發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 14:31

【摘要】：隨著全球氣溫升高,控制碳排放總量成為各界共識(shí)。根據(jù)各區(qū)域碳排放實(shí)際情況,研究制定符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的碳排放減排方案需要較低尺度區(qū)域上的碳排放及其空間分布。碳排放的核算多是基于能源終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算而來的,能源終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一般都是以國(guó)家或者省級(jí)為單位統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),很難獲取市級(jí)甚至更小尺度區(qū)域上的能源終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),縣級(jí)及以下區(qū)域尺度的碳排放的核算相對(duì)較少。本研究在國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,基于DMSP/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)(穩(wěn)定燈光數(shù)據(jù))、土地利用數(shù)據(jù)和能源終端消耗碳排放數(shù)據(jù),構(gòu)建不同空間尺度的碳排放空間化模型,并利用相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。首先模擬夜間燈光數(shù)據(jù)和我國(guó)30個(gè)省、自治區(qū)和直轄市(除西藏自治區(qū)、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)和臺(tái)灣)的能源終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的碳排放量二者之間的定量關(guān)系模型,建立碳排放的空間化模型,根據(jù)該模型對(duì)河南省1km×1km網(wǎng)格上的碳排放量進(jìn)行空間化(未考慮特殊點(diǎn)源的碳排放,如火電廠等),并根據(jù)省級(jí)能源終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的碳排放量進(jìn)行精度驗(yàn)證;然后,基于土地利用數(shù)據(jù)和不同的土地利用類型碳排放計(jì)算方法計(jì)算能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放量,結(jié)合GDP空間分布數(shù)據(jù),建立基于土地利用數(shù)據(jù)的碳排放空間化模型,并對(duì)河南省的碳排放進(jìn)行1km×1km網(wǎng)格上的空間化;最后,對(duì)基于兩種方法模擬的碳排放空間化數(shù)據(jù)進(jìn)行市級(jí)尺度、縣級(jí)尺度和鄉(xiāng)級(jí)尺度上的對(duì)比分析,驗(yàn)證兩種方法的模擬效果。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)值與能源終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的碳排放量建立的碳排放空間化模型,在0.01的水平上顯著相關(guān),擬合優(yōu)度R~2為0.7231。根據(jù)該模型,對(duì)基于能源終端消耗量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的碳排放量和根據(jù)該模型模擬的碳排放量進(jìn)行精度驗(yàn)證,省級(jí)尺度上得出均方根誤差RMSE為1651.84×10~4噸,平均相對(duì)誤差MRE為7.41%,河南省的平均相對(duì)誤差為9.93%(在10%以內(nèi))。總的來看誤差較小,精度可以接受。也就是說,基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)模擬的能源碳排放量精度良好,可以用來模擬碳排放量�；�于該模型對(duì)河南省1km×1km網(wǎng)格上的碳排放空間化進(jìn)行模擬,并對(duì)格網(wǎng)碳排放匯總計(jì)算,得到1999—2013年河南省的碳排放,與終端消費(fèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算碳排放相比,平均絕對(duì)誤差為9.73%,精度可以接受。(2)根據(jù)河南省的土地利用類型數(shù)據(jù)和建設(shè)用地(農(nóng)村居民點(diǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)用地和其他建設(shè)用地)的碳排放量計(jì)算公式得出碳排放總量,并結(jié)合GDP空間分布數(shù)據(jù),建立了基于土地利用數(shù)據(jù)的碳排放空間化模型。根據(jù)該模型對(duì)河南省2000年、2005年、2010年和2013年碳排放在1km×1km網(wǎng)格上進(jìn)行空間化,并匯總得到全省的碳排放。將根據(jù)土地利用類型數(shù)據(jù)模擬的碳排放量與能源終端消耗量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的碳排放量進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明土地利用數(shù)據(jù)模擬的能源碳排放量與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算值一致。(3)對(duì)基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)兩種方法模擬得到的河南省2000年、2005年、2010年和2013年碳排放量進(jìn)行市級(jí)尺度、縣級(jí)尺度和鄉(xiāng)級(jí)尺度上的對(duì)比分析,結(jié)果表明:市級(jí)尺度上,經(jīng)過相對(duì)差異和在0.005的水平上回歸分析可知,四年數(shù)據(jù)綜合分析平均相對(duì)差異為11.50%,對(duì)二者進(jìn)行線性回歸擬合,擬合優(yōu)度R~2為0.946,回歸分析的顯著性水平達(dá)到0.005以上,說明兩種方法模擬的結(jié)果相差不大,因此這兩種方法可以用來模擬市級(jí)尺度上的碳排放量;用同樣的方法對(duì)縣級(jí)尺度上的模擬結(jié)果對(duì)比分析,四年平均相對(duì)差異為13.75%,回歸分析的顯著性水平達(dá)到0.005,擬合優(yōu)度R~2為0.8922,說明兩種方法模擬的結(jié)果在縣級(jí)尺度上差異不大,相對(duì)于市級(jí)尺度差異有所增大;鄉(xiāng)級(jí)尺度上進(jìn)行回歸分析,結(jié)果表明鄉(xiāng)級(jí)尺度上回歸分析的效果一般。(4)兩種方法的模擬結(jié)果隨著區(qū)域尺度的增大,他們之間的相對(duì)差異逐漸增大�？傮w上看,基于土地利用類型模擬的碳排放空間化結(jié)果要優(yōu)于基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)模擬結(jié)果,經(jīng)過分析認(rèn)為,穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)主要反映夜間經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng),未區(qū)分點(diǎn)源和非點(diǎn)源碳排放,不能全面反映區(qū)域的碳排放,而土地利用數(shù)據(jù)模擬結(jié)果考慮了GDP的空間分布,數(shù)據(jù)精度相對(duì)較高,能相對(duì)較準(zhǔn)確地反映區(qū)域碳排放。(5)兩種方法模擬結(jié)果,在市級(jí)尺度、縣級(jí)尺度、鄉(xiāng)級(jí)尺度上其精度呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì),市級(jí)模擬精度最高,鄉(xiāng)級(jí)最低。在要求精度不太高的情況下,市級(jí)尺度、縣級(jí)尺度上可以采用以上兩種方法模擬碳排放的空間化;在兩種數(shù)據(jù)均可獲取的情況下,建議采用土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放的空間化。
【圖文】：

1.5 技術(shù)路線首先，對(duì) 1999-2013 年的穩(wěn)定夜間燈光影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理（包括投影變換、重、裁剪、數(shù)據(jù)相互校正、年內(nèi)融合、年際間系列校正和飽和校正），根據(jù)能源終端量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算 30 省級(jí)行政區(qū)的能源消費(fèi)碳排放量，然后對(duì)能源終端消費(fèi)統(tǒng)計(jì)量的碳排放量和穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)值擬合分析，構(gòu)建基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)的碳排間化模型，并根據(jù)該模型 1km×1km 網(wǎng)格上的碳排放量進(jìn)行空間化；基于不同的土用類型、能源終端消費(fèi)數(shù)據(jù)計(jì)算河南省不同的土地利用類型的碳排放量以及結(jié)合P 空間分布數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于土地利用類型數(shù)據(jù)的碳排放空間化模型，，并采用該模型分析 1km×1km 單位網(wǎng)格上碳排放量的空間分布；并對(duì)兩種方法模擬的碳排放量通計(jì)數(shù)據(jù)的能源消耗碳排放進(jìn)行校核。然后，對(duì)基于兩種方法模擬的碳排放量進(jìn)行空間尺度（市級(jí)尺度、縣級(jí)尺度和鄉(xiāng)級(jí)尺度）的對(duì)比分析，探討不同尺度的碳排間化方法及適用尺度。具體技術(shù)路線詳見下圖 1-1。

行政區(qū)邊界矢量數(shù)據(jù) 1:400 萬的行政區(qū)邊界矢量數(shù)據(jù)（30 個(gè)省級(jí)行政區(qū)的省級(jí)和市學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心和國(guó)家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站。河來源于黃河下游科學(xué)數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)處理 穩(wěn)定的夜間燈光數(shù)據(jù)處理間燈光影像來自于不同的傳感器，并且不同傳感器獲取的相同性，需要對(duì)穩(wěn)定夜間燈光影像數(shù)據(jù)的進(jìn)行預(yù)處理。夜間燈光數(shù)據(jù)不能直接用于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，本研究運(yùn)用 數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如圖 2-1 所示：
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X24;F426.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曹子陽;吳志峰;匡耀求;黃寧生;;DMSP/OLS夜間燈光影像中國(guó)區(qū)域的校正及應(yīng)用[J];地球信息科學(xué)學(xué)報(bào);2015年09期

2 韓會(huì)然;楊成鳳;宋金平;;北京市土地利用空間格局演化模擬及預(yù)測(cè)[J];地理科學(xué)進(jìn)展;2015年08期

3 豐佳佳;;基于夜間燈光數(shù)據(jù)的珠三角城市群城鎮(zhèn)化空間過程重建[J];亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào);2015年02期

4 黃杰;閆慶武;劉永偉;;基于DMSP/OLS與土地利用的江蘇省人口數(shù)據(jù)空間化研究[J];長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境;2015年05期

5 秦耀辰;李旭;榮培君;;基于改進(jìn)EIO-LCA模型的城市旅游業(yè)碳排放核算研究——以開封市為例[J];地理科學(xué)進(jìn)展;2015年02期

6 周嘉;楊琳;董美娜;姜麗麗;王穎;臧淑英;;基于土地利用的哈爾濱市2004～2012年碳排放強(qiáng)度變化分析[J];地理科學(xué);2015年03期

7 陳晴;侯西勇;吳莉;;基于土地利用數(shù)據(jù)和夜間燈光數(shù)據(jù)的人口空間化模型對(duì)比分析——以黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)為例[J];人文地理;2014年05期

8 楊俊;李月辰;席建超;葛全勝;張?jiān)?馬占東;;旅游城鎮(zhèn)化背景下沿海小鎮(zhèn)的土地利用空間格局演變與驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究——以大連市金石灘國(guó)家旅游度假區(qū)為例[J];自然資源學(xué)報(bào);2014年10期

9 張敏;宮兆寧;江瀏光艷;;2000—2010年成都市土地利用空間格局變化分析[J];四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年05期

10 吳健生;牛妍;彭建;王政;黃秀蘭;;基于DMSP/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)的1995-2009年中國(guó)地級(jí)市能源消費(fèi)動(dòng)態(tài)[J];地理研究;2014年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 揣小偉;黃賢金;鄭澤慶;王婉晶;;基于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化[A];中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蘇泳嫻;基于DMSP/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)的中國(guó)能源消費(fèi)碳排放研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 張夢(mèng)琪;城市活力的分析與評(píng)價(jià)[D];武漢大學(xué);2018年

2 周星勇;基于夜間燈光數(shù)據(jù)的廣東省能源消耗碳排放估計(jì)與時(shí)空分布分析[D];成都理工大學(xué);2018年

3 紀(jì)學(xué)朋;基于夜間燈光數(shù)據(jù)的環(huán)渤海地區(qū)能源消費(fèi)碳排放模擬、格局及機(jī)理[D];西北師范大學(xué);2017年

4 陳婧yN;基于不同范圍的DMSP/OLS夜間燈光影像的成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)GDP空間化研究[D];西南大學(xué);2017年

5 白翠媚;柳州市土地利用變化的碳排放效應(yīng)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 舒松;基于穩(wěn)定夜間燈光遙感數(shù)據(jù)的城市群空間模式識(shí)別方法研究[D];華東師范大學(xué);2013年

7 張?zhí)m;江蘇省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的土地利用碳排放及其脫鉤效應(yīng)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

8 郭立磊;基于DMSP/OLS影像數(shù)據(jù)的我國(guó)城市化過程空間差異探析[D];蘭州大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2677501