一种林地资源调查与碳汇计量的方法与系统

本发明涉及计算机，尤其涉及一种林地资源调查与碳汇计量的方法与系统。

背景技术：

1、全球气候变化深刻影响着人类生存和发展，是各国共同面临的重大挑战，气候变化作为可持续发展目标重要的组成部分，世界各国在《联合国气候变化框架公约》框架下形成了以减少人类活动温室气体的排放(减排)和增加温室气体的吸收(增汇)为核心的气候变化应对方案。

2、森林作为陆地生态系统的主体，具有强大的吸收和储存二氧化碳的能力，对减缓气候变化有着不可替代的作用。林业碳汇是森林生态系统吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被和土壤中，从而减少大气中二氧化碳浓度的过程、活动或机制，这其中包括了通过营造林措施恢复森林植被和加强森林经营以增加碳汇，通过减少毁林、保护森林和湿地等减少碳排放以及促进碳汇交易等活动和机制。目前，林业碳汇作为减碳的重要手段，成为碳交易的重要内容。

3、按照国际国内得到广泛认可的清洁发展机制(clean development mechanism，cdm)、国家核证自愿减排量(chinese certified emission reduction，ccer)、核证碳标准(verified carbon standard，vcs)和金本位制(gold standard，gs)等碳汇核算标准，样地尺度的林木资源调查是实现精确可信林业碳汇计量的基础手段。样地尺度的林木调查主要工作内容包括树种、年龄、胸径、树高等数据获取，而这些数据的获取需要大量的测量工具以及野外测量工作，同时观测结果的准确性依赖于观测者的工作素养和对测量工具使用的熟练程度，这在很大程度上增加了调查数据的误差；另外，由于林地环境的复杂性以及部分测量工具的体积和重量比较大，进一步增加了测量工作的难度，影响测量的效率；最后，获取的调查结果是经过测量得到的数据，缺少必要的方法对数据的准确性进行验证。因而在满足林业碳汇计量标准的条件下，提高林地调查工作效率和数据的准确性，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种林地资源调查与碳汇计量的方法、系统、电子设备、计算机存储介质及包含计算机程序的产品，能够提高林地资源调查和林业碳汇计量的效率和准确性，降低林业碳汇交易过程中的计量调查成本，提高碳汇交易标的的可信度。。

2、第一方面，本申请实施例提供一种林地资源调查与碳汇计量的方法，该方法包括：影像采集设备对待调查样地进行数据采集，获取调查样地的影像数据和采集影像时的定位数据；根据影像数据和定位数据，解算样地中各个单木的林木参数，其中，林木参数包括单木的树种、树高、胸径；根据获取到的各个单木的林木参数，按照林业碳汇核算方法学，计算样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量；根据样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量，生成林地调查和碳汇计量报告。

3、在一些可能的实现方式中，对待调查样地进行数据采集，获取调查样地的影像数据和采集影像时的定位数据，包括：确定样地的地理坐标、样地尺度，规划数据采集的路径；影像采集设备沿数据采集的路径，对样地进行数据采集，得到样地的影像数据，以及采集影像时影像采集设备的定位数据。

4、在一些可能的实现方式中，根据影像数据和定位数据，解算样地中各个树木的林木参数，具体包括：通过slam算法对影像数据和定位数据进行处理，解算影像采集设备的移动轨迹、影像数据的外方位信息、影像数据的图像中心点的空间位置信息；对影像数据中的树干进行分离以及树种类别识别，结合外方位信息、图像中心点的空间位置信息，得到每个单木的空间位置坐标；基于数字图像处理技术，得到样地中各个单木的林木参数。

5、在一些可能的实现方式中，影像采集设备移动轨迹的解算，具体包括：对影像数据进行特征点匹配，得到时序影像中的多个关键帧；利用多个关键帧的时间戳，将定位数据所包括的惯导数据进行分段；对分段后的惯导数据进行预积分，得到关键帧之间的相对空间位置和姿态参数；利用影像数据中同名特征点的几何关系，结合相对空间位置和姿态，优化所述影像的位置和姿态参数；通过影像的位置和姿态参数，得到优化后的影像数据采集轨迹。

6、在一些可能的实现方式中，计算样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量，包括：利用每个单木的林木参数，按照木材材积表计算每个单木的蓄积量；按照乔木、竹林等主要林地分类，用蓄积量计算生物量；按照林地里乔木林、竹林的生物量乘以相应树种或森林类型的含碳系数，得到单木尺度的碳储量。

7、在一些可能的实现方式中，影像采集设备为双目视觉相机。

8、在一些可能的实现方式中，影像采集设备在对样地进行数据采集时，按照固定周期采集或实时采集。

9、第二方面，本申请实施例提供一种林地资源调查与碳汇计量的系统，该系统包括：数据采集单元，用于对待调查样地进行数据采集，获取调查样地的影像数据和采集影像时的定位数据；数据处理单元，用于根据影像数据和定位数据，解算样地中各个单木的林木参数，其中，林木参数包括单木的树种、树高、胸径；数据处理单元，还用于根据获取到的各个单木的林木参数，按照林业碳汇核算方法学，计算样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量；数据管理单元，用于根据样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量，生成林地调查和碳汇计量报告。

10、第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行如第一方面任一项所述的方法。

11、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时，执行如第一方面任一项所述的方法。

12、第五方面，本申请实施例提供一种包含计算机程序的产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得所述处理器执行如第一方面任一项所述的方法。

13、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种林地资源调查与碳汇计量的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待调查样地进行数据采集，获取所述调查样地的影像数据和采集影像时的定位数据，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述影像数据和所述定位数据，解算所述样地中各个树木的林木参数，具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述解算所述影像采集设备的移动轨迹，具体包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量，包括：

6.根据权利要求1-5任意所述的方法，其特征在于，所述影像采集设备在对所述样地进行数据采集时，按照固定周期采集或实时采集。

7.一种林地资源调查与碳汇计量的系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结
一种林地资源调查与碳汇计量的方法，包括：通过影像采集设备对待调查样地进行数据采集，获取调查样地的影像数据和采集影像时的定位数据；根据影像数据和定位数据，解算样地中各个单木的林木参数，其中，林木参数包括单木的树种、树高、胸径；根据获取到的各个单木的林木参数，按照林业碳汇核算方法学，计算样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量；根据样地尺度的森林蓄积量、生物量和碳储量，生成林地调查和碳汇计量报告。本方法能够提高林地资源调查和林业碳汇计量的效率和准确性，降低林业碳汇交易过程中的计量调查成本，提高碳汇交易标的的可信度。

技术研发人员：吕炎杰,覃驭楚,吕先锋
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13