一种基于碳收支平衡分析的高原湖泊区域碳中和计算方法与流程

1.本发明涉及碳中和计算技术领域，具体涉及一种基于碳收支平衡分析的高原湖泊区域碳中和计算方法。


背景技术：

2.碳中和(carbon neutrality)，节能减排术语，是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。而碳达峰则指的是碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段。简单地说，也就是让二氧化碳排放量收支相抵。
3.现有技术cn202110174194.7公开了一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，包括以下步骤：第一步骤：提出城市或城区的碳中和建设目标，即区域的固碳比限值要求；第二步骤：确定第一量表；第三步骤：基于第一量表中的数据进行区域的碳收支计算；第四步骤：计算区域固碳比；第五步骤：将步骤四中计算所得的固碳比与步骤一确定的固碳比要求进行对比；当计算固碳比不符合固碳比要求时，按照碳中和建设策略进行优化，修正规划设计指标，并返回步骤二；当计算固碳比符合固碳比要求时，结束计算。其建立了一套完整的碳中和区域规划建设流程中的复合系统定量分析工具，科学测算碳中和区域规划设计方案的碳中和实现效果，以及对比不同规划设计方案下的碳排放量。
4.上述现有技术，虽然定量实现了碳中和的定量分析，但是碳中和的计算流程复杂，且仅能进行现有时序的碳中和计算，不能保证在未来时序的实现碳中和，以及为了实现未来时序的碳中和而进行提前规划，碳中和准确度低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于碳收支平衡分析的高原湖泊区域碳中和计算方法，以解决现有技术中碳中和的计算流程复杂，且仅能进行现有时序的碳中和计算，不能保证在未来时序的实现碳中和，以及为了实现未来时序的碳中和而进行提前规划，碳中和准确度低的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
7.一种基于碳收支平衡分析的高原湖泊区域碳中和计算方法，包括以下步骤：
8.步骤s1、在高原湖泊区域中选取出与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域，并在所述高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态固碳力的时序规律，再基于所述静态固碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型；
9.在所述高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态排碳力的时序规律，再基于所述静态排碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型；
10.步骤s2、利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型预估出所述高原湖泊区域在未来时序处的静态固碳力，并基于未来时序处的静态固碳力计算得
到所述高原湖泊区域在未来时序处的静态碳固定量；
11.利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型预估出所述高原湖泊区域在未来时序处的静态排碳力，并基于未来时序处的静态排碳力计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的静态碳排放量；
12.步骤s3、为所述高原湖泊样本区域添加动态排碳力和动态固碳力的未知量，并根据动态排碳力和动态固碳力的未知量计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的动态碳排放量和动态碳固定量的未知量，再计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量和总碳固定量的未知量；
13.步骤s4、基于所述总碳固定量和总碳排放量的未知量差值得到所述高原湖泊区域在未来时序处的总碳余量的未知量，以保障未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化来使得动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量，再将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量，以实现提前实时调整高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划量来使得高原湖泊区域实时处于碳收支平衡的碳中和状态。
14.作为本发明的一种优选方案，所述在高原湖泊区域中选取出与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域，包括：
15.设定高原湖泊样本区域的遥感图像框架，通过所述高原湖泊区域的遥感图像和高原湖泊样本区域的遥感图像框架的尺寸比值作为高原湖泊区域的遥感图像的压缩比例；
16.将所述高原湖泊区域的遥感图像按压缩比例进行压缩得到高原湖泊区域的遥感压缩图像；
17.将所述高原湖泊区域的遥感图像进行位移式切割得到一组表征高原湖泊局部区域的遥感局部图像，并依次计算一组遥感局部图像与所述遥感压缩图像的图像特征相似度，选取具有最高图像特征相似度的遥感局部图像对应的高原湖泊局部区域作为所述高原湖泊样本区域；
18.优选的，将所述高原湖泊区域的遥感图像进行位移式切割得到一组表征高原湖泊局部区域的遥感局部图像，包括：
19.将所述高原湖泊区域的遥感图像的中心点作为切割原点，并将根据所述高原湖泊样本区域的遥感图像框架中心点作为切割动点，设定出切割动点的位移步进值；
20.提取出所述高原湖泊区域的遥感图像的横向极限值和纵向极限值，将横向极限值、纵向极限值分别移至与切割原点横向共线连接、纵向共线连接得到横向移动基线、纵向移动基线；
21.将横向移动基线从切割原点向纵向移动基线两端处按位移步进值进行纵向平移得到一组横向移动线，将所述纵向移动基线从切割原点向横向移动基线两端处按位移步进值进行横向平移得到一组纵向移动线，将所述横向移动线和纵向移动线的所有交点均作为所述切割动点的可选点，并依次将切割动点移动至每个所述可选点处以使得所述遥感图像框架随切割动点移动将所述高原湖泊区域的遥感图像切割为一组遥感局部图像；
22.优选的，遥感局部图像与所述遥感压缩图像的图像特征相似度计算方法包括：
23.将所述遥感局部图像和遥感压缩图像均转换为图向量形式，将转换为图向量形式的所述遥感局部图像和遥感压缩图像分别输入cnn卷积神经网络进行特征提取得到遥感局
部图像的图像特征序列和遥感压缩图像的图像特征序列；
24.利用欧式距离度量遥感局部图像的图像特征序列和遥感压缩图像的图像特征序列的图像特征相似度，以实现对所述高原湖泊区域的生态系统与遥感局部图像对应的局部高原湖泊区域的生态系统间的相似度的衡量，所述图像特征相似度的计算公式为：
[0025][0026]
式中，p表征为图像特征相似度，ai、bi分别表征为第i个遥感局部图像的图像特征序列和遥感压缩图像的图像特征序列，i为计量常数，无实质含义。
[0027]
作为本发明的一种优选方案，在所述高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态固碳力的时序规律，再基于所述静态固碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型，包括：
[0028]
设定采集时序，在高原湖泊样本区域中按采集时序进行静态固碳力的采集得到一组表征高原湖泊样本区域中的静态固碳力时序规律的静态固碳力时序数据，并将静态固碳力时序数据中每个采集时序上的静态固碳力数据量化为单个训练样本，其中，所述静态固碳力和采集时序的时序值分别为样本标签和样本数据；
[0029]
将训练样本代入至lstm时序预测模型中得到表征为静态固碳力的时序规律的静态固碳力时序预估模型，其中，所述静态固碳力的时序规律表征为静态固碳力和时序的非线性映射关系，所述静态固碳力时序预估模型的输入项为时序值，输出项为静态固碳力，所述静态固碳力表征为高原湖泊样本区域的固有生态系统的固碳力；
[0030]
在所述高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态排碳力的时序规律，再基于所述静态排碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型，包括：
[0031]
在高原湖泊样本区域中按采集时序进行静态排碳力的采集得到一组表征高原湖泊样本区域中静态排碳力时序规律的静态排碳力时序数据，并将静态排碳力时序数据中每个时序上的静态排碳力数据量化为单个训练样本，其中，所述静态排碳力和采集时序的时序值分别为样本标签和样本数据；
[0032]
将训练样本代入至lstm时序预测模型中得到表征为静态排碳力的时序规律的静态排碳力时序预估模型，其中，所述静态排碳力的时序规律表征为静态排碳力和时序的非线性映射关系，所述静态排碳力时序预估模型的输入项为时序值，输出项为静态排碳力，所述静态排碳力表征为高原湖泊样本区域的固有生态系统的排碳力。
[0033]
作为本发明的一种优选方案，所述利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型预估出所述高原湖泊区域在未来时序处的静态固碳力，包括：
[0034]
将未来时序的时序值输入至静态固碳力时序预估模型中，由所述静态固碳力时序预估模型输出高原湖泊样本区域在未来时序处的静态固碳力；
[0035]
将高原湖泊样本区域在未来时序处的静态固碳力乘以压缩比例得到高原湖泊区域在未来时序处的静态固碳力。
[0036]
作为本发明的一种优选方案，基于未来时序处的静态固碳力计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的静态碳固定量，包括：
[0037]
将所有未来时序处所述静态固碳力基于时序进行积分处理得到所述高原湖泊区域在未来时序处的静态碳固定量，所述静态碳固定量的计算公式为：
[0038][0039]
式中，sn表征为第n个未来时序tn处的静态碳固定量，表征为第j个未来时序tj处的静态固碳力，n为未来时序的总数目，tj、t
j 1
分别表征为第j、j 1个未来时序，j为计量常数，无实质含义。
[0040]
作为本发明的一种优选方案，所述利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型预估出所述高原湖泊区域在未来时序处的静态排碳力，包括：
[0041]
将未来时序的时序值输入至静态排碳力时序预估模型中，由所述静态排碳力时序预估模型输出高原湖泊样本区域在未来时序处的静态排碳力；
[0042]
将高原湖泊样本区域在未来时序处的静态排碳力乘以压缩比例得到高原湖泊区域在未来时序处的静态排碳力。
[0043]
作为本发明的一种优选方案，所述基于未来时序处的静态排碳力计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的静态碳排放量，包括：
[0044]
将所有未来时序处所述静态排碳力基于时序进行积分处理得到所述高原湖泊区域在未来时序处的静态碳排放量，所述静态碳排放量的计算公式为：
[0045][0046]
式中，qn表征为第n个未来时序tn处的静态碳排放量，表征为第j个未来时序tj处的静态排碳力，n为未来时序的总数目，tj、t
j 1
分别表征为第j、j 1个未来时序，j为计量常数，无实质含义。
[0047]
作为本发明的一种优选方案，所述根据动态排碳力和动态固碳力的未知量计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的动态碳排放量和动态碳固定量的未知量，再计算得到所述高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量和总碳固定量的未知量，包括：
[0048]
将所有未来时序处所述动态固碳力的未知量基于时序进行积分处理得到所述高原湖泊区域在未来时序处的动态碳固定量的未知量，所述动态碳固定量的未知量的计算公式为：
[0049][0050]
式中，sn表征为第n个未来时序tn处的动态碳固定量的未知量，表征为第j个未来时序tj处的动态固碳力的未知量，h表征为压缩比例；
[0051]
将所有未来时序处所述动态排碳力的未知量基于时序进行积分处理得到所述高原湖泊区域在未来时序处的动态碳排放量的未知量，所述动态碳排放量的未知量的计算公
式为：
[0052][0053]
式中，qn表征为第n个未来时序tn处的动态碳排放量的未知量，表征为第j个未来时序tj处的动态排碳力的未知量；
[0054]
所述高原湖泊区域在未来时序处的总碳固定量的未知量的计算公式为：
[0055]
s＝sn sn；
[0056]
式中，s表征为第n个未来时序tn处的总碳固定量的未知量；
[0057]
所述高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量的未知量的计算公式为：
[0058]
q＝qn qn；
[0059]
式中，q表征为第n个未来时序tn处的总碳排放量的未知量；
[0060]
其中，动态固碳力表征为人工为高原湖泊样本区域添加的生态系统的排碳力，动态排碳力表征为人工为高原湖泊样本区域添加的生态系统的排碳力。
[0061]
作为本发明的一种优选方案，所述以保障未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化来使得动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量，包括：
[0062]
总碳余量的未知量等于高原湖泊区域在未来时序处的总碳固定量的未知量与高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量的未知量的差值，所述总碳余量的未知量的计算公式为：
[0063]
δc＝s-q；
[0064]
将总碳余量的未知量δc进行最小化求解得到动态排碳力和动态固碳力的确定值，以实现将动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量。
[0065]
作为本发明的一种优选方案，所述将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量，包括：
[0066]
将将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊样本区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量；
[0067]
将高原湖泊样本区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量乘以压缩比例得到高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量。
[0068]
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0069]
本发明在高原湖泊区域中选取出与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域，并在所述高原湖泊样本区域中进行高原湖泊样本区域中静态固碳力的时序规律和静态排碳力的时序规律的提取，在按压缩比例映射高原湖泊区域中有效的降低数据采集量和数据处理量，提高数据处理效率，并且保障未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化来使得动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量，再将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量，以实现提前实时调整高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划量来使得高原湖泊区域实时处于碳收支平衡的碳中和状态。
附图说明
[0070]
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0071]
图1为本发明实施例提供的高原湖泊区域碳中和计算方法流程图。
具体实施方式
[0072]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0073]
如图1所示，为了保障高原湖泊区域处于碳中和状态，需要保持高原湖泊区域的生态系统处于碳收支平衡，然而高原湖泊区域的生态系统通常在没有外力改变的情况下呈现固定生态趋势不变，因此高原湖泊区域的生态系统的固有碳收支呈固定变化趋势，此时如果碳收支为不平衡状态，则无法在不借助外力的情况下达到碳中和状态，因此本发明提供了一种基于碳收支平衡分析的高原湖泊区域碳中和计算方法，通过对高原湖泊区域的生态系统的固有固碳力和排碳力的时序规律进行提取，而后在固有固碳力和排碳力基础上添加动态固碳力和动态排碳力以实时保持高原湖泊区域的生态系统处于碳收支平衡，最终实现高原湖泊区域处于碳中和状态。
[0074]
一种基于碳收支平衡分析的高原湖泊区域碳中和计算方法，包括以下步骤：
[0075]
为了测算出高原湖泊区域中固有生态系统产生的固碳力时序规律和排碳力时序规律，需要通过对高原湖泊区域整个区域进行固碳力时序数据和排碳力时序数据的采集和处理，而高原湖泊区域的面积过大，导致需要采集和处理的时序数据量也过大，处理效率太低，因此本实施例通过在高原湖泊区域中选取一个与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域，利用高原湖泊样本区域进行测算，然后进行比例放大即可，可成比例的降低数据处理量，以及成比例的提高数据处理效率，具体方法如下：
[0076]
步骤s1、在高原湖泊区域中选取出与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域。
[0077]
在高原湖泊区域中选取出与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域，包括：
[0078]
设定高原湖泊样本区域的遥感图像框架，通过高原湖泊区域的遥感图像和高原湖泊样本区域的遥感图像框架的尺寸比值作为高原湖泊区域的遥感图像的压缩比例；
[0079]
将高原湖泊区域的遥感图像按压缩比例进行压缩得到高原湖泊区域的遥感压缩图像；
[0080]
将高原湖泊区域的遥感图像进行位移式切割得到一组表征高原湖泊局部区域的遥感局部图像，并依次计算一组遥感局部图像与遥感压缩图像的图像特征相似度，选取具有最高图像特征相似度的遥感局部图像对应的高原湖泊局部区域作为高原湖泊样本区域；
[0081]
优选的，将高原湖泊区域的遥感图像进行位移式切割得到一组表征高原湖泊局部区域的遥感局部图像，包括：
[0082]
将高原湖泊区域的遥感图像的中心点作为切割原点，并将根据高原湖泊样本区域的遥感图像框架中心点作为切割动点，设定出切割动点的位移步进值；
[0083]
提取出高原湖泊区域的遥感图像的横向极限值和纵向极限值，将横向极限值、纵向极限值分别移至与切割原点横向共线连接、纵向共线连接得到横向移动基线、纵向移动基线；
[0084]
将横向移动基线从切割原点向纵向移动基线两端处按位移步进值进行纵向平移得到一组横向移动线，将纵向移动基线从切割原点向横向移动基线两端处按位移步进值进行横向平移得到一组纵向移动线，将横向移动线和纵向移动线的所有交点均作为切割动点的可选点，并依次将切割动点移动至每个可选点处以使得遥感图像框架随切割动点移动将高原湖泊区域的遥感图像切割为一组遥感局部图像；
[0085]
优选的，遥感局部图像与遥感压缩图像的图像特征相似度计算方法包括：
[0086]
将遥感局部图像和遥感压缩图像均转换为图向量形式，将转换为图向量形式的遥感局部图像和遥感压缩图像分别输入cnn卷积神经网络进行特征提取得到遥感局部图像的图像特征序列和遥感压缩图像的图像特征序列；
[0087]
利用欧式距离度量遥感局部图像的图像特征序列和遥感压缩图像的图像特征序列的图像特征相似度，以实现对高原湖泊区域的生态系统与遥感局部图像对应的局部高原湖泊区域的生态系统间的相似度的衡量，图像特征相似度的计算公式为：
[0088][0089]
式中，p表征为图像特征相似度，ai、bi分别表征为第i个遥感局部图像的图像特征序列和遥感压缩图像的图像特征序列，i为计量常数，无实质含义。
[0090]
位移式切割使得能够较多的采集不同类别的遥感局部图像，从而增加获得与遥感压缩图像具有图像特征相似度最高的高原湖泊样本区域的可能性，最终使得高原湖泊样本区域的生态系统与高原湖泊区域的生态系统相似度最高，在高原湖泊样本区域的生态系统获得的数据对于后续计算越有效。
[0091]
在高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态固碳力的时序规律，再基于静态固碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型；
[0092]
在高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态固碳力的时序规律，再基于静态固碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型，包括：
[0093]
设定采集时序，在高原湖泊样本区域中按采集时序进行静态固碳力的采集得到一组表征高原湖泊样本区域中的静态固碳力时序规律的静态固碳力时序数据，并将静态固碳力时序数据中每个采集时序上的静态固碳力数据量化为单个训练样本，其中，静态固碳力和采集时序的时序值分别为样本标签和样本数据；
[0094]
将训练样本代入至lstm时序预测模型中得到表征为静态固碳力的时序规律的静态固碳力时序预估模型，其中，静态固碳力的时序规律表征为静态固碳力和时序的非线性映射关系，静态固碳力时序预估模型的输入项为时序值，输出项为静态固碳力，静态固碳力
表征为高原湖泊样本区域的固有生态系统的固碳力；
[0095]
在高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态排碳力的时序规律，再基于静态排碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型；
[0096]
在高原湖泊样本区域中提取出高原湖泊样本区域中静态排碳力的时序规律，再基于静态排碳力的时序规律构建出高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型，包括：
[0097]
在高原湖泊样本区域中按采集时序进行静态排碳力的采集得到一组表征高原湖泊样本区域中静态排碳力时序规律的静态排碳力时序数据，并将静态排碳力时序数据中每个时序上的静态排碳力数据量化为单个训练样本，其中，静态排碳力和采集时序的时序值分别为样本标签和样本数据；
[0098]
将训练样本代入至lstm时序预测模型中得到表征为静态排碳力的时序规律的静态排碳力时序预估模型，其中，静态排碳力的时序规律表征为静态排碳力和时序的非线性映射关系，静态排碳力时序预估模型的输入项为时序值，输出项为静态排碳力，静态排碳力表征为高原湖泊样本区域的固有生态系统的排碳力。
[0099]
步骤s2、利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型预估出高原湖泊区域在未来时序处的静态固碳力，并基于未来时序处的静态固碳力计算得到高原湖泊区域在未来时序处的静态碳固定量；
[0100]
利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型预估出高原湖泊区域在未来时序处的静态排碳力，并基于未来时序处的静态排碳力计算得到高原湖泊区域在未来时序处的静态碳排放量；
[0101]
利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态固碳力时序预估模型预估出高原湖泊区域在未来时序处的静态固碳力，包括：
[0102]
将未来时序的时序值输入至静态固碳力时序预估模型中，由静态固碳力时序预估模型输出高原湖泊样本区域在未来时序处的静态固碳力；
[0103]
将高原湖泊样本区域在未来时序处的静态固碳力乘以压缩比例得到高原湖泊区域在未来时序处的静态固碳力。
[0104]
基于未来时序处的静态固碳力计算得到高原湖泊区域在未来时序处的静态碳固定量，包括：
[0105]
将所有未来时序处静态固碳力基于时序进行积分处理得到高原湖泊区域在未来时序处的静态碳固定量，静态碳固定量的计算公式为：
[0106][0107]
式中，sn表征为第n个未来时序tn处的静态碳固定量，表征为第j个未来时序tj处的静态固碳力，n为未来时序的总数目，tj、t
j 1
分别表征为第j、j 1个未来时序，j为计量常数，无实质含义。
[0108]
利用样本估计法根据高原湖泊样本区域的静态排碳力时序预估模型预估出高原湖泊区域在未来时序处的静态排碳力，包括：
[0109]
将未来时序的时序值输入至静态排碳力时序预估模型中，由静态排碳力时序预估
模型输出高原湖泊样本区域在未来时序处的静态排碳力；
[0110]
将高原湖泊样本区域在未来时序处的静态排碳力乘以压缩比例得到高原湖泊区域在未来时序处的静态排碳力。
[0111]
基于未来时序处的静态排碳力计算得到高原湖泊区域在未来时序处的静态碳排放量，包括：
[0112]
将所有未来时序处静态排碳力基于时序进行积分处理得到高原湖泊区域在未来时序处的静态碳排放量，静态碳排放量的计算公式为：
[0113][0114]
式中，qn表征为第n个未来时序tn处的静态碳排放量，表征为第j个未来时序tj处的静态排碳力，n为未来时序的总数目，tj、t
j 1
分别表征为第j、j 1个未来时序，j为计量常数，无实质含义。
[0115]
静态碳固定量和静态碳排放量均是时序累积量，因此第n个未来时序处的静态碳固定量和静态碳排放量由第1～n个未来时序处的静态碳固定量和静态碳排放量之和，本实施例采用积分运算进行累积求和得到。
[0116]
高原湖泊样本区域的固有生态系统具有固定的静态固碳力和静态排碳力时序规律，因此为了保证高原湖泊样本区域能够实现实时的碳中和，则需要添加外力，即在固有生态系统中添加固碳元素(光合作用的绿植)与排碳元素(呼吸作用的动物)，即添加了本实施例中的动态固碳力和动态排碳力，从而计算出未来时序处的总碳排放量和总碳固定量，具体如下：
[0117]
步骤s3、为高原湖泊样本区域添加动态排碳力和动态固碳力的未知量，并根据动态排碳力和动态固碳力的未知量计算得到高原湖泊区域在未来时序处的动态碳排放量和动态碳固定量的未知量，再计算得到高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量和总碳固定量的未知量；
[0118]
根据动态排碳力和动态固碳力的未知量计算得到高原湖泊区域在未来时序处的动态碳排放量和动态碳固定量的未知量，再计算得到高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量和总碳固定量的未知量，包括：
[0119]
将所有未来时序处动态固碳力的未知量基于时序进行积分处理得到高原湖泊区域在未来时序处的动态碳固定量的未知量，动态碳固定量的未知量的计算公式为：
[0120][0121]
式中，sn表征为第n个未来时序tn处的动态碳固定量的未知量，表征为第j个未来时序tj处的动态固碳力的未知量，h表征为压缩比例；
[0122]
将所有未来时序处动态排碳力的未知量基于时序进行积分处理得到高原湖泊区域在未来时序处的动态碳排放量的未知量，动态碳排放量的未知量的计算公式为：
[0123][0124]
式中，qn表征为第n个未来时序tn处的动态碳排放量的未知量，表征为第j个未来时序tj处的动态排碳力的未知量；
[0125]
高原湖泊区域在未来时序处的总碳固定量的未知量的计算公式为：
[0126]
s＝sn sn；
[0127]
式中，s表征为第n个未来时序tn处的总碳固定量的未知量；
[0128]
高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量的未知量的计算公式为：
[0129]
q＝qn qn；
[0130]
式中，q表征为第n个未来时序tn处的总碳排放量的未知量；
[0131]
其中，动态固碳力表征为人工为高原湖泊样本区域添加的生态系统的排碳力，动态排碳力表征为人工为高原湖泊样本区域添加的生态系统的排碳力。
[0132]
动态碳固定量和动态碳排放量均是时序调节量，因此第n个未来时序处的动态碳固定量和动态碳排放量由第n-1个未来时序处的动态固碳力和动态排碳力积分求得，即在第n-1个未来时序处的规划出需要添加的固碳元素和排碳元素，以调节第n个未来时序处的动态碳固定量和动态碳排放量，最终实现调节第n个未来时序处的总碳固定量和总碳排放量以使得总碳固定量和总碳排放量呈现碳收支平衡状态。
[0133]
步骤s4、基于总碳固定量和总碳排放量的未知量差值得到高原湖泊区域在未来时序处的总碳余量的未知量，以保障未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化来使得动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量，再将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量，以实现提前实时调整高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划量来使得高原湖泊区域实时处于碳收支平衡的碳中和状态。
[0134]
以保障未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化来使得动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量，未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化则说明碳收支平衡实现的可能性越大，包括：
[0135]
总碳余量的未知量等于高原湖泊区域在未来时序处的总碳固定量的未知量与高原湖泊区域在未来时序处的总碳排放量的未知量的差值，总碳余量的未知量的计算公式为：
[0136]
δc＝s-q；
[0137]
将总碳余量的未知量δc进行最小化求解得到动态排碳力和动态固碳力的确定值，以实现将动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量。
[0138]
将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量，包括：
[0139]
将将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊样本区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量；
[0140]
将高原湖泊样本区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量乘以压缩比例得到高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量。
[0141]
本发明在高原湖泊区域中选取出与高原湖泊区域的生态系统呈现高相似度的局部高原湖泊区域作为高原湖泊样本区域，并在高原湖泊样本区域中进行高原湖泊样本区域中静态固碳力的时序规律和静态排碳力的时序规律的提取，在按压缩比例映射高原湖泊区域中有效的降低数据采集量和数据处理量，提高数据处理效率，并且保障未来时序处的总碳余量的未知量呈最小化来使得动态排碳力和动态固碳力由未知量变为已知量，再将动态排碳力和动态固碳力的已知量换算为高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划添加量，以实现提前实时调整高原湖泊区域的生态系统的排碳元素和固碳元素的规划量来使得高原湖泊区域实时处于碳收支平衡的碳中和状态。
[0142]
以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。