湖泊温室气体排放量的核算方法、装置和存储介质

本发明涉及节能减排计量，具体而言，涉及一种湖泊温室气体排放量的核算方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、湖泊温室气体排放的精准核算是温室气体减排工作的基础。近几年国际上将湖泊温室气体排放的核算工作一直作为碳氮循环领域的重点研究对象，尽管该项工作已经取得较大的进步，然而由于数据在不同地物类型中分布不均，使得湖泊温室气体排放的核算具有较大的不确定性。

2、研究表明，小湖泊在全球湖泊温室气体排放中具有重要贡献，但由于湖泊数据库中的湖泊面积主要通过遥感手段获得，对于无法通过遥感手段识别的小湖泊，其面积大小仍然不确定，导致小湖泊中温室气体的排放量无法核算，这也对全球湖泊温室气体核算工作提出了挑战。

3、因此，为了提高对全球湖泊温室气体排放量核算的精准度，如何提出一种湖泊温室气体排放量的核算方法成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决或改善现有技术中在对全球湖泊温室气体排放量进行核算工作时，由于湖泊数据库中无法直接获取小湖泊的面积，导致小湖泊中排放温室气体的排放量无法核算，影响对全球湖泊温室气体排放量核算的精准度的技术问题。

2、本发明的第一个目的在于提供一种湖泊温室气体排放量的核算方法。

3、本发明的第二个目的在于提供一种湖泊温室气体排放量的核算装置。

4、本发明的第三个目的在于提供一种电子设备。

5、本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。

6、为实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种湖泊温室气体排放量的核算方法，核算方法包括如下步骤：确认湖泊类型，对每种类型湖泊构建多个面积区间；确认出湖泊数据库中所有第一湖泊，以及每个第一湖泊的面积、所属湖泊类型和所属面积区间；根据每个第一湖泊的面积，确定每种类型湖泊的每个面积区间中所有第一湖泊的第一平均面积和第一湖泊数量；根据每个面积区间和与其对应的第一平均面积之间的关系，构建相对应类型湖泊的第一函数关系式；根据每个面积区间和与其对应的第一湖泊数量之间的关系，构建相对应类型湖泊的第二函数关系式；确定每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间；根据每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第一函数关系式，以及每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第二函数关系式，计算出相对应类型的所有第二湖泊的总面积；确定每个第一湖泊的每种温室气体的通量值，和每个第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数；根据每个第一湖泊的面积、相对应的第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数和相对应的第一湖泊的每种温室气体的通量值，计算出每个第一湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量；根据每种类型湖泊的所有第二湖泊的总面积、对应类型的所有第一湖泊的每种温室气体的通量值的平均值和对应类型的所有第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数的平均值，计算出对应类型的所有第二湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量；将每个第一湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量之和，与每种类型的所有第二湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量之和相加，确定出所有湖泊在预设时间段内排放温室气体的排放量；其中，第一湖泊的面积大于等于预设面积阈值，第二湖泊的面积小于预设面积阈值。

7、根据本发明提供的湖泊温室气体排放量的核算方法，通过对全球所有湖泊进行分类，并针对每种类型湖泊构建多个面积区间，每个面积区间呈半开区间，例如左半开区间或右半开区间，相邻两个面积区间的相对应边界点之间呈等比关系，例如（0.1，1]、（1，10]和（10，100]等。在湖泊数据库中获取得到面积相对较大的第一湖泊，由于面积相对较小的第二湖泊没有记载在湖泊数据库中，导致其参数信息无法直接通过湖泊数据库获取得到，从而无法直接计算小湖泊的温室气体的排放量。因此，本技术中根据同一类型下多个第一湖泊的面积，推断出该类型下面积相对较小的所有第二湖泊的总面积，这样的话在对全球所有湖泊的温室气体排放量进行核算时，涉及的湖泊更加全面，从而有效提高对全球湖泊温室气体排放量核算的精准度。

8、进一步地，由于每种类型下所有第二湖泊的温室气体的通量值和预设时间段内的非结冰期天数无法直接获取，本技术采用该类型下所有第一湖泊的每种温室气体的通量值的平均值、以及所有第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数的平均值作为该类型下所有第二湖泊的每种温室气体的通量值和预设时间段内的非结冰期天数，从而确定出该类型下所有第二湖泊的总排放量。

9、同时，由于每个湖泊中都会产生多种不同的温室气体，例如二氧化碳、甲烷等，在对每个湖泊的所有温室气体排放量进行计算时，需要分别计算每种类型湖泊中每种温室气体在预设时间段内的排放量。预设时间段可以是用户根据实际需求而设置的，也可以是系统中的固定值。并且，由于湖泊在结冰期时无法从水体中排出温室气体，因此需要确认湖泊在预设时间段内的非结冰期天数，从而确定每个湖泊中每种温室气体在预设时间段内的排放量。最终，将每个湖泊中每种温室气体在预设时间段内的排放量加到一起确定为每个湖泊在预设时间段内的总排放量。最终，将每种类型下所有第一湖泊的总排放量和该类型下所有第二湖泊的总排放量加到一起，确定为全球湖泊的温室气体排放总量。由于本技术中对每种类型下每个湖泊的每种温室气体排放量都进行单独计算，这样的话可以有效提高对湖泊温室气体排放量核算的精准度。

10、另外，本发明提供的湖泊温室气体排放量的核算方法还可以具有如下附加技术特征：

11、在一些技术方案中，可选地，根据每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第一函数关系式，以及每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第二函数关系式，计算出相对应类型的所有第二湖泊的总面积的步骤，包括根据每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第一函数关系式，计算出相对应的每个面积区间的第二湖泊的第二平均面积；根据每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第二函数关系式，计算出相对应的每个面积区间的第二湖泊的第二湖泊数量；根据每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间中，每个面积区间的第二平均面积和第二湖泊数量，确定出相对应面积区间的所有第二湖泊的总面积；将每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间的所有第二湖泊的总面积相加，计算出相对应类型的所有第二湖泊的总面积。

12、在该技术方案中，每种类型湖泊中存在多个第一湖泊和多个第二湖泊，即该类型下大面积湖泊（第一湖泊）和小面积湖泊（第二湖泊），在构建每种类型湖泊的多个面积区间中，多个面积区间包括多个第一湖泊所属的面积区间和多个第二湖泊所属的一个或多个面积区间。在确定每种类型下所有第二湖泊的总面积时，根据每种类型湖泊中多个第一湖泊所属的面积区间，以及每个第一湖泊所属的面积区间中所有第一湖泊的平均面积构建该类型湖泊的第一函数关系式，从而根据第一函数关系式和第二湖泊所属的面积区间，确定出该面积区间下所有第二湖泊的第二平均面积。同时，根据每种类型湖泊中多个第一湖泊的第一湖泊数量，以及每个第一湖泊所属的面积区间中第一湖泊数量构建该类型湖泊的第二函数关系式，根据第二函数关系式和第二湖泊所属的面积区间，确定出该面积区间下第二湖泊数量。从而计算出该面积区间下第二湖泊的总面积，以及该类型下所有第二湖泊的总面积。这样的话在对全球所有湖泊的温室气体排放量进行核算时，不仅仅考虑到大湖泊的温室气体的排放量，同时还考虑到湖泊数据库中没有记载的小湖泊的温室气体的排放量，使得对全球温室气体排放量的核算工作涉及的湖泊更加全面，有效提高对全球所有湖泊温室气体排放量核算的精准度。

13、在一些技术方案中，可选地，确定每个第一湖泊的每种温室气体的通量值的步骤，包括：根据每个第一湖泊的面积和所属湖泊类型，从温室气体通量的中位值参考信息表中确定出每个第一湖泊的每种温室气体的通量值。

14、在该技术方案中，通过在预先构建好的温室气体通量的中位值参考信息表中直接确认出每个第一湖泊的每种温室气体的通量值，使得每种温室气体的通量值的获取过程更加方便，提高对全球湖泊温室气体排放量的核算效率。

15、在一些技术方案中，可选地，确定每个第一湖泊的每种温室气体的通量值的步骤之前，还包括：构建温室气体通量的中位值参考信息表，包括确定每种温室气体的排放通量与每种类型湖泊的面积是否存在线性关系；将存在线性关系的每种类型湖泊中，每个第一湖泊所属的面积区间设置一个温室气体通量的中位值；将不存在线性关系的每种类型湖泊设置一个温室气体通量的中位值；其中，温室气体包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮。

16、在该技术方案中，不同的温室气体与不同类型湖泊的面积大小之间可能存在一定的线性关系，例如某些温室气体的排放通量随着自然湖泊的面积增大而降低或升高，对于这类温室气体来说，需要确定出与其排放通量存在线性关系的湖泊类型，并对该类型湖泊中每个第一湖泊所属的面积区间均设置一个温室气体通量的中位值，每个第一湖泊所属的面积区间设置的温室气体通量的中位值也就是该面积区间中所有第一湖泊的温室气体的通量值的平均值。而对于某些温室气体的排放通量与不同类型湖泊的面积大小之间不存在线性关系，也即温室气体的排放通量随该类型湖泊的面积变化而没有显著变化，对于这类温室气体来说，需要确定出与其排放通量不存在线性关系的湖泊类型，并对该类型湖泊中所有第一湖泊设置一个统一的温室气体通量的中位值，而这个统一的温室气体通量的中位值也就是该类型下所有第一湖泊的温室气体的通量值的平均值。从而根据每个第一湖泊的面积和所属湖泊类型，直接从温室气体通量的中位值参考信息表中确定出每个第一湖泊的每种温室气体的通量值。本技术通过分析各类型湖泊温室气体排放的影响因子，以此对某种温室气体在某一类型湖泊的排放量进行计算时，可以采用更为精准的温室气体的通量值，从而提高温室气体排放量核算的准确性。

17、在一些技术方案中，可选地，湖泊温室气体排放量的核算方法还包括：获取所有第一湖泊所对应的空间位置；通过显示界面对所有第一湖泊所对应的空间位置进行显示。

18、在该技术方案中，通过从湖泊数据库中获取与第一湖泊对应的空间位置，这样的话在后续计算出每个第一湖泊的温室气体的排放量时，还可以确认出每个第一湖泊的空间位置，并将所有第一湖泊的空间位置在显示界面上进行显示，从而直观地确定出每个第一湖泊及不同类型湖泊的温室气体的排放量在全球的空间分布位置，以此开展区域针对性的减排工作。

19、在一些技术方案中，可选地，预设面积阈值为0.1 km2。

20、在该技术方案中，由于湖泊数据库中只记载了湖泊面积大于等于0.1 km2的第一湖泊数据，而对于湖泊面积小于0.1 km2的第二湖泊数据，需要根据第一湖泊数据推算得出，使得在对全球所有湖泊的温室气体排放量进行核算时，不仅仅考虑到大湖泊的温室气体排放量，同时还考虑到湖泊数据库中没有记载的小湖泊的温室气体排放量，从而有效提高对全球所有湖泊温室气体排放量核算的精准度。

21、在一些技术方案中，可选地，湖泊类型包括自然冻土湖泊、自然非冻土湖泊、人为影响城市湖泊和人为影响非城市湖泊，湖泊温室气体排放量的核算方法还包括：计算人为影响城市湖泊中所有温室气体的排放量与面积相同的自然非冻土湖泊中所有温室气体的排放量的差值，将差值确定为人为影响城市湖泊的减排潜力值；或计算人为影响非城市湖泊中所有温室气体的排放量与面积相同的自然非冻土湖泊中所有温室气体的排放量的差值，将差值确定为人为影响非城市湖泊的减排潜力值。

22、在该技术方案中，通过分析全球四种类型湖泊温室气体排放的大小，理论上当人为影响湖泊（人为影响城市湖泊和人为影响非城市湖泊）通过可持续化的管理，可以将温室气体的排放通量降低到自然非冻土湖泊相当的水平，人为影响湖泊的温室气体排放量与自然非冻土湖泊温室气体排放量一致，也即排除人为因素对湖泊温室气体排放量的影响，此时人为影响湖泊（人为影响城市湖泊和人为影响非城市湖泊）的温室气体排放的减少量即为通过可持续管理达到的全球湖泊温室气体排放的最大减排潜力。

23、本发明第二方面提供了一种湖泊温室气体排放量的核算装置，包括：确认单元，用于确认湖泊类型，对每种类型湖泊构建多个面积区间；确认单元还用于，确认出湖泊数据库中所有第一湖泊，以及每个第一湖泊的面积、所属湖泊类型和所属面积区间；确认单元还用于，根据每个第一湖泊的面积，确定每种类型湖泊的每个面积区间中所有第一湖泊的第一平均面积和第一湖泊数量；构建单元，用于根据每个面积区间和与其对应的第一平均面积之间的关系，构建相对应类型湖泊的第一函数关系式；构建单元还用于，根据每个面积区间和与其对应的第一湖泊数量之间的关系，构建相对应类型湖泊的第二函数关系式；确认单元还用于，确定每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间；计算单元，用于根据每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第一函数关系式，以及每种类型的第二湖泊所属的一个或多个面积区间和相对应类型的第二函数关系式，计算出相对应类型的所有第二湖泊的总面积；确认单元还用于，确定每个第一湖泊的每种温室气体的通量值，和每个第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数；计算单元还用于，根据每个第一湖泊的面积、相对应的第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数和相对应的第一湖泊的每种温室气体的通量值，计算出每个第一湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量；计算单元还用于，根据每种类型湖泊的所有第二湖泊的总面积、对应类型的所有第一湖泊的每种温室气体的通量值的平均值和对应类型的所有第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数的平均值，计算出对应类型的所有第二湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量；计算单元还用于，将每个第一湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量之和，与每种类型的所有第二湖泊在预设时间段内每种温室气体的排放量之和相加，确定出所有湖泊在预设时间段内排放温室气体的排放量；其中，第一湖泊的面积大于等于预设面积阈值，第二湖泊的面积小于预设面积阈值。

24、根据本发明提供的湖泊温室气体排放量的核算装置，通过对全球所有湖泊进行分类，并针对每种类型湖泊构建多个面积区间，每个面积区间呈半开区间，例如左半开区间或右半开区间，相邻两个面积区间的相对应边界点之间呈等比关系，例如（0.1，1]、（1，10]和（10，100]等。在湖泊数据库中获取得到面积相对较大的第一湖泊，由于面积相对较小的第二湖泊没有记载在湖泊数据库中，导致其参数信息无法直接通过湖泊数据库获取得到，从而无法直接计算小湖泊的温室气体的排放量。因此，本技术中根据同一类型下多个第一湖泊的面积，推断出该类型下面积相对较小的所有第二湖泊的总面积，这样的话在对全球所有湖泊的温室气体排放量进行核算时，涉及的湖泊更加全面，从而有效提高对全球湖泊温室气体排放量核算的精准度。

25、进一步地，由于每种类型下所有第二湖泊的温室气体的通量值和预设时间段内的非结冰期天数无法直接获取，本技术采用该类型下所有第一湖泊的每种温室气体的通量值的平均值、以及所有第一湖泊在预设时间段内的非结冰期天数的平均值作为该类型下所有第二湖泊的每种温室气体的通量值和预设时间段内的非结冰期天数，从而确定出该类型下所有第二湖泊的总排放量。

26、同时，由于每个湖泊中都会产生多种不同的温室气体，例如二氧化碳、甲烷等，在对每个湖泊的所有温室气体排放量进行计算时，需要分别计算每种类型湖泊中每种温室气体在预设时间段内的排放量。预设时间段可以是用户根据实际需求而设置的，也可以是系统中的固定值。并且，由于湖泊在结冰期时无法从水体中排出温室气体，因此需要确认湖泊在预设时间段内的非结冰期天数，从而确定每个湖泊中每种温室气体在预设时间段内的排放量。最终，将每个湖泊中每种温室气体在预设时间段内的排放量加到一起确定为每个湖泊在预设时间段内的总排放量。最终，将每种类型下所有第一湖泊的总排放量和该类型下所有第二湖泊的总排放量加到一起，确定为全球湖泊的温室气体排放总量。由于本技术中对每种类型下每个湖泊的每种温室气体排放量都进行单独计算，这样的话可以有效提高对湖泊温室气体排放量核算的精准度。

27、本发明第三方面的技术方案提供了电子设备，包括：存储器，存储有程序和/或指令；处理器，执行程序和/或指令；其中，处理器在执行程序和/或指令时，实现如第一方面任一项技术方案中的湖泊温室气体排放量的核算方法的步骤。

28、根据本发明提供的电子设备，由于其能够实现如第一方面任一项技术方案中的用于湖泊温室气体排放量的核算方法的步骤。因此，该电子设备还具有上述第一方面任一项技术方案中湖泊温室气体排放量的核算方法的全部有益效果，在此不再赘述。

29、本发明第四方面的技术方案提供了一种存储介质，其上存储有程序和/或指令，在程序和/或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的湖泊温室气体排放量的核算方法的步骤。

30、根据本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实践了解到。