本发明涉及生态系统服务，尤其涉及一种基于空间分析的碳汇能力提高方法。
背景技术：
1、根据《气候变化框架公约》中的定义，认为将大气中的二氧化碳清除的过程或者活动称之为碳汇；在生态系统中，汇与源是对应关系，当生态系统碳库的碳排放到大气中时，此时生态系统就是一种碳源；反之，当生态系统碳库吸收二氧化碳并存储在碳库中，此时的生态系统则可以认为是一种碳汇；
2、防着我国城镇化讲程的不断加快，许多大型城市和中型城市的建设用地，源源不断排向城郊扩展，众多小城镇的发展也十分迅速；这些对城乡土地利用结构和整体市域空间格局都产生了深远影响；
3、为了将市域范围内的绿色基础设施进行整合配置，优化空间格局，有效实现区域整体生态环境改善，发挥绿色基础设施对市域态系经空间的有效调控；保护生物多样性及城市可持续发展，促进“双碳”目标实现等方面且有重要意义和价值；实现生态系统区域的碳汇能力增强，不仅有助于实现区域减碳，而且可以有助于土地资源与环境的保护，又能保障社会经济的可持续性发展；
4、现有技术的生态系统碳汇能力提高方法，如涡度相关法可以实现较长时间的网络监测，但是使用该现有技术的碳汇能力提高方法，仪器价格高昂，容易被局限，实际的应用场景在碳汇能力提升方面十分的有限；现有技术还可以适用于较大尺度的观测研究，能够实现大区域尺度上观测相关地面指标，但是尺度转换操作的复杂性和不稳定性，以及其自身不够完善的问题，使得该方法的应用也并不广泛；
5、并且现有的生态系统碳汇能力提高方法，还停留在低碳经济和低碳土地利用的尺度上，都是在增汇环节施加影响，但是增汇的影响无法线性的持续增加，存在一定的碳汇能力提升瓶颈，无法实现更强的碳汇能力提升。
6、因此，本领域技术人员致力于开发一种基于空间分析的碳汇能力提高方法，旨在解决现有技术中存在的缺陷问题。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术中，碳汇能力提高方法的相关仪器价格高昂，实际的应用场景在碳汇能力提升方面十分的有限，模型模拟碳汇能力提升法，在实现大区域尺度上观测相关地面指标的过程中，其尺度转换操作存在复杂性和不稳定性，且模型自身的建立也不够完善，并且现有技术在增汇环节施加的碳汇能力的提升是有限的。
2、为实现上述目的，本发明一种基于空间分析的碳汇能力提高方法，包括如下步骤：
3、步骤1、对研究区域生态系统进行碳源数据的收集汇总；
4、步骤2、对步骤1采集到的信息进行碳源化的数据处理；
5、步骤3、采用空间分析方法，提高生态系统碳汇能力；
6、步骤4、在步骤3执行一段时间后，完成对碳汇能力提高程度的评估；
7、所述步骤1的碳源数据包括：土地利用数据、能源活动水平数据、建筑耗能数据、森林植被数据、土壤数据、气候数据；
8、所述土地利用数据以卫星遥感影像数据为基础，通过解译可以得出研究区域内的土地利用类型，并通过相关软件，分析得出城市空间格局；
9、所述能源活动水平数据，可以参考国家发展改革委员会所推荐的相关能源分类方法，以及《中国能源统计年鉴》、各个省份的统计年鉴、各个城市的统计年鉴、以及各城市的统计年鉴中有关能源消费统计数据的部分；
10、所述建造耗能数据，可以通过研究区所实施的建筑标准，以及研究区相关统计年鉴进行获取；
11、所述森林植被数据可以来源于研究区的省植被图、城市植被图、以及城市群中的植被组成，并对植被类型和群落进行统计；
12、所述土壤数据来源于中国科学院制作的中国土壤栅格图，可以从土壤栅格图中提取出研究区的土壤粘粒、土壤砂粒、土壤有机质、土壤厚度、总碳、全氮的土壤数据信息；
13、所述气候数据，可以通过研究区的气象站点以及一定时间段的年日均温和日降水量的历史数据为基础；
14、步骤2、对步骤1采集到的信息进行碳源化的数据处理；
15、所述步骤2所做的碳源化数据处理包括：建筑轮廓信息提取、均质高度斑块划分、均质斑块建设容量计算、居民碳源模型建立、建筑相关碳足迹模型；
16、所述步骤2的建筑轮廓信息提取，是进行建筑碳排放测算前的重要准备工作，所述步骤2可以采用模式识别和图像分析等相关技术对建筑物信息进行提取；
17、所述步骤2的建筑轮廓信息提取，关键在于对建筑物轮廓分割的阈值进行合理的设定，选定合适的阈值进行图像的处理，最后对结果进行人工筛选，对干扰较大面积的阴影、道路等进行排除，从而确保研究区分割以后可以得到所需要的目标建筑区域；
18、所述步骤2的均质高度斑块划分，是利用步骤1采集的土地利用数据，对研究区的内部建筑群进行均质高度斑块的划分，并进行矢量化储存；将形状、高度完全的建筑视为均质高度建筑进行合并处理，使得最终只保留包含均质高度建筑的斑块矢量面数据，即实现了均质高度斑块的划分；
19、所述步骤2的均质斑块建设容量计算，是基于步骤2的建筑轮廓信息提取与均质高度斑块划分完成的前提下完成的；
20、所述步骤2的均质斑块建设容量计算，首先将建筑轮廓信息的矢量面数据转换为矢量点数据，即其几何中心为代表的点数据，接着利用判断点在多边形内部的算法即可统计斑块内部点的数量，也即可以得到均质高度建筑轮廓的数量；
21、所述步骤2的居民碳源模型建立、是人类对于生态能源的消费，即人类在生活生产时所排放的含碳气体如二氧化碳等的直接或间接的过程；
22、所述步骤2的居民碳源模型建立，采用基于初级生产力的模型对居民相关碳足迹进行计算；
23、所述步骤2的建筑相关碳足迹模型；是根据建筑活动的全生命周期，对建筑在生产过程中使用的材料，在建造过程中消耗的能源，在居住使用过程中的能耗，在拆除过程中的交通运输和废弃材料的处理这几个阶段来对全生命周期进行模型的建立；
24、步骤3、采用空间分析方法，提高生态系统碳汇能力；
25、所述步骤3的空间分析方法，包括：紧凑布局和集约发展、促进公共交通利用、城市绿地的保留和加强建设、利用公共设施与可再生能源、提高建筑的能源利用率；
26、所述步骤3的紧凑布局和集约发展，是形成研究区内的发展中心与次中心，即集约的发展模式，并在这些中心点上形成多种建筑功能的紧凑布局；
27、所述步骤3的紧凑布局和集约发展，可以在住宅的周围，在步行范围内集中提供工作的场所，商业设施，医疗设施，教育文化设施等日常生活必须的设施，形成紧凑的生活圈；
28、所述步骤3的紧凑布局和集约发展，可以使得建筑功能向这些中心点集中，从而使得在集中的过程促使老旧建筑的重建和有机更新；
29、所述步骤3的促进公共交通利用，即对公共交通节点进行连贯性设计，提高轨道交通以及公交体系的便利性；
30、所述步骤3的促进公共交通利用，加强交通体系和土地利用的一体化设计，增加公共交通的利用程度；
31、所述步骤3的城市绿地的保留和加强建设，即与紧凑研究区的设计向结合，增加城市的绿地面积；
32、所述步骤3的城市绿地的保留和加强建设，即从缓和研究区的热岛效应，调节微气候环境的角度，在建设和开发中保留和有效规划的研究区绿地；
33、所述步骤3的城市绿地的保留和加强建设，可以与绿地的维护，研究区绿化带的修剪相结合，有效利用生物质能；
34、所述步骤3的利用公共设施与可再生能源，即有效地利用公共建筑、公共空间和绿地，积极使用可再生能源和其他分布式电源；
35、所述步骤3的利用公共设施与可再生能源，可以从研究区的污水排放管网中获取并有效地利用城市污水中的热能；和土地利用规划相结合，加强城市的热利用的管网设计，有效推动地区内热的共同利用；
36、所述步骤3的提高建筑的能源利用率，是根据研究区内居民的生活和活动规律，有效的减少既有建筑的能耗和碳排，积极导入低碳相关设计，控制新建建筑的能耗；
37、步骤4、在步骤3执行一段时间后，完成对碳汇能力提高程度的评估；
38、所述步骤4的碳汇能力提高程度评估是为了体现通过空间分析对项目可持续性的评估，因此评估即包括定量的评价，也包括定性的评价；
39、所述步骤4的碳汇能力提高的定量评价采用二氧化碳年排放量来表示，所述定量评价的计量对象包括建筑、交通的碳排放减少量、绿地系统的碳汇增加量；
40、所述步骤4的，定性评价是衡量行动导则和图则中的各项空间设计策略在空间布局设计中的落实度；
41、所述步骤4的建筑低碳评价，主要是对建筑热负荷的控制，而建筑热负荷的控制主要通过空间设计来实现，其具体的评价标准主要通过规划布局、建筑设计、维护结构来进行具体的评价；
42、所述步骤4的交通体系评价，主要从交通的便捷性、多样性以及衔接性三个方面来进行评价；
43、所述步骤4的绿地评价包括量和质两个方面，在量上须保证绿地系统固碳和吸碳的效果，并且绿地结构的合理性也是重要的评价要素，评价其是否有利于保留生物物种和调节小气候环境；
44、进一步地，所述步骤1碳源数据的收集汇总的资料来源还可以从研究区的地形图、航空影响图、城区图、地区图、城市规划图、以及社会经济统计年鉴等相关文字资料为基础；
45、进一步地，所述步骤1中的森林植被数据统计，在完成群落统计后，还需对群落中的树种进行树龄的归类并得到相关数据；
46、进一步地，所述步骤1中土壤数据，在采集后可用于后续制作土壤模型与土壤模型的参数化；
47、进一步地，所述步骤2建筑轮廓信息提取的阈值设定包括面积、紧密度、标准差、延长线；
48、进一步地，所述步骤2的均质高度斑块划分，在进行划分是，可以结合实地的踏勘调查，对其中形状、高度完全的建筑视为均质高度建筑，做合并处理；
49、进一步地，所述步骤2的居民碳源模型建立，模型数据包含主要能源消费种类、能源消费量原始数据、能源标准煤的折算系数、能源的碳排放系数；
50、进一步地，所述步骤2的建筑相关碳足迹模型，在生产施工及拆除过程中，不可避免的会在产品制备、机械使用、城际运输中造成对能源的消耗，这些都需纳入建筑相关碳足迹模型中；
51、进一步地，所述步骤2的建筑相关碳足迹模型，模型数据包含建材消耗量、建材生产过程中引起的温室气体排放因子、建筑拆除后的回收系数、建材运输距离、建筑垃圾产量、建筑垃圾运输距离、建筑垃圾运输排放因子；
52、进一步地，所述步骤4的评价过程由基本信息输入、详细信息输入、整体结果、详细结果组成，评价结果在整体结果和详细结果中得到体现；
53、进一步地，所述步骤4的整体结果评价，可以客观反应通过空间分析而取得的低碳可持续性以及碳汇能力提高的多少；
54、进一步地，所述步骤4的建筑与绿地的评价，因为建筑附近的绿地起到的吸碳、固碳效果不明显，其主要作用是降低建筑的能耗，从而起到间接减碳的作用；
55、采用以上方案，本发明公开的基于空间分析的碳汇能力提高方法，具有以下优点：
56、(1)本发明的基于空间分析的碳汇能力提高方法，无需进行长时间的碳汇网络检测以及价格高昂的监测仪器，成本较低；并且在数据采集中无需进行尺度转换，较少的变换，可以带来更高的数据精确度；通过碳源碳汇空间格局的优化，使得城市的生态规划更加的趋于合理；并且在碳汇能力的提高上，从开源、节流、增汇多个方面协同作用，使得可以实现更强的碳汇能力提高；
57、(2)本发明的基于空间分析的碳汇能力提高方法，采取了定性与定量分析相结合的方法，对实施空间分析的碳汇提高能力进行评估，为后续的碳汇能力提高，以及研究区碳源碳汇的研究提供依据，并可根据评估结果对研究区内的空间布局规划进行更进一步的调整，以实现更优异的碳汇能力提高；
58、综上所述，本发明公开的基于空间分析的碳汇能力提高方法，无需进行长时间的碳汇网络检测以及价格高昂的监测仪器，成本较低，且数据精确度高，在碳汇能力的提高上，从开源、节流、增汇多个方面协同作用，使得可以实现更强的碳汇能力提高，并且采取了定性与定量分析相结合的方法，对实施空间分析的碳汇提高能力进行评估，可以针对评估结果对研究区内的空间布局规划进行相应的调整，从而实现优异的碳汇能力提高。
59、以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。