[发明专利]基于移动FTIR遥感的点源碳排放通量测算方法

说明书

本发明公开了一种基于移动FTIR遥感的点源碳排放通量测算方法，包括：移动FTIR开展点源温室气体柱浓度的闭环走航观测，基于安置于车辆上的地基FTIR，于车辆行进中准确追踪太阳光谱，保证系统在运动状态下FTIR光谱仪仍能不间断的记录太阳光谱数据；基于特定光谱筛选和修正前处理方法，剔除受干扰影响严重或拟合效果较差的光谱，以控制光谱的质量。本发明基于非线性最小二乘拟合算法反演温室气体柱浓度，获取点源绕圈温室气体柱浓度分布；基于地基FTIR绕圈测量的温室气体浓度结果结合风速风向信息，进行点源温室气体排放通量计算，分析通量计算误差。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种基于移动FTIR遥感的点源碳排放通量测算方法。

背景技术

目前，国内建立的CO2、CH4监测站大多在高山、岛屿和海岸，在城市地区开展高时间分辨率的监测研究相对较少。而且，目前国内监测电厂区域排放主要采用自下而上测算方法，利用排放因子以及煤炭、电力设备运行状况等统计数据来计算电厂的温室气体排放。但是基于排放因子的温室气体测算方法存在很大的误差，难以明确电厂区域温室气体排放的变化特征，致使计算出的电厂区域温室气体排放量出现偏差。

闭环通量法是评估某一城市或城市重要点源的大气温室气体排放的有效方法。闭环通量法主要利用移动观测平台围绕目标区域闭环的观测温室气体或污染气体浓度，结合风场信息研究区域内的温室气体或污染气体排放，并根据输出与输入通量之差计算区域的排放通量。基于移动光谱遥感的走航观测也是开展闭环通量观测的重要方法。

地基傅里叶变换红外光谱技术FTIR可以实现高精度和高准确度地探测大气温室气体柱浓度。便携式FTIR光谱仪因体积小，易于部署，而被广泛作为全球碳观测的补充。车载便携式FTIR作为一种移动光谱遥感的走航观测，也常被用于监测城市和点源温室气体的排放。

综上所述，基于移动FTIR遥感的点源通量排放测算方法，获取点源的排放通量。基于车辆行进中准确追踪太阳光谱技术，保证系统在运动状态下FTIR光谱仪仍能不间断的对太阳光谱进行记录，基于闭环走航测量的温室气体柱浓度结合风速风向信息，获得温室气体排放通量计算结果。温室气体排放结果为明确碳减排提供科学数据。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于移动FTIR遥感的点源碳排放通量测算方法。该方法能够准确得到点源的碳通量的排放情况。

为实现上述发明目的，本发明提供的一种基于移动FTIR遥感的点源碳排放通量测算方法，所述方法包括以下步骤：

(1)开展所述点源附近温室气体柱浓度的闭环走航观测，基于安置于车辆上的车载的FTIR光谱仪，于车辆行进中准确追踪太阳光谱，保证在运动状态下，FTIR光谱仪不间断的记录太阳光谱数据，采集太阳光谱；

(2)基于太阳光谱筛选和修正前处理方法，剔除受干扰影响严重或拟合效果差的太阳光谱，以控制太阳光谱的质量；基于非线性最小二乘拟合算法反演温室气体柱浓度，获取闭环走航观测的观测区域温室气体柱浓度分布；

(3)基于所述闭环走航观测期间测量的温室气体浓度结果结合风速风向信息，分析观测区域温室气体浓度分布特征，进行温室气体的碳排放通量计算，分析通量计算误差。

进一步地，所述步骤(1)中的于车辆行进中准确追踪太阳光谱包括利用陀螺仪实时了解车辆行进方向，然后读取GPS经纬度信息计算太阳的天顶角与方位角，通过上位机将信息传递给电机转动反射镜片，实现太阳的实时追踪。

进一步地，所述步骤(2)中的剔除受干扰影响严重或拟合效果较差的太阳光谱包括通过光谱筛选标准来筛除受云层、汽车行进间波动影响严重或拟合效果较差的太阳光谱，确保反演光谱的质量。

进一步地，所述步骤(2)中的基于非线性最小二乘拟合算法反演温室气体柱浓度包括：