耗碳排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化生成。這些方法在進(jìn)行碳排放網(wǎng)格化時存在誤差較大的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于多源遙感密度數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化的方法，用以解決或者至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的誤差較大的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了基于多源遙感密度數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化的方法，包括：

S1：獲取研究區(qū)域內(nèi)的省級碳排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)與多源遙感數(shù)據(jù)，并對獲取的多源遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

S2：根據(jù)預(yù)處理后的多源遙感數(shù)據(jù)生成省級多源數(shù)據(jù)；

S3：分別對省級多源數(shù)據(jù)與省級碳排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行密度轉(zhuǎn)換，生成省級多源密度數(shù)據(jù)與省級碳排放密度數(shù)據(jù)；

S4：將省級碳排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放等級劃分，并依據(jù)碳排放等級對研究區(qū)域進(jìn)行分區(qū)；

S5：根據(jù)步驟S4中的分區(qū)，分別構(gòu)造對應(yīng)的生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型，作為與每一個分區(qū)對應(yīng)的碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化模型，并使用生成的省級多源密度數(shù)據(jù)和省級碳排放密度數(shù)據(jù)對生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練；

S6：將不同分區(qū)的格網(wǎng)級多源數(shù)據(jù)輸入S5訓(xùn)練好的基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的碳排放量分區(qū)網(wǎng)格化模型中，得到全國格網(wǎng)級?1km×1km?碳排放空間分布圖。

在一種實(shí)施方式中，?S1對獲取的多源遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：對獲取的多源遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行投影、裁剪和柵格對齊。

在一種實(shí)施方式中，多源遙感數(shù)據(jù)包括不透水表面數(shù)據(jù)、氣溫數(shù)據(jù)、夜間燈光數(shù)據(jù)、GDP數(shù)據(jù)和人口數(shù)據(jù)，步驟S2包括：

分別對預(yù)處理后的不透水面數(shù)據(jù)、夜間燈光數(shù)據(jù)、GDP數(shù)據(jù)和人口數(shù)據(jù)進(jìn)行分省統(tǒng)計，生成省級不透水總面積數(shù)據(jù)、省級夜間燈光總量數(shù)據(jù)、省級GDP總量數(shù)據(jù)以及省級人口總量數(shù)據(jù)；

對預(yù)處理后的氣溫數(shù)據(jù)進(jìn)行分省求平均處理，生成省級氣溫數(shù)據(jù)；