一种城市多源碳排放的数字孪生体构建方法与流程

本技术涉及碳排放监测，具体涉及一种城市多源碳排放的数字孪生体构建方法。

背景技术：

1、城市作为碳排放的核心载体，贡献了全国70%以上的碳排放总量，而数字孪生技术作为物理空间与数字空间的实时映射技术，已经在城市治理领域得到应用，此时构建面向城市多源碳排放的数字孪生体已逐步发展为城市治理的热点技术，但当前面向碳排放的数字孪生体大多仅实现了排放源的静态台账映射，没有涉及城市碳汇能力的影响。现有的城市碳排放数字孪生体构建中，一般为静态的碳排放量映射，没有考虑到城市碳汇能力。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种城市多源碳排放的数字孪生体构建方法，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，提供一种城市多源碳排放的数字孪生体构建方法，所述方法包括：

3、在城市的每个区域内，对每个碳汇载体的遥感数据进行分析，得到每个碳汇载体的植被碳汇基准值和实际植被指数，对每个碳汇载体的土壤监测数据进行分析，得到每个碳汇载体的土壤碳汇基准值；其中，碳汇载体指示碳吸收的核算主体，实际植被指数用于表征植被的长势；

4、根据每个碳汇载体的实际植被指数与预设的基准植被指数的偏差程度，确定每个碳汇载体的季节修正系数；

5、根据每个碳汇载体的实际土壤温度与预设的基准土壤温度之间的偏差、每个碳汇载体的实际土壤湿度与预设的基准土壤湿度之间的偏差，确定每个碳汇载体的土壤温湿修正系数；

6、将每个碳汇载体的植被碳汇基准值、土壤碳汇基准值、季节修正系数、所述土壤温湿修正系数进行融合，得到每个碳汇载体的实际碳汇值；

7、对每个区域内多个碳排放源的碳排放源数据进行分析，得到每个区域的实际碳排放量，根据每个区域的实际碳排放量和每个区域内多个碳汇载体的实际碳汇值之间的差异，确定每个区域的净碳排放量；净碳排放量用于构建城市多源碳排放的数字孪生体。

8、可选地，对每个碳汇载体的遥感数据进行分析，得到每个碳汇载体的植被碳汇基准值和实际植被指数，包括：

9、对每个碳汇载体的遥感数据进行预处理，得到红光波段的反射率数据和近红外波段的反射率数据；

10、根据红光波段的反射率数据和近红外波段的反射率数据之间的差异、红光波段的反射率数据和近红外波段的反射率数据之间的关联程度，确定每个碳汇载体的实际植被指数；

11、针对每个碳汇载体在第一历史时段内的遥感数据，对红光波段的反射率数据和近红外波段的反射率数据进行分析，得到每个碳汇载体的历史植被指数；

12、获取每个碳汇载体的地块面积和对应的植被类型；

13、对每个碳汇载体的历史植被指数、地块面积和对应的植被类型进行分析，得到每个碳汇载体的植被碳汇基准值。

14、可选地，对每个碳汇载体的历史植被指数、地块面积和对应的植被类型进行分析，得到每个碳汇载体的植被碳汇基准值，包括：

15、根据每个碳汇载体的植被类型，确定对应的植被类型转换系数；

16、根据每个碳汇载体的地块面积、历史植被指数、对应的植被类型转换系数之间的关联程度，确定每个碳汇载体的植被碳汇基准值。

17、可选地，对每个碳汇载体的土壤监测数据进行分析，得到每个碳汇载体的土壤碳汇基准值，包括：

18、获取每个碳汇载体的土壤类型和地块面积；

19、根据每个碳汇载体在第二历史时段内的土壤监测数据，确定每个碳汇载体的土壤有机质含量；

20、根据每个碳汇载体的土壤类型，确定对应的土壤类型转换系数；

21、根据每个碳汇载体的地块面积、所述土壤有机质含量、对应的土壤类型转换系数之间的关联程度，确定每个碳汇载体的土壤碳汇基准值。

22、可选地，根据每个碳汇载体的实际植被指数与预设的基准植被指数的偏差程度，确定每个碳汇载体的季节修正系数，包括：

23、计算每个碳汇载体的实际植被指数与预设的基准植被指数的比值，得到每个碳汇载体的季节修正系数。

24、可选地，根据每个碳汇载体的实际土壤温度与预设的基准土壤温度之间的偏差、每个碳汇载体的实际土壤湿度与预设的基准土壤湿度之间的偏差，确定每个碳汇载体的土壤温湿修正系数，包括：

25、根据每个碳汇载体的实际土壤温度相对于所述基准土壤温度的偏离方向和偏离程度，确定每个碳汇载体的温度修正系数；

26、根据每个碳汇载体的实际土壤湿度相对于所述基准土壤湿度的偏离方向和偏离程度，确定每个碳汇载体的湿度修正系数；

27、根据每个碳汇载体的温度修正系数和其湿度修正系数的乘积，确定每个碳汇载体的土壤温湿修正系数。

28、可选地，将每个碳汇载体的植被碳汇基准值、土壤碳汇基准值、季节修正系数、所述土壤温湿修正系数进行融合，得到每个碳汇载体的实际碳汇值，包括：

29、计算每个碳汇载体的植被碳汇基准值与其季节修正系数的乘积，得到每个碳汇载体的植被实际碳汇量；

30、计算每个碳汇载体的土壤碳汇基准值与其土壤温湿修正系数的乘积，得到每个碳汇载体的土壤实际碳汇量；

31、根据每个碳汇载体的植被实际碳汇量和其土壤实际碳汇量，确定每个碳汇载体的实际碳汇值。

32、可选地，对每个区域内多个碳排放源的碳排放源数据进行分析，得到每个区域的实际碳排放量，包括：

33、获取每个区域内每个碳排放源的活动水平值；

34、根据每个碳排放源的排放类型，确定对应的基准排放因子；

35、计算每个碳排放源的活动水平值与其基准排放因子的乘积，得到每个碳排放源的局部碳排放量；

36、计算每个区域内多个碳排放源的局部碳排放量之和，得到每个区域的实际碳排放量。

37、可选地，根据每个区域的实际碳排放量和每个区域内多个碳汇载体的实际碳汇值之间的差异，确定每个区域的净碳排放量，包括：

38、根据碳碳转换系数将每个区域的实际碳汇值进行转换，得到每个区域的二氧化碳减排量；碳碳转换系数表征碳与二氧化碳的转换系数；

39、计算每个区域内多个碳汇载体的实际碳汇值之和，得到每个区域的实际碳汇总和；

40、计算每个区域的实际碳排放量与其实际碳汇总和之间的差值，得到每个区域的净碳排放量。

41、可选地，根据每个区域的实际碳排放量和每个区域内多个碳汇载体的实际碳汇值之间的差异，确定每个区域的净碳排放量之后，还包括：

42、将各区域的净碳排放量映射至三维模型中对应的区域位置，以生成城市多源碳排放的数字孪生体。

43、本技术具有如下有益效果：在城市的每个区域内，对每个碳汇载体的遥感数据进行分析得到植被碳汇基准值和实际植被指数，并对土壤监测数据进行分析得到土壤碳汇基准值，同时根据实际植被指数与基准植被指数的偏差程度确定季节修正系数、根据实际土壤温度和湿度与基准值的偏差确定土壤温湿修正系数，再将植被碳汇基准值、土壤碳汇基准值、季节修正系数和土壤温湿修正系数进行融合得到实际碳汇值，最后对碳排放源数据进行分析得到实际碳排放量，并根据实际碳排放量与区域内多个碳汇载体的实际碳汇值之间的差异确定用于构建城市多源碳排放数字孪生体的净碳排放量。克服了无法实现动态净碳排放核算的技术缺陷，同时通过季节修正系数和土壤温湿修正系数的动态修正机制，避免了季节变化和土壤动态变化无法反映、碳汇估算偏差大的技术问题，提高了碳汇估算的准确性和时效性，使得构建的数字孪生体能够真实反映城市各区域净碳排放的时空动态变化，为城市气候管理提供了精准、可靠的数据支撑，有效提升了城市气候管理的精细化水平。