一种CO2的浓度模拟方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及空间信息模拟，尤其涉及一种co2的浓度模拟方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、全球和区域尺度的碳源汇工作被广泛展开，以生态系统模拟为代表的“自下而上(bottom-up)”方法和以大气反演为代表的“自上而下(top-down)”方法在现有碳循环研究中扮演着十分重要的角色。利用数值模拟co2经历了漫长的发展过程，精度不断提高。

2、目前，主要利用全球大气传输模型的数值模拟来获取时空连续的全球co2浓度，以及利用双向嵌套网络模式等全球大气化学传输模式来模拟全球co2浓度值，可以较好地描述大气中痕量气体在大尺度长时间序列的分布和输送特征，是研究大气二氧化碳及气候变化的有效途径。但是，通过双向嵌套网络模式直接模拟输出的数据空间分辨率并不高，存在浓度平均误差，同时模型输出没有观测数据优化的缺陷，导致数据精确度低的问题。

3、因此，目前亟需一种能够提高数据空间分辨率、减少co2浓度平均误差、避免数据精确度低的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种co2的浓度模拟方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中数据空间分辨率低、co2浓度平均误差较大、观测数据优化存在缺陷导致数据精确度低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种co2的浓度模拟方法，包括：

3、基于大气化学传输模型模拟全球的co2分布，并根据所述co2分布的边界条件运行大气化学传输模型，得到目标区域的遥感xco2浓度；

4、对所述遥感xco2浓度进行空间数据插值，并将空间数据插值后的遥感xco2浓度作为高精度曲面建模的驱动场；

5、获取通过观测得到的观测xco2浓度，并将所述观测xco2浓度作为高精度曲面建模的优化控制条件；

6、根据所述驱动场和优化控制条件，对遥感xco2浓度和观测xco2浓度进行空间数据融合，得到目标区域的xco2浓度的空间分布模拟。

7、作为优选方案，所述基于大气化学传输模型模拟全球的co2分布，并根据所述co2分布的边界条件运行大气化学传输模型，得到目标区域的遥感xco2浓度，具体包括：

8、基于大气化学传输模型进行全球模拟，得到模拟全球的co2分布；

9、根据所述co2分布构建边界条件，并基于所述大气化学传输模型，添加所述边界条件，设定co2的初始浓度，从而进行目标区域模拟，得到目标区域co2的分布特征；

10、根据所述目标区域的co2的分布特征，以及预设大气分层积分，计算得到遥感xco2浓度。

11、作为优选方案，所述设定co2的初始浓度，具体包括：

12、基于所述大气化学传输模型，以预设特定值进行的co2化学传输预先模拟，以使得在co2化学传输预先模拟的过程中，对所述大气化学传输模型中的co2浓度进行调整与修正，直至达到预设模拟时间后，将最终得到的co2浓度作为所需要设定的co2的初始浓度。

13、作为优选方案，所述根据所述目标区域的co2的分布特征，以及预设大气分层积分，计算得到遥感xco2浓度，具体包括：

14、根据所述目标区域中各高程的co2的分布特征，以及对应各高程的预设大气分层积分，计算得到遥感xco2浓度；

15、

16、其中，μ(z)为高程z处的co2的分布特征，h(z)为对应该高程z处的预设大气分层积分。

17、作为优选方案，所述对所述遥感xco2浓度进行空间数据插值，并将空间数据插值后的遥感xco2浓度作为高精度曲面建模的驱动场，具体包括：

18、通过高精度曲面建模方法，将所述遥感xco2浓度在各高程中离散的数据点进行空间数据插值，从而将所述遥感xco2浓度在各高程中离散的数据转为连续的数据曲面；

19、将所述数据曲面所对应的遥感xco2浓度作为高精度曲面建模的驱动场。

20、作为优选方案，所述获取通过观测得到的观测xco2浓度，并将所述观测xco2浓度作为高精度曲面建模的优化控制条件，具体包括：

21、通过地面或卫星进行观测，获取得到观测xco2浓度；

22、将所述观测xco2浓度进行网格计算处理，得到观测xco2浓度日均数据集，从而将该观测xco2浓度日均数据集，作为高精度曲面建模的优化控制条件。

23、作为优选方案，所述根据所述驱动场和优化控制条件，对遥感xco2浓度和观测xco2浓度进行空间数据融合，得到目标区域的xco2浓度的空间分布模拟，具体包括：

24、将所述驱动场的数据曲面所对应的遥感xco2浓度，与所述优化控制条件的观测xco2浓度日均数据集，进行空间数据融合，以使得在空间数据融合的过程中，生成对应目标区域的xco2浓度的稀疏线性方程，并通过迭代算法对该稀疏线性方程进行求解，输出得到目标区域的xco2浓度的空间分布模拟。

25、相应地，本发明还提供一种co2的浓度模拟装置，包括：遥感浓度模块、空间插值模块、观测浓度模块和数据融合模块；

26、所述遥感浓度模块，用于基于大气化学传输模型模拟全球的co2分布，并根据所述co2分布的边界条件运行大气化学传输模型，得到目标区域的遥感xco2浓度；

27、所述空间插值模块，用于对所述遥感xco2浓度进行空间数据插值，并将空间数据插值后的遥感xco2浓度作为高精度曲面建模的驱动场；

28、所述观测浓度模块，用于获取通过观测得到的观测xco2浓度，并将所述观测xco2浓度作为高精度曲面建模的优化控制条件；

29、所述数据融合模块，用于根据所述驱动场和优化控制条件，对遥感xco2浓度和观测xco2浓度进行空间数据融合，得到目标区域的xco2浓度的空间分布模拟。

30、相应地，本发明还提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的co2的浓度模拟方法。

31、相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任意一项所述的co2的浓度模拟方法。

32、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

33、本发明的技术方案通过基于大气化学传输模型模拟全球的co2分布，来得到目标区域的遥感xco2浓度，进而对遥感xco2浓度进行空间数据插值，来提高目标区域的xco2浓度的分辨率，并作为高精度曲面建模的驱动场，同时通过获取观测xco2浓度作为高精度曲面建模的优化控制条件，从而能够对遥感xco2浓度和观测xco2浓度进行空间数据融合，使得结合观测数据对区域遥感xco2浓度进行了优化，从而准确得到目标区域的xco2浓度的空间分布模拟，提高了大气化学传输模型模拟的精确性，也减少了co2浓度平均误差，使得最终的空间分布模拟具备一定的稳定性和适应性。