[发明专利]一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法

说明书

本发明提供一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法，首先利用车载系统(包括原位测量仪、GNSS接收机、车载气象站)获取带有地理坐标的CO2浓度以及风速、风向信息，根据先验强点源排放信息，建立坐标系，转换CO2浓度坐标至强点源坐标系，根据测量信息分别以相关系数和均方根误差作为信息素，借助蚂蚁算法分别计算两种信息素标准下的可行域与初值，对可行域与初始值进行均值滤波，将滤波结果作为内点罚函数的初值与均值进行求解，获取使罚函数最小的最优解，得到兼具高精确度、高时效性性和高可用特征的强点源碳排放产品。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，根据车载测量系统在强点源附近测量所获得的实测数据，结合高斯烟羽模型定量模拟CO2排放，实现对强点源碳排放进行高准确度的实时监测。

背景技术

全球温室效应已成为世界各国关心的重要议题，巴黎协定的签署意味着世界所有主要经济体在应对气候变化、实现碳中和这一全人类面临的重大问题上达成了共识。CO2作为主要的温室气体，其造成的全球变暖效应被越来越多人关注和研究，控制CO2排放成为有效改善气候变化的有力手段。作为命运共同体的提出者，我国十分重视环境治理问题。有关资料证明，强点源碳排放占人为总排放的31％，如何准确实时检测这一类碳排放成为碳中和首要面临的问题之一。

目前现有手段主要包括通过统计年鉴对其进行粗略性的年际评估方式和基于卫星遥感监测手段测算碳排放方式。其中，通过统计年鉴对其进行粗略性的年际评估方式其时效性与精度都难以满足碳排放监测目的，而基于卫星遥感监测手段测算碳排放方式虽然具有高时效性和高分辨率的特点，但由于卫星受限于轨道和大气情况影响，只能在特定飞行时间对同一地点在大气环境良好的情况下进行碳排放测算，并且在无法提供准确大气信息情况时，现有卫星反演手段会出现难以收敛现象，同时在云层覆盖情况下也难以进行碳排放反演工作，这些因素在很大程度上限制了通过卫星监测方式实现碳排放的检测。

发明内容

本发明针对现有碳排放监测手段不足，提供一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法，充分利用车载系统高灵活性、气象数据的高时效性以及现有高斯烟羽模型，得到兼具高精确度、高时效性性和高可用特征的强点源碳排放产品。

本专利提出一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法，可以精确且实时地测算强点源碳排放。得益于车载系统的灵活简便性，在实际测量过程中，可以通过合理的测量轨迹规划，从而获取大量CO2浓度信息。通过高精度的CO2浓度信息、气象参数等辅助数据以及高斯烟羽模型，本专利所提方法可以快速精确计算强点源碳排放数据，该方法的推广将为我国碳排放监测事业提供一种新的检测手段。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法，包括以下步骤：

步骤1，通过车载系统测量必要观测信息，包括车载系统实时GNSS定位信息、CO2浓度信息、大气观测信息；

步骤2，根据先验强点源排放信息，获取高斯烟羽模型所需信息，建立新坐标系，将步骤1输出的CO2浓度的坐标转换到新坐标系下；

步骤3，根据步骤2输出的新坐标系下的CO2浓度测量值及风速，分别以相关系数以及均方根误差作为适应函数，计算高斯烟羽模型未知参数对应的可行域1、可行域2以及初始值1和初始值2，所述可行域1表示通过相关性系数计算方式计算得到的未知参数的最小值与最大值，所述可行域2表示通过均方根误差计算方式计算得到的未知参数的最小值与最大值，初始值1和初始值2分别表示通过相关性系数和均方根误差计算方式计算得到的未知参数的均值；

步骤4，将步骤3解算的可行域1、可行域2和初始值1、初始值2分别进行均值滤波，获取高斯烟羽模型中未知参数的可行域以及初始值，通过内点罚函数求解未知参数，输出所测强点源排放处的碳排放量。

进一步的，所述车载系统包括原位测量仪、GNSS接收机、车载气象站。

进一步的，步骤1中测量必要观测信息的具体实现方式如下；