一种基于数据融合的二氧化碳封存量估算方法及系统与流程

本发明涉及地质封存，尤其涉及一种基于数据融合的二氧化碳封存量估算方法及系统。

背景技术：

1、随着信息技术的发展，各种传感器、监测设备和数据采集系统的普及，导致了大量来自不同领域和不同来源的数据产生。这些数据可能具有不同的格式、分辨率、精度和时空分布特征，需要整合和分析以提取有用的信息；数据融合技术提供了一种集成不同领域知识和数据的方法，成为了处理和利用大数据的重要手段，被广泛应用于气候预测、环境监测、地质勘探等领域。气候变化已成为全球关注的焦点，而温室气体排放是主要的驱动因素之一，二氧化碳是最主要的温室气体之一，其排放对气候产生显著影响。二氧化碳封存即二氧化碳在地下或其他介质中长期储存，其封存量不便于进行估算。因此，寻找高效便捷的二氧化碳封存量估算方案成为当务之急。

2、现有的二氧化碳封存量估算方法为：通过对地层孔隙结构、地层渗透性等因素进行建模，结合二氧化碳注入后的岩石-流体相互作用，估算二氧化碳在地下储层中的封存效率和容量。

3、例如公开号为：cn117951966a的专利申请公开的一种二氧化碳封存量评估方法及系统，包括：基于地质结构的孔隙度、渗透率和历史封存数据，采用长短期记忆网络，对地质参数的时间变化进行分析，识别地质参数变化对封存能力的影响，生成地质参数变化影响分析结果。

4、例如公开号为：cn117094227a的专利申请公开的断块型圈闭含水层二氧化碳封存能力的估算方法，包括：s1、对目标断块型圈闭进行地质研究，建立其地质模型；s2、根据地质模型，获得主控断层的开启压力p1、套管破裂压力p2以及盖层的突破压力p3；s3、以步骤s1中得到的地质模型为基础，利用商业化数值模拟软件模拟二氧化碳注入含水层过程；s4、设定注入停止条件，停止注入二氧化碳的模拟；s5、根据步骤s4中的数值模拟结果，计算二氧化碳封存量和二氧化碳封存位置对应的孔隙体积；s6、计算出断块型圈闭含水层二氧化碳封存能力。

5、但本技术在实现本技术实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

6、现有技术中，地球系统中的各个维度之间的耦合关系非常复杂，目前的模型难以充分捕捉到不同维度之间的复杂关系，存在输出的二氧化碳估算封存量与不同维度之间耦合关联少的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供一种基于数据融合的二氧化碳封存量估算方法及系统，解决了现有技术中输出的二氧化碳估算封存量与不同维度之间耦合关联少的问题，实现了不同维度之间耦合关联性的提高。

2、本技术实施例提供了一种基于数据融合的二氧化碳封存量估算方法，包括以下步骤：获取多维度数据，对多维度数据进行数据预处理，根据预处理后的多维度数据基于数据融合技术进行数据集成；根据数据集成后的多维度数据建立地质模型和大气模型，基于地质模型建立二氧化碳地下封存模型；根据二氧化碳地下封存模型和大气模型基于模型耦合技术进行维度耦合分析，得出二氧化碳封存气候影响指数，根据二氧化碳地下封存模型基于数据集成后的多维度数据进行关联分析，得出全球二氧化碳封存影响指数；根据二氧化碳封存气候影响指数、全球二氧化碳封存影响指数和数据集成后的多维度数据分析得到二氧化碳估算封存量。

3、进一步的，所述多维度数据的数据预处理步骤为：获取多维度数据；根据多维度数据进行数据预处理；所述数据预处理包括数据清洗、数据转换和数据校准；根据预处理后的多维度数据基于数据融合技术进行数据集成。

4、进一步的，所述多维度数据包括地质结构数据、地表地貌数据、气象站点观测数据和单位体积的地下二氧化碳封存浓度；所述地质结构数据包括断层位移量、地震深度、岩石孔隙度和岩石化学反应速度；所述地表地貌数据包括海拔高度、等高线间隔、地下水位和植被覆盖率；所述气象站点观测数据包括气温、降水量、风速、湿度。

5、进一步的，所述二氧化碳地下封存模型的建立步骤为：根据地质结构数据基于空间插值技术，将离散的地质结构数据插值成连续的地质体数据，并构建三维网格模型；根据连续的地质体数据和三维网格模型，通过三维建模软件构建出地质体三维模型；所述地质体三维模型包括地层模型、断层模型和岩性模型；根据地质体三维模型基于数值模拟方法，模拟二氧化碳在地下地层中的迁移、扩散和封存过程，建立二氧化碳地下封存模型。

6、进一步的，所述维度耦合分析的具体分析步骤为：定义二氧化碳地下封存模型和大气模型之间的耦合接口；耦合接口包括数据传输格式、数据传输频率和数据传输方式；基于耦合算法，将二氧化碳地下封存模型和大气模型进行集成；所述集成包括将二氧化碳地下封存模型的二氧化碳数据传递给大气模型，以及将大气模型的结果反馈到二氧化碳地下封存模型中；得出不同维度二氧化碳分布数据、不同维度二氧化碳传输数据和不同维度二氧化碳转化数据。

7、进一步的，所述二氧化碳封存气候影响指数的具体分析步骤为：获取地质结构数据、气象站点观测数据和维度耦合分析的维度范围；根据地质结构数据和气象站点观测数据基于耦合模型，进行维度耦合分析；根据不同维度二氧化碳分布数据、不同维度二氧化碳传输数据和不同维度二氧化碳转化数据，得到二氧化碳封存气候影响指数；所述二氧化碳封存气候影响指数用于描述气候变化对二氧化碳地下封存的影响程度。

8、进一步的，所述关联分析的具体过程为：获取数据集成后的地表地貌数据和气象站点观测数据；根据二氧化碳地下封存模型和数据集成后的地表地貌数据和气象站点观测数据，基于机器学习算法建立全球二氧化碳封存影响关联模型；根据全球二氧化碳封存影响关联模型得到全球二氧化碳封存影响指数；全球二氧化碳封存影响指数用于描述地质特征对全球二氧化碳封存的影响程度。

9、进一步的，所述二氧化碳封存量估算具体分析为：获取数据集成后的多维度数据，提取出单位体积的地下二氧化碳封存浓度；根据客观权重法，设置二氧化碳封存气候影响指数对于二氧化碳估算封存量的权重占比值、全球二氧化碳封存影响指数对于二氧化碳估算封存量的权重占比值；根据数据集成后的多维度数据、二氧化碳封存气候影响指数、二氧化碳封存气候影响指数对于二氧化碳估算封存量的权重占比值、全球二氧化碳封存影响指数、全球二氧化碳封存影响指数对于二氧化碳估算封存量的权重占比值，得出二氧化碳估算封存量。

10、进一步的，所述二氧化碳估算封存量用于描述包括地下封存和大气封存在内的全球二氧化碳封存量；二氧化碳估算封存量计算公式为：

11、y＝cc*v*(q*δ1+p*δ1)*μ；

12、式中，y是二氧化碳估算封存量，p为全球二氧化碳封存影响指数，q为二氧化碳封存气候影响指数，cc是单位体积的地下二氧化碳封存浓度，v是目标区域的体积，δ1是二氧化碳封存气候影响指数对于二氧化碳估算封存量的权重占比值，δ2是在全球二氧化碳封存影响指数对于二氧化碳估算封存量的权重占比值，μ是二氧化碳估算封存量修正因子。

13、本技术实施例提供了一种基于数据融合的二氧化碳封存量估算系统，包括：数据预处理模块、模型建立模块、维度耦合分析模块、二氧化碳封存量估算模块；其中，所述数据预处理模块，用于获取多维度数据，对多维度数据进行数据预处理，根据预处理后的多维度数据基于数据融合技术进行数据集成；所述模型建立模块，用于根据数据集成后的多维度数据建立地质模型和大气模型，基于地质模型建立二氧化碳地下封存模型；所述维度耦合分析模块，用于根据二氧化碳地下封存模型和大气模型基于模型耦合技术进行维度耦合分析，得出二氧化碳封存气候影响指数，根据二氧化碳地下封存模型基于数据集成后的多维度数据进行关联分析，得出全球二氧化碳封存影响指数；所述二氧化碳封存量估算模块，用于根据二氧化碳封存气候影响指数、全球二氧化碳封存影响指数和数据集成后的多维度数据分析得到二氧化碳估算封存量。

14、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

15、1、通过分析二氧化碳地下封存模型和大气模型之间的二氧化碳封存气候影响指数，同时分析二氧化碳地下封存模型与数据集成后的多维度数据之间的全球二氧化碳封存影响指数，估算出二氧化碳估算封存量，从而在估算二氧化碳估算封存量的过程中加入多维度数据的耦合情况，进而更全面的考虑到二氧化碳估算封存量与其他多维度数据的耦合关联，有效解决了现有技术中输出的二氧化碳估算封存量与不同维度之间耦合关联少的问题。

16、2、通过综合考虑多个因素对二氧化碳封存量的影响，并通过权重系数将多个因素的影响程度进行量化，从而得出相对准确的二氧化碳封存量估算结果，进而能够全面地反映地下封存环境的复杂性和多样性。

17、3、通过涵盖全球范围，考虑地质特征对全球二氧化碳封存的影响程度，从而通过全球视野能够更好地理解地质特征与二氧化碳封存之间的关联，进而为全球封存策略和决策提供更全面的参考。