一种温室气体排放的溯源方法、装置、计算机设备及介质与流程

1.本发明涉及生态环境数据处理技术领域，更为具体来说，本发明能够提供一种温室气体排放的溯源方法、装置、计算机设备及介质。


背景技术：

2.科技的进步促使社会经济快速发展和人们生活质量明显提升，但人类赖以生存的环境也受到严重影响。其中，较为突出的环境问题之一是温室气体的排放。传统的温室气体排放活动水平相关数据来源于各省或自治区或直辖市的森林资源清查数据，一般为每五年进行一次。很显然，传统的温室气体排放活动水平判断方案时间跨度过大，导致其不确定性非常高，而且该方案对相关人员经验和工作状态的依赖性过重，难以保证数据源的准确性和可靠性，亟待需要进行改进或优化。


技术实现要素：

3.为解决传统的温室气体排放活动水平判断方案存在的不确定性较高、准确性较差等问题，本发明提供一种温室气体排放的溯源方法、装置、计算机设备及介质，以达到准确且客观判断温室气体排放活动水平等目的。
4.为实现上述的技术目的，本发明具体提供了一种温室气体排放的溯源方法，该方法可包括但不限于如下的一个或多个步骤。
5.获取目标区域在预设时间段内的第一遥感影像。
6.对第一遥感影像进行预处理，以得到第二遥感影像。
7.基于监督分类的方式对第二遥感影像中的像元进行划分，以确定第二遥感影像中的多个预设时间点的土地利用类型面积数据。
8.通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据。
9.读取在预设时间段内的森林资源清查数据，并根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，以对温室气体排放进行溯源。
10.进一步地，根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单包括：
11.根据森林资源清查数据确定排放因子；其中，排放因子表示温室气体排放量与森林资源增减量之间的比例关系。
12.通过排放因子和林地变化面积数据生成温室气体排放清单。
13.进一步地，通过排放因子和林地变化面积数据生成温室气体排放清单包括：
14.根据排放因子确定林地变化面积数据在多个预设时间点之间的温室气体排放量数据。
15.通过在多个预设时间点之间的温室气体排放量数据形成温室气体排放清单。
16.进一步地，基于监督分类的方式对第二遥感影像中的像元进行划分可包括：
17.将第二遥感影像输入至预先训练完成的监督分类模型，所述监督分类模型中设置
有用于建立土地利用类型分类标准的参数。
18.通过监督分类模型输出第二遥感影像上不同区域的像元的多个分类结果。
19.从多个分类结果中筛选出土地利用类型面积分类结果。
20.进一步地，通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据包括：
21.通过比较不同的预设时间点的土地利用类型面积数据方式确定林地变化面积数据。
22.进一步地，对第一遥感影像进行预处理包括：
23.对第一遥感影像进行辐射定标预处理、大气校正预处理、几何校正预处理以及图像裁剪预处理。
24.进一步地，对第一遥感影像进行预处理还包括：
25.对经过图像裁剪预处理的第一遥感影像进行重采样预处理。
26.为实现上述技术目的，本发明还具体提供了一种温室气体排放的溯源装置，该装置包括但不限于遥感影像获取模块、遥感影像处理模块、影像像元划分模块、林地变化确定模块以及排放清单生成模块。
27.遥感影像获取模块可用于获取目标区域在预设时间段内的第一遥感影像。
28.遥感影像处理模块用于对第一遥感影像进行预处理，以得到第二遥感影像。
29.影像像元划分模块用于基于监督分类的方式对第二遥感影像中的像元进行划分，以确定第二遥感影像中的多个预设时间点的土地利用类型面积数据；
30.林地变化确定模块用于通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据；
31.排放清单生成模块用于读取在预设时间段内的森林资源清查数据，并用于根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，以对温室气体排放进行溯源。
32.为实现上述技术目的，本发明还具体提供了一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行本发明任一实施例中温室气体排放的溯源方法的步骤。
33.为实现上述技术目的，本发明还能够提供一种存储有计算机可读指令的存储介质，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行本发明任一实施例中的温室气体排放的溯源方法的步骤。
34.本发明的有益效果为：
35.本发明能够基于对遥感影像进行监督分类的方式建立森林转化温室气体排放清单，以能够准确且客观地判断温室气体活动水平，有效解决了现有依靠人工统计方式存在的至少一个问题。本发明整个技术方案的核心数据源为卫星自动采集的遥感影像数据，其具有数据来源可靠和不受人为因素影响等优点，从而保证了本发明温室气体排放的溯源方法的客观性和准确性。可见本发明创新地将遥感解译方法应用于温室气体排放清单建立当中，提供了一种新的温室气体排放清单建立和温室气体溯源的方法。
36.本发明可较好地适用于“有林地”(包括乔木林、竹林、经济林)转换为“非林地”(如农地、牧地、城市用地、道路等)过程中，由于地上生物质的燃烧以及分解引起的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫等温室气体的排放，基于林地变化面积数据结合根据森林资源清查数据确定的排放因子，本发明能够生成温室气体排放清单，达到
convolution interpolation)。
47.可选地，为了提高本发明预处理速度，本发明一些实施例可通过envi(the environment for visualizing images)遥感图像处理平台对第一遥感影像进行预处理，例如对第一遥感影像进行几何校正等预处理。
48.步骤300，基于监督分类的方式对通过预处理后得到的第二遥感影像中的像元进行划分，以确定第二遥感影像中的多个预设时间点的土地利用类型面积数据。
49.可选地，本发明实施例基于监督分类的方式对第二遥感影像中的像元进行划分包括：将所得到的第二遥感影像输入至预先训练完成的监督分类模型，监督分类模型中设置有用于建立土地利用类型分类标准的参数，该参数包括但不限于土地利用类型分布等；通过监督分类模型对第二遥感影像中的像元进行分类后，再通过监督分类模型输出第二遥感影像上不同区域的像元的多个分类结果，这些分类结果中包括但不限于土地利用类型面积分类结果，以从多个分类结果中筛选出土地利用类型面积分类结果。
50.可选地，本发明一个或多个实施例中的监督分类模型具体为最大似然法监督分类模型。当然在本发明已公开内容基础上，本发明也可使用基于模式识别的监督分类模型或基于神经网络的监督分类模型或基于统计学习的监督分类模型，以能够实现本发明对第二遥感影像上的像元进行分类的目的为准。
51.应当理解的是，本发明中监督分类模型的预先训练过程包括但不限于读取训练样本、执行监督分类、评价分类结果以及分类后处理等过程，该训练样本可为带有土地利用类型标记信息的遥感图像样本，将图像样本中各像元划分到各预先给定的具体类别中，以使监督分类模型具有区分遥感图像上的具有不同土地利用类型的各个像元或区域(多像元)为准，具体的训练方式可根据实际情况进行选择和变化，本实施例不再进行赘述。
52.步骤400，通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据，即在各种土地利用类型变化面积数据中筛选出林地变化面积数据。
53.本发明实施例通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据可包括：通过比较不同的预设时间点的土地利用类型面积数据方式确定林地变化面积数据。
54.步骤500，读取在预设时间段内的森林资源清查数据，并且根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，温室气体排放清单具体为森林转化温室气体排放清单，以对温室气体排放进行溯源。
55.可选地，本发明实施例中根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单包括：根据森林资源清查数据确定排放因子，可见本发明通过调研数据(即森林资源清查数据)得到排放因子。本发明中的森林资源清查数据可来源于互联网，并可通过多方数据源中选择同一时间清查数据精度最高的数据源，以提高本发明准确性。其中，排放因子表示温室气体排放量与森林资源增减量之间的比例关系，即排放因子表示单位林地面积的温室气体排放量，本发明实施例中的排放因子可为对应森林资源清查数据报告得出的排放因子；本实施例中温室气体排放清单例如可以是城市温室气体排放清单，森林资源清查具体是指对林木、林地和林区内的野生动植物及其他自然环境因素进行数据收集，以确定森林资源的分布、种类、数量以及质量。
56.通过排放因子和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，具体地，本发明能根据排放因子确定林地变化面积数据在多个预设时间点之间的温室气体排放量数据；本发明
将目标时间段分割为多个预设时间点，分割密度可根据实际情况进行设定，例如为一个月，对于任意两个时间点之间的一个小时间段，本发明根据对应的排放因子和林地变化面积确定其温室气体排放量，即将排放因子与林地变化面积相乘得到对应的温室气体排放量。然后通过在多个预设时间点之间的温室气体排放量数据形成温室气体排放清单，该温室气体排放清单用于记录因预设时间段内的森林资源的变化而导致的温室气体排放活动水平的变化，判断出是否主要是因为森林资源的减少而导致温室气体排放的增加，或者判断出是否主要是由于森林资源的增加而导致温室气体排放的减少，从而实现对温室气体排放进行溯源。
57.本发明能够具体用于“有林地”(包括乔木林、竹林、经济林)转换为“非林地”(如农地、牧地、城市用地、道路等)过程中，由于地上生物质的燃烧和分解引起的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放。森林转化燃烧包括现地燃烧(即发生在林地上的燃烧，如炼山等)和异地燃烧(被移走在林地外进行的燃烧，如薪柴等)。其中，现地燃烧除了会产生直接的二氧化碳排放外，还会排放甲烷和氧化亚氮等多种温室气体。异地燃烧同样也会产生非二氧化碳的温室气体。
58.应当理解的是，本发明实施例中涉及的温室气体可包括但不限于二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)、氧化亚氮(n2o)、氢氟碳化物(hfcs)、全氟化碳(pfcs)和六氟化硫(sf6)中的一种或多种。
59.与温室气体排放的溯源方法基于同一发明构思，本发明能够提供一种温室气体排放的溯源装置。
60.如图2所示，本发明中的温室气体排放的溯源装置包括但不限于遥感影像获取模块、遥感影像处理模块、影像像元划分模块、林地变化确定模块、排放清单生成模块。
61.遥感影像获取模块用于获取目标区域在预设时间段内的第一遥感影像。
62.遥感影像处理模块用于对第一遥感影像进行预处理，以得到第二遥感影像。
63.可选地，遥感影像处理模块用于对第一遥感影像进行辐射定标预处理、大气校正预处理、几何校正预处理以及图像裁剪预处理。
64.可选地，遥感影像处理模块还用于对经过图像裁剪预处理的第一遥感影像进行重采样预处理。
65.影像像元划分模块用于基于监督分类的方式对第二遥感影像中的像元进行划分，以确定第二遥感影像中的多个预设时间点的土地利用类型面积数据。
66.可选地，本发明实施例中的影像像元划分模块可用于将第二遥感影像输入至预先训练完成的监督分类模型，监督分类模型中设置有用于建立土地利用类型分类标准的参数，以及用于通过监督分类模型输出第二遥感影像上不同区域的像元的多个分类结果；在得到的多个分类结果基础上，本发明的影像像元划分模块还用于从多个分类结果中筛选出土地利用类型面积分类结果。
67.林地变化确定模块用于通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据。
68.具体地，林地变化确定模块可用于通过比较不同的预设时间点的土地利用类型面积数据方式确定林地变化面积数据。
69.排放清单生成模块用于读取在预设时间段内的森林资源清查数据，并用于根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，以对温室气体排放进行溯
源。
70.可选地，排放清单生成模块用于根据当前森林资源清查数据确定排放因子，并用于通过排放因子和林地变化面积数据生成温室气体排放清单；其中，排放因子表示温室气体排放量与森林资源增减量之间的比例关系。
71.具体地，排放清单生成模块用于根据排放因子确定林地变化面积数据在多个预设时间点之间的温室气体排放量数据，以及用于通过在多个预设时间点之间的温室气体排放量数据形成温室气体排放清单。
72.与温室气体排放的溯源方法基于同一发明构思，本发明一些实施例还可提供一种计算机设备。
73.如图3所示，该计算机设备可包括但不限于存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行本发明任一实施例中的温室气体排放的溯源方法的步骤。本发明中的温室气体排放的溯源方法包括但不限于如下一个或多个步骤：步骤100，获取目标区域在预设时间段内的第一遥感影像。步骤200，对第一遥感影像进行预处理，以通过对第一遥感影像进行一次或多次预处理的方式得到第二遥感影像。步骤300，基于监督分类的方式对通过预处理后得到的第二遥感影像中的像元进行划分，以确定第二遥感影像中的多个预设时间点的土地利用类型面积数据。步骤400，通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据，即在各种土地利用类型变化面积数据中筛选出林地变化面积数据。步骤500，读取在预设时间段内的森林资源清查数据，并且根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，温室气体排放清单具体为森林转化温室气体排放清单，以对温室气体排放进行溯源。
74.与温室气体排放的溯源方法基于同一发明构思，本发明一些实施例还可提供一种存储介质。
75.如图3所示，本发明提供了一种存储有计算机可读指令的存储介质，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行本发明任一实施例中温室气体排放的溯源方法的步骤。本发明中的温室气体排放的溯源方法包括但不限于如下一个或多个步骤：步骤100，获取目标区域在预设时间段内的第一遥感影像。步骤200，对第一遥感影像进行预处理，以通过对第一遥感影像进行一次或多次预处理的方式得到第二遥感影像。步骤300，基于监督分类的方式对通过预处理后得到的第二遥感影像中的像元进行划分，以确定第二遥感影像中的多个预设时间点的土地利用类型面积数据。步骤400，通过土地利用类型面积数据确定林地变化面积数据，即在各种土地利用类型变化面积数据中筛选出林地变化面积数据。步骤500，读取在预设时间段内的森林资源清查数据，并且根据森林资源清查数据和林地变化面积数据生成温室气体排放清单，温室气体排放清单具体为森林转化温室气体排放清单，以对温室气体排放进行溯源。
76.综上所述，本发明能够基于对遥感影像进行监督分类的方式建立森林转化温室气体排放清单，实现准确且客观地判断温室气体活动水平，有效解决了现有技术存在的至少一个问题。本发明中的核心数据源为遥感影像数据，具有数据来源可靠、不受人为因素影响的优点，进而保证了本发明温室气体排放的溯源方法的客观性和准确性。由此可见，本发明创新地将遥感解译方法应用于温室气体排放清单建立当中，并提供了一种新的温室气体排放清单建立和温室气体溯源的方法。本发明可较好地适用于“有林地”(包括乔木林、竹林、
经济林)转换为“非林地”(如农地、牧地、城市用地、道路等)过程中，由于地上生物质的燃烧以及分解引起的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳以及六氟化硫等温室气体的排放。
77.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读存储介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram，random access memory)，只读存储器(rom，read
‑
only memory)，可擦除可编辑只读存储器(eprom，erasable programmable read
‑
only memory，或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom，compact disc read
‑
only memory)。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
78.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga，programmable gate array)，现场可编程门阵列(fpga，field programmable gate array)等。
79.在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
80.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
81.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。