基于遥感和碳通量监测的城市绿地碳汇功能核算
申报单位:二十一世纪空间技术应用股份有限公司
浏览量: 发布时间:2024-07-12
案例背景

摸清碳汇“家底”是巩固和提升生态系统碳汇能力的重要支撑。城市绿地是生态系统 的重要组成部分,其碳汇功能核算还存在一些问题:一是多领域、多部门、多类型、多尺 度数据使用存在壁垒,通量塔观测和多分辨率卫星遥感等多元数据无法实现高效高质的整 合与协同;二是传统方法参数众多、评估周期长,无法考虑不同类型数据优势以进行量化 整合与有效协同建模,监测周期仅达到年尺度,无法获取多时空尺度监测成果;三是传统 碳汇监测成果精度较低,且多为离散点观测,空间不连续,以“微观”监测为主,难以实 现碳汇的宏观准确监测;四是传统方法的样地调查、测量设备购置等人员和预算投入较大, 碳汇监测评估工作的业务链条较长。

解决方案

为有力保障城市绿地碳汇评估工作,本案例在国内首次构建了天地一体化时空多尺度 城市绿地碳汇监测体系,方案内容主要包括: 1. 多元数据协同获取 发挥企业在激活数据要素中的关键地位,通过单位自主拥有获取北京三代卫星遥感数 据,结合通量塔监测数据,必要时开展联合实验获取地面调查数据等多种形式,高质、高效、 及时获取到城市绿地碳汇功能核算模型所需的遥感数据、通量数据、气象数据、植被分类 数据、地面调查数据等多元数据,并根据时空分辨率等特点进行整合。 2. 多元数据量化和统一整合 对多元数据开展辐射定标、大气校正、重投影、数据重构、数据归一化、时空尺度匹 配等系列定量化和归一化处理,将不同来源、不同空间特点(点、面)的数据量化、统一 整合到一致的空间和时间尺度上。 3. 碳汇核算模型优化 协同量化、统一整合后的多元数据,基于光能利用率理论构建城市绿地碳汇功能核算 模型,并基于通量塔观测、气象等数据,对模型关键参数进行局地优化,继而实现对城市 绿地碳汇的时空多尺度监测。 4. 基于通量足迹的精度验证 基于通量塔观测数据,以通量足迹 (Footprint) 理论为依据,构建通量足迹精度验证 模型,对碳汇监测成果进行精度验证,实现了模型优化的验证闭环。

创新点

技术创新方面,在国内首次建立了多元数据融合的多尺度天地一体化城市绿地碳汇核 算体系,研究成果达到国际领先水平,该套体系具有多时空尺度、低成本、精度高、易推 广等一系列优势,具有科学性、创新性、前沿性。 模式创新方面,通过“产、学、研”的有效协同,实现多元数据供给和流通,同时融合应用企业自有高分遥感数据,开创了高分遥感数据在城市绿地碳汇精准核算的创新性业 务场景,形成了新的服务模式。 管理创新方面,项目管理过程中, 以政府主导,“产、学、研”深入协同,有效保证 了数据资源的丰富性;同时企业加大人才引进及创新研发投入,加快了碳汇领域研发和业 务的知识更新,有效促进了数据的深入应用,创立了更加简洁高效的碳汇摸底管理模式。

应用成效

经济效益方面,一是形成一种多元数据融合的碳汇监测服务模式,为每年百亿级碳交 易、碳金融等领域服务和管理决策提供有效且易推广的核算方法和监测流程,具有很强的 示范引领作用;二是有效降低了碳汇摸底监测经济成本。该体系有效减少了传统碳汇监测 方法的人员和预算投入,缩短了业务链条,将大大降低碳汇摸底工作成本,有力促进减污 降碳协同发展,对于实现双碳目标具有重要意义。 社会效益方面,一是项目得到验收专家和领导的高度认可和评价。验收意见为: “项 目成果达到了国际领先水平”、“在国内首次融合遥感数据与碳通量监测等技术形成了天 地一体化城市绿地碳汇核算体系”;二是摸清了北京市城市绿地碳汇的基本情况和时空分 布规律。该案例从不同尺度评估北京城市绿地碳汇,对于了解北京城市绿地对气候变化的 贡献,促进城市绿地科学规划和建设,提高城市生态环境质量具有重要的参考意义 ; 三是 应用推广潜力大。该模式能够快速推广到其它省市的城市绿地、森林、草原等生态系统碳 汇功能核算应用中,可服务于全国不同时空尺度的碳汇摸底调查工作。