CN117789045A - 一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，涉及碳汇监测技术领域，包括S1、林地监测目标选定，S2、区块数据采集，S3、区块内碳储量计算，S4、林地数据获取，S5、碳汇测得和S6、碳汇统计。本发明的监测方式，能细致的根据林地林地的土壤质量、林地海拔高度，以及林地每个月的气候信息、降雨量信息，对林地内乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛等各种不同类型的植被在不同月份进行细致的碳汇量统计，而通过添加对比项并求出平均值，能降低数据过少造成的数据误差，这能提升碳汇监测的精度，因林木的监测数据量较大，通过采用佩戴高清3D测距仪的无人机进行树木数据测量，能极大的简化林木数据收集的难度。
Description
技术领域
本发明涉及碳汇监测技术领域，具体为一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置。
背景技术
碳汇是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。
现有技术中对碳汇进行相关的计算及监测，其中多数方法都需要对监测地区内环境及植物相关数据进行就地监测，该方法测量过程中需要浪费较多的人力及物力，智能化程度不高，同时由于采用理论分析公式或者前人经验进行分析，准确度不高。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法该构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法包括以下步骤：
S1、林地监测目标选定：
通过卫星图像选取该林地内的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为监测目标；
S2、区块数据采集：
工作人员前往监测目标地点，对该范围内的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行统计；
S3、区块内碳储量计算：
计算监测目标范围内的碳储量M1；
S4、林地数据获取：
通过联网获取监测林地的资料，对该林地的土壤质量、林地海拔高度、林地气候信息、降雨量信息进行收集统计；
S5、碳汇测得：
保护监测目标，间隔一个月后，再对监测目标范围内的碳储量进行计算，测定碳储量M2，碳汇为一定时间内森林碳储量的变化量变化值，通过M2-M1，即可获取单月时间内的碳汇。
S6、碳汇统计：
根据S1-5中的碳汇量统计方式，来获取一年中12个月中每个月的碳汇量值，同时在碳汇统计卫星图像标记该林地其他九组乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为对比项，将十组数据上传至服务器，去除最大以及最小值，取得平均值后获得最终碳汇数据。
进一步的，所述卫星图像选取林地内单位面积为5m*5m的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为监测目标。
进一步的，所述监测目标范围内的碳储量计算公式为M＝BD计算，其中M为碳储量，B为生物量，D为碳密度。
进一步的，所述生物量指树木、树皮、树叶、树干等植物组织的总重量，碳密度指每单位生物量所含碳的量，通常用百分数表示。
进一步的，所述而生物量B＝VDF(1+R)，其中V为监测目标范围内林分蓄积量3，D为木材密度(Mg*-3)，F为林木地上生物量和树上生物量的比值(无量纲)，R为林木的根茎比。
进一步的，所述监测目标范围内林分蓄积量、林木地上生物量和树上生物量的比值通过采集的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积数据来求得，而碳密度数据、木材密度以及根茎比等数据可根据树木类型查表获取。
一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法系统，其特征在于：应用于如一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法，所述该构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法系统，包括卫星识别模块和对比识别模块，所述卫星识别模块的输出端连接有录入模块，且录入模块的输入端连接有联网认证模块，所述录入模块的输出端连接有对比识别模块，且对比识别模块的输出端连接有数据储存模块，所述数据储存模块的输出端连接有计算模块，且计算模块的输出端连接有客户端。
进一步的，所述所述对比识别模块用于在数据储存模块内查询是否与录入模块录入内容相近的数据。
进一步的，所述所述数据储存模块用于储存录入模块的林地碳汇值数据。
一种无人机，其特征在于：应用于一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法，所述无人机上搭载有高清3D测距仪，在对树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行测得时，无人机从林木底端向顶端飞行的过程中，可对以上数据进行测得。
本发明提供了一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，具备以下有益效果：
1、本发明的监测方式，能细致的根据林地林地的土壤质量、林地海拔高度，以及林地每个月的气候信息、降雨量信息，对林地内乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛等各种不同类型的植被在不同月份进行细致的碳汇量统计，而通过添加对比项并求出平均值，能降低数据过少造成的数据误差，这能提升碳汇监测的精度，因林木的监测数据量较大，通过采用佩戴高清3D测距仪的无人机进行树木数据测量，能极大的简化林木数据收集的难度。
2、本发明工作人员收集完成碳汇数据后，通过数据上传模块将碳汇数据传递给录入模块，而录入模块在将数据传递给对比识别模块的过程中，可通过联网认证模块处获取林地当前月份的气候信息、降雨量信息以及该林地的土壤质量、林地海拔高度信息，对比识别模块在获得碳汇数据后，可根据当前月份、气候、降雨量、土壤质量、林地海拔高度以及树木种类信息联动数据储存模块进行检索，查看数据储存模块内是否存储有相似的碳汇数据，若数据储存模块内没有与之相似的数据，数据储存模块会记录该数据并存储，若数据储存模块有与之相识的数据，对比识别模块会获取全部相似数据内的碳汇值与上传数据的碳汇值进行比对，若上传碳汇值与储存碳汇值的极值间差距较大则舍弃，若在储存碳汇值的极值内或与极值范围相近则保存，通过以上操作，能极大的提升系统的数据多样性，同时能避免异常数据录入影响碳汇值的测定精度。
3、本发明系统需要获取某一林地的碳汇值时，卫星识别模块能以5m*5m的空间范围，将林地划分为若干小区域，卫星识别模块再根据小区域内林木种类，对每个小区域内的数据向录入模块中录入，录入模块在向对比识别模块传输数据的过程中，联网认证模块传递的关于该林地的月份的气候信息、降雨量信息以及该林地的土壤质量、林地海拔高度信息会一同录入，对比识别模块根据气候信息、降雨量信息、林地的土壤质量、林地海拔高度、林木种类以及月份信息，在数据储存模块中查询与之匹配的已录入的对应碳汇值与填入5m*5m小区域中，在林地全部范围内都对应填入碳汇值数据后，系统再将全部碳汇值数据相加，即可算得指定林地的碳汇总量，通过该方式，能精准、高效、大范围的监测林地的碳汇，相较于传统的监测方式，能极大的提升碳汇监测的效率和精度。
附图说明
图1为本发明一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测系统的数据录入示意图；
图2为本发明一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测系统的碳汇计算流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明提供技术方案：一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法，该构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法包括以下步骤：
S1、林地监测目标选定：
通过卫星图像选取该林地内单位面积为5m*5m的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为监测目标；
S2、区块数据采集：
工作人员前往监测目标地点，对该范围内的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行统计；
S3、区块内碳储量计算：
根据M＝BD计算监测目标范围内的碳储量，其中M为碳储量，B为生物量，D为碳密度；
其中生物量指树木、树皮、树叶、树干等植物组织的总重量；
碳密度指每单位生物量所含碳的量，通常用百分数表示；
而生物量B＝VDF(1+R)，其中V为监测目标范围内林分蓄积量3，D为木材密度(Mg*-3)，F为林木地上生物量和树上生物量的比值(无量纲)，R为林木的根茎比，以上数据，可通过采集的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积数据来求得，而碳密度数据、木材密度以及根茎比等数据可根据树木类型查表获取；
通过以上数据计算，测定碳储量M1；
S4、林地数据获取：
通过联网获取监测林地的资料，对该林地的土壤质量、林地海拔高度、林地气候信息、降雨量信息进行收集统计；
S5、碳汇测得：
保护监测目标，间隔一个月后，再对监测目标范围内的碳储量进行计算，测定碳储量M2，碳汇为一定时间内森林碳储量的变化量变化值，通过M2-M1，即可获取单月时间内的碳汇。
S6、碳汇统计：
根据S1-5中的碳汇量统计方式，来获取一年中12个月中每个月的碳汇量值，同时在碳汇统计卫星图像标记该林地内其他九组5m*5m的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为对比项，将十组数据上传至服务器，去除最大以及最小值，取得平均值后获得最终碳汇数据；
一种无人机，无人机上搭载有高清3D测距仪，在对树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行测得时，无人机从林木底端向顶端飞行的过程中，可对以上数据进行测得，从而实现5m*5m范围内林木数据信息的快速获取；
通过以上监测方式，能细致的根据林地林地的土壤质量、林地海拔高度，以及林地每个月的气候信息、降雨量信息，对林地内乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛等各种不同类型的植被在不同月份进行细致的碳汇量统计，而通过添加对比项并求出平均值，能降低数据过少造成的数据误差，这能提升碳汇监测的精度，因林木的监测数据量较大，通过采用佩戴高清3D测距仪的无人机进行树木数据测量，能极大的简化林木数据收集的难度。
一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法系统，包括卫星识别模块和对比识别模块，所述卫星识别模块的输出端连接有录入模块，且录入模块的输入端连接有联网认证模块，所述录入模块的输出端连接有对比识别模块，且对比识别模块的输出端连接有数据储存模块，所述数据储存模块的输出端连接有计算模块，且计算模块的输出端连接有客户端，对比识别模块用于在数据储存模块内查询是否与录入模块录入内容相近的数据，数据储存模块用于储存录入模块的林地碳汇值数据；
工作人员收集完成碳汇数据后，通过数据上传模块将碳汇数据传递给录入模块，而录入模块在将数据传递给对比识别模块的过程中，可通过联网认证模块处获取林地当前月份的气候信息、降雨量信息以及该林地的土壤质量、林地海拔高度信息，对比识别模块在获得碳汇数据后，可根据当前月份、气候、降雨量、土壤质量、林地海拔高度以及树木种类信息联动数据储存模块进行检索，查看数据储存模块内是否存储有相似的碳汇数据，若数据储存模块内没有与之相似的数据，数据储存模块会记录该数据并存储，若数据储存模块有与之相识的数据，对比识别模块会获取全部相似数据内的碳汇值与上传数据的碳汇值进行比对，若上传碳汇值与储存碳汇值的极值间差距较大则舍弃，若在储存碳汇值的极值内或与极值范围相近则保存，通过以上操作，能极大的提升系统的数据多样性，同时能避免异常数据录入影响碳汇值的测定精度；
系统需要获取某一林地的碳汇值时，卫星识别模块能以5m*5m的空间范围，将林地划分为若干小区域，卫星识别模块再根据小区域内林木种类，对每个小区域内的数据向录入模块中录入，录入模块在向对比识别模块传输数据的过程中，联网认证模块传递的关于该林地的月份的气候信息、降雨量信息以及该林地的土壤质量、林地海拔高度信息会一同录入，对比识别模块根据气候信息、降雨量信息、林地的土壤质量、林地海拔高度、林木种类以及月份信息，在数据储存模块中查询与之匹配的已录入的对应碳汇值与填入5m*5m小区域中，在林地全部范围内都对应填入碳汇值数据后，系统再将全部碳汇值数据相加，即可算得指定林地的碳汇总量，通过该方式，能精准、高效、大范围的监测林地的碳汇，相较于传统的监测方式，能极大的提升碳汇监测的效率和精度。
综上，该一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，使用时，首先通过卫星图像选取该林地内单位面积为5m*5m的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为监测目标，工作人员前往监测目标地点，采用无人机对该范围内的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行统计，无人机上搭载有高清3D测距仪，在对树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行测得时，无人机从林木底端向顶端飞行的过程中，可对以上数据进行测得，从而实现5m*5m范围内林木数据信息的快速获取；
然后数据获取完成后，工作人员根据B＝VDF(1+R)以及M＝BD公式测定碳储量M1，工作人员再通过联网获取监测林地的资料，对该林地的土壤质量、林地海拔高度、林地气候信息、降雨量信息进行收集统计，再将以上数据和测定的M1一同储存，间隔一个月后，再对监测目标范围内的碳储量进行计算，测定碳储量M2，碳汇为一定时间内森林碳储量的变化量变化值，通过M2-M1，即可获取单月时间内的碳汇；
接着工作人员获取一年中12个月中每个月的碳汇量值，同时在碳汇统计卫星图像标记该林地内其他九组5m*5m的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为对比项，将十组数据上传至服务器，去除最大以及最小值，取得平均值后获得最终碳汇数据；
随后工作人员收集完成碳汇数据后，通过数据上传模块将碳汇数据传递给录入模块，而录入模块在将数据传递给对比识别模块的过程中，可通过联网认证模块处获取林地当前月份的气候信息、降雨量信息以及该林地的土壤质量、林地海拔高度信息，对比识别模块在获得碳汇数据后，可根据当前月份、气候、降雨量、土壤质量、林地海拔高度以及树木种类信息联动数据储存模块进行检索，查看数据储存模块内是否存储有相似的碳汇数据，若数据储存模块内没有与之相似的数据，数据储存模块会记录该数据并存储，若数据储存模块有与之相识的数据，对比识别模块会获取全部相似数据内的碳汇值与上传数据的碳汇值进行比对，若上传碳汇值与储存碳汇值的极值间差距较大则舍弃，若在储存碳汇值的极值内或与极值范围相近则保存，通过以上操作，能极大的提升系统的数据多样性，同时能避免异常数据录入影响碳汇值的测定精度；
最后系统需要获取某一林地的碳汇值时，卫星识别模块能以5m*5m的空间范围，将林地划分为若干小区域，卫星识别模块再根据小区域内林木种类，对每个小区域内的数据向录入模块中录入，录入模块在向对比识别模块传输数据的过程中，联网认证模块传递的关于该林地的月份的气候信息、降雨量信息以及该林地的土壤质量、林地海拔高度信息会一同录入，对比识别模块根据气候信息、降雨量信息、林地的土壤质量、林地海拔高度、林木种类以及月份信息，在数据储存模块中查询与之匹配的已录入的对应碳汇值与填入5m*5m小区域中，在林地全部范围内都对应填入碳汇值数据后，系统再将全部碳汇值数据相加，即可算得指定林地的碳汇总量。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法，其特征在于，所述该构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法包括以下步骤：
S1、林地监测目标选定：
通过卫星图像选取该林地内的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为监测目标；
S2、区块数据采集：
工作人员前往监测目标地点，对该范围内的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行统计；
S3、区块内碳储量计算：
计算监测目标范围内的碳储量M1；
S4、林地数据获取：
通过联网获取监测林地的资料，对该林地的土壤质量、林地海拔高度、林地气候信息、降雨量信息进行收集统计；
S5、碳汇测得：
保护监测目标，间隔一个月后，再对监测目标范围内的碳储量进行计算，测定碳储量M2，碳汇为一定时间内森林碳储量的变化量变化值，通过M2-M1，即可获取单月时间内的碳汇。
S6、碳汇统计：
根据S1-5中的碳汇量统计方式，来获取一年中12个月中每个月的碳汇量值，同时在碳汇统计卫星图像标记该林地其他九组乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为对比项，将十组数据上传至服务器，去除最大以及最小值，取得平均值后获得最终碳汇数据。
2.根据权利要求1所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述卫星图像选取林地内单位面积为5m*5m的乔木林、竹林、灌木林、疏林、新造林以及灌丛作为监测目标。
3.根据权利要求2所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述监测目标范围内的碳储量计算公式为M＝BD计算，其中M为碳储量，B为生物量，D为碳密度。
4.根据权利要求3所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述生物量指树木、树皮、树叶、树干等植物组织的总重量，碳密度指每单位生物量所含碳的量，通常用百分数表示。
5.根据权利要求3所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述而生物量B＝VDF(1+R)，其中V为监测目标范围内林分蓄积量3，D为木材密度(Mg*-3)，F为林木地上生物量和树上生物量的比值(无量纲)，R为林木的根茎比。
6.根据权利要求4所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述监测目标范围内林分蓄积量、林木地上生物量和树上生物量的比值通过采集的树木类型、树木高度、树木直径、树木叶面积数据来求得，而碳密度数据、木材密度以及根茎比等数据可根据树木类型查表获取。
7.一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法系统，其特征在于：应用于如权利要求1-6任一项所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法，所述该构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法系统，包括卫星识别模块和对比识别模块，所述卫星识别模块的输出端连接有录入模块，且录入模块的输入端连接有联网认证模块，所述录入模块的输出端连接有对比识别模块，且对比识别模块的输出端连接有数据储存模块，所述数据储存模块的输出端连接有计算模块，且计算模块的输出端连接有客户端。
8.根据权利要求7所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述对比识别模块用于在数据储存模块内查询是否与录入模块录入内容相近的数据。
9.根据权利要求7所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法、系统及装置，其特征在于，所述数据储存模块用于储存录入模块的林地碳汇值数据。
10.一种无人机，其特征在于：应用于如权利要求1-6任一项所述的一种构建科学的碳汇模型的碳汇监测方法，所述无人机上搭载有高清3D测距仪，在对树木高度、树木直径、树木叶面积等数据进行测得时，无人机从林木底端向顶端飞行的过程中，可对以上数据进行测得。
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2023
- 2023-11-07 CN CN202311474887.3A patent/CN117789045B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117789045B (zh) | 2024-06-25 |
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