一种林业碳汇测算和计量方法与流程

1.本发明属于地理科学技术领域，尤其涉及一种林业碳汇测算和计量方法。


背景技术：

2.目前，林业是指保护生态环境保持生态平衡，培育和保护森林以取得木材和其他林产品、利用林木的自然特性以发挥防护作用的生产部门，是国民经济的重要组成部分之一。林业在人和生物圈中，通过先进的科学技术和管理手段，从事培育、保护、利用森林资源，充分发挥森林的多种效益，且能持续经营森林资源，促进人口、经济、社会、环境和资源协调发展的基础性产业和社会公益事业。为了研究林业区域，在一定时间段内，碳储量的变化量与碳排放量之间的差值，需要对林业碳汇进行测算。其中，碳汇指通过植树造林、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。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中林业碳汇测算和计量过程中，采集的样本数据无法保证林业碳汇测算和计量的准确度。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种林业碳汇测算和计量方法。
5.本发明是这样实现的，一种林业碳汇测算和计量方法，所述林业碳汇测算和计量方法，包括：
6.步骤一，通过遥感图像获取该区域森林面积及获取土地利用率及变化信息，在森林中进行抽样设计；
7.步骤二，采集待检测林业中树叶片和树下侧覆盖土壤，确定植物叶片的碳含量及森林中各个树的年龄；同时确定森林土壤中有机碳的含量；
8.步骤三，根据植物叶片的碳含量及森林中各个树的年龄，获得有机碳倍增指数，建立指数倍增方程，确定树有机碳倍增速率模型；
9.步骤四，检测树下侧覆盖土壤中有机碳的含量，计算出目标林业特定林龄时碳汇能力；将上述数据传递到云服务中，利用大数据处理技术按照树碳库的变化和土壤碳库的变化计算得到年度碳库变化。
10.进一步，所述步骤一中，遥感图像获取该区域森林面积及获取土地利用率及变化信息，具体过程为：
11.用遥感技术获取该区域图像，并对该区域中的遥感图像进行预处理；
12.遥感图像预处理完成后，对遥感图像进行深度处理，确定该区域的林业覆盖面积，计算出土地利用率及变化信息。
13.进一步，所述遥感图像进行预处理，包括：遥感图像数字化、遥感图像几何变换、遥感图像归一化、遥感图像平滑、遥感图像增强。
14.进一步，所述遥感图像平滑具体过程为：
15.根据目标参数，在遥感图像中确定对应的模板，使模板包含其周围的临近像素，建立一个滤波模板；
16.再用建立的模板中的全体像素的平均值来代替原来像素值。
17.进一步，所述遥感图像进行深度处理包括：遥感图像压缩、遥感增强复原、遥感匹配、遥感描述识别。
18.进一步，所述遥感图像压缩具体过程为：
19.将rgb颜色模式图像数据，转换为ycbcr颜色模式的数据；
20.通过离散余弦变换将光强数据转换成频率数据，以获取强度变化的图像；
21.将获取的图像转换为频率系数，并对频率系数进行量化，进行编码。
22.进一步，所述步骤一中，在森林中进行抽样设计具体过程为：
23.在获取的遥感图像中，确定一定比例的网格作为抽样单元；
24.在抽样单元内部确定相应的抽样点，并确定抽样点的属性特征进行统计。
25.进一步，所述步骤四中，检测树下侧覆盖土壤中有机碳的含量具体过程为：
26.按有机质含量的规定称取制备好的风干试样0.05～0.5g，置入150ml三角瓶中，加粉末状的硫酸银0.1g，然后用自动调零滴定管，准确加入0.4mol/l重铬酸钾-硫酸溶液10ml摇匀；
27.将盛有试样的三角瓶装一简易空气冷凝管，移置已预热到200～230℃的电砂浴上加热；当空气冷凝管下端落下第一滴冷凝液，开始记时；
28.消煮完毕后，将三角瓶从电砂浴上取下，冷却片刻，用水冲洗冷凝管内壁及其底端外壁，使洗涤液流入原三角瓶，瓶内溶液的总体积进行控制，加3～5滴邻菲啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的重铬酸钾；
29.每批试样测定必须同时做2～3个空白标定，取0.500g粉末状二氧化硅代替试样，其他步骤与试样测定相同，取其平均值。
30.本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的林业碳汇测算和计量方法。
31.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的林业碳汇测算和计量方法。
32.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过遥感图像获取该区域森林面积及获取土地利用率及变化信息，在森林中进行抽样设计，为提高林业碳汇测算和计量的准确度，提高了可靠的样本数据。本发明确定植物叶片的碳含量及森林中各个树的年龄；同时确定森林土壤中有机碳的含量，提高了检测的准确度。本发明将检测的数据传递到云服务中，利用大数据技术按照树碳库的变化和土壤碳库的变化计算得到年度碳库变化，提高了数据处理的准确度和效率。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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这些附图获得其他的
附图。
34.图1是本发明实施例提供的林业碳汇测算和计量方法流程图。
35.图2是本发明实施例提供的遥感图像获取该区域森林面积及获取土地利用率及变化信息方法流程图。
36.图3是本发明实施例提供的遥感图像压缩方法流程图。
37.图4是本发明实施例提供的在森林中进行抽样设计方法流程图。
38.图5是本发明实施例提供的检测林下土壤中有机碳的含量方法流程图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种林业碳汇测算和计量方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
41.如图1所示，本发明实施例提供的林业碳汇测算和计量方法，包括：
42.s101：通过遥感图像获取该区域森林面积及获取土地利用率及变化信息，在森林中进行抽样设计；
43.s102：采集待检测林业中树叶片和林下土壤，确定植物叶片的碳含量及森林中每棵树的年龄；同时确定森林土壤中有机碳的含量；
44.s103：根据植物叶片的碳含量及森林中每棵树的年龄，获得有机碳倍增指数，建立指数倍增方程，确定树木有机碳倍增速率模型；
45.s104：检测树下侧覆盖土壤中有机碳的含量，计算出目标森林特定树龄的碳汇能力；将上述数据传递到云服务中，利用大数据技术按照树碳库的变化和土壤碳库的变化计算得到年度碳库变化。
46.如图2所示，本发明实施例提供的s101中，遥感图像获取该区域森林面积及获取土地利用率及变化信息，具体过程为：
47.s201：用遥感技术获取该区域图像，并对该区域中的遥感图像进行预处理；
48.s202：遥感图像预处理完成后，对遥感图像进行深度处理，确定该区域的森林覆盖面积，计算出土地利用率及变化信息。
49.所述遥感图像进行预处理，包括：遥感图像数字化、遥感图像几何变换、遥感图像归一化、遥感图像平滑、遥感图像增强。
50.所述遥感图像平滑具体过程为：
51.根据目标参数，在遥感图像中确定对应的模板，使模板包含其周围的临近像素，建立一个滤波模板；
52.再用建立的模板中的全体像素的平均值来代替原来像素值。
53.所述遥感图像进行深度处理包括：遥感图像压缩、遥感增强复原、遥感匹配、遥感描述识别。
54.如图3所示，本发明实施例提供的遥感图像压缩具体过程为：
55.s301：将rgb颜色模式图像数据，转换为ycbcr颜色模式的数据；
56.s302：通过离散余弦变换将光强数据转换成频率数据，以获取强度变化的图像。
57.s303：将s302获取的图像转换为频率系数，并对频率系数进行量化，进行编码。
58.如图4所示，本发明实施例提供的s101中，在森林中进行抽样设计具体过程为：
59.s401：在获取的遥感图像中，确定一定比例的网格作为抽样单元；
60.s402：在抽样单元内部确定相应的抽样点，并确定抽样点的属性特征进行统计。
61.如图5所示，本发明实施例提供的s104中，检测林下土壤中有机碳的含量具体过程为：
62.s501：按有机质含量的规定称取制备好的风干试样0.05～0.5g，置入150ml三角瓶中，加粉末状的硫酸银0.1g，然后用自动调零滴定管，准确加入0.4mol/l重铬酸钾-硫酸溶液10ml摇匀；
63.s502：将盛有试样的三角瓶装一简易空气冷凝管，移置已预热到200～230℃的电砂浴上加热；当空气冷凝管下端落下第一滴冷凝液，开始记时；
64.s503：消煮完毕后，将三角瓶从电砂浴上取下，冷却片刻，用水冲洗冷凝管内壁及其底端外壁，使洗涤液流入原三角瓶，瓶内溶液的总体积进行控制，加3～5滴邻菲啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的重铬酸钾。
65.s504：每批试样测定必须同时做2～3个空白标定，取0.500g粉末状二氧化硅代替试样，其他步骤与试样测定相同，取其平均值。
66.以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内，凡在本发明的思路和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。