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[发明专利]基于激光雷达卫星的地基激光雷达气溶胶反演方法及系统-CN202110691457.1有效
发明人：钟琬溱;马昕;龚威;韩舸;史天奇;张豪伟;邱若楠;张家兴;王成义;王苗苗 -专利权人：武汉大学
申请日： 2021-06-22 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01S17/95 文献下载
摘要：本发明提供一种基于激光雷达卫星的地基激光雷达气溶胶反演方法及系统，结合地基和星载激光雷达以提高气溶胶廓线浓度反演的精度，反演过程包括基于间接平差利用地基激光雷达和星载激光雷达测得的方程解算一个周期内的气溶胶消光后向散射比的廓线；根据星载激光雷达的分层AOD产品，确定起始边界点高度以及该高度的气溶胶特性，确定后向积分的起算数值；根据确定的气溶胶消光后向散射比和地基激光雷达的信号利用Fernald方法推导的气溶胶消光系数公式，计算得到一定高度下气溶胶消光系数，进一步得到气溶胶光学厚度。本发明在污染较为严重、天气状况不佳时，也能获得较为精确的数据，不仅具有较好的精度，也具有较强的稳定性。
基于激光雷达卫星地基气溶胶反演方法系统

[发明专利]一种基于CO2-CN202011539156.9有效
发明人：邱若楠;韩舸;史天奇;裴志鹏 -专利权人：武汉大学
申请日： 2020-12-23 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G01S7/48 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于CO2‑DIAL模拟测量的点源CO2排放的新型估算方法，该方法利用高斯扩散模型和范围解析的CO2浓度来反演特定局部点源的CO2排放；包括以下步骤：计算测量差分吸收激光雷达观测点的位置；利用高斯线性扩散模型建立线性化方程；使用Jacobi迭代算法对方程进行求解。根据烟囱不同的高度计算得到的观测点的CO2浓度与实测观测点的CO2进行比较，当误差最小时，确定强点源的有效排放高度，进而确定强点源的CO2排放强度。本发明的反演方法与基于地面的CO2差分吸收激光雷达结合使用，可以高精度的获取点源CO2排放的强度，将为人为CO2排放量监测和验证提供重要的补充手段。
一种基于 co base sub

[发明专利]一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法-CN202210469695.2有效
发明人：蔡孟阳;韩舸;史天奇;裴志鹏;邱若楠 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-04-28 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于车载系统测量强点源碳排放的方法，首先利用车载系统(包括原位测量仪、GNSS接收机、车载气象站)获取带有地理坐标的CO2浓度以及风速、风向信息，根据先验强点源排放信息，建立坐标系，转换CO2浓度坐标至强点源坐标系，根据测量信息分别以相关系数和均方根误差作为信息素，借助蚂蚁算法分别计算两种信息素标准下的可行域与初值，对可行域与初始值进行均值滤波，将滤波结果作为内点罚函数的初值与均值进行求解，获取使罚函数最小的最优解，得到兼具高精确度、高时效性性和高可用特征的强点源碳排放产品。
一种基于车载系统测量强点源碳排放方法

[发明专利]一种基于OCO-2卫星反演发电厂碳排放强度的方法-CN202211471000.0在审
发明人： 史天奇;韩舸;马昕;龚威;裴志鹏;邱若楠;蔡孟阳 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于OCO‑2卫星反演发电厂碳排放强度的方法，包括：根据OCO‑2卫星采集的数据特点构建碳排放扩散模型；沿高度方向间隔选取排放口上方的气象数据；针对特定位置的排放源，选取能用于计算排放强度的OCO‑2轨道数据；根据碳排放扩散模型和全局最小偏差原则建立目标函数，结合气象数据和OCO‑2轨道CO2浓度数据对目标函数进行求解，得到碳排放扩散模型中相关参数的求解值，并根据轨道实测的CO2浓度与求解的碳排放扩散模型模拟的CO2浓度的相关系数判断求解的参数值是否成功，并将求解成功的参数值代入到构建的碳排放扩散模型中得到用于监测电厂碳排放的碳排放扩散模型。本发明解决了现有技术中无法实现对全球发电厂的碳排放量监测数据快速、高精度更新的难题。
一种基于 oco 卫星反演发电厂排放强度方法

[发明专利]基于无人机采样的反演强点源碳排放强度计算方法及系统-CN202210925190.2在审
发明人： 史天奇;韩舸;马昕;裴志鹏;邱若楠;蔡孟阳 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-08-03 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06Q10/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于无人机采样的反演强点源碳排放强度计算方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤S1、采集采样数据，所述采样数据包括位置信息、CO2浓度以及气象数据；步骤S2、根据采集的采样数据，建立对应的强点源碳排放扩散模型；步骤S3、基于粒子群算法以及信赖域算法对所建立碳排放扩散模型中电厂碳排放强度进行求解；步骤S4、根据验证数据集评估电厂碳排放强度的准确性。本发明的技术有益效果为可以根据无人机采样设备采集得到的实测数据，结合自适应的定量化评估模型，能够实现对强点源碳排放强度进行有效的快速计算。
基于无人机采样反演强点源碳排放强度计算方法系统

[发明专利]一种星地协同监测的煤矿区甲烷排放异常识别和核算方法-CN202111373589.6有效
发明人：陈翠红;毛慧琴;韩舸;裴志鹏;史天奇;周伟;王飞 -专利权人：生态环境部卫星环境应用中心
申请日： 2021-11-19 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G01N21/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种星地协同监测的煤矿区甲烷排放异常识别和核算方法，属于遥感技术领域。本发明首先根据卫星的光谱数据识别出甲烷排放区域，并结合高分辨率卫星影像，识别出甲烷排放设施。然后使用甲烷走航观测器进行走航观测，建立坐标系，使用高斯扩散模型对甲烷扩散进行建模。使用遗传算法对高斯扩散模型中的参数进行结算，最终求得确切的甲烷排放强度。一方面，卫星遥感可以从宏观上提供全国覆盖的甲烷空间分布及长时间序列变化信息，定位甲烷排放高值区域，检测煤矿区域甲烷异常排放信号；另一方面，结合灵活性高的车载移动监测，获取煤矿区甲烷浓度，反演煤矿区甲烷排放通量，为煤矿区甲烷减排提供数据支撑。
一种协同监测煤矿甲烷排放异常识别核算方法

[发明专利]地基多波长差分吸收激光雷达的δ13-CN202210685770.9在审
发明人：马昕;许静静;史天奇;韩舸;龚威;张豪伟 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-06-16 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G01S17/95 文献下载
摘要：本发明提供一种地基多波长差分吸收激光雷达的δ13C探测反演方法及系统，包括根据H2O、12CO2和13CO2对不同激光波长的吸收率选取工作波长，设置n种on波长和1种off波长；由多波长差分吸收激光雷达发射n+1种波长的激光脉冲，接收反射后的信号，获得发射脉冲的波长、发射距离、发射信号的功率和接受信号的功率；利用n种on波长的发射信号，计算H2O、12CO2和13CO2的差分吸收光学厚度DAOD；提取待测气体在测试气温、测试气压、发射信号波长条件下的吸收截面积，利用H2O、12CO2和13CO2的DAOD及对应的吸收截面积，建立最优反演模型，得到12CO2、13CO2和H2O的浓度；根据测量所得C12CO2、C13CO2浓度及VPDB同位素比值，计算得到天然稳定同位素δ13C，确定天然物质类型，实现利用多波长差分吸收激光雷达测量δ13C。
基多波长吸收激光雷达 base sup 13

[发明专利]一种差分吸收激光雷达二氧化碳浓度反演方法-CN202210354972.5在审
发明人：张豪伟;马昕;韩舸;龚威;史天奇;钟琬溱 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-04-06 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种差分吸收激光雷达反演二氧化碳浓度方法，该方法以低误差的效果还原了反演CO2浓度所需要的参数；包括以下步骤：将差分吸收激光雷达系统采集的信号波形原始数据作为输入，通过对被建立的光谱能量模型获取拟合后的模型参数组作为输出；将获取到的参数组输入到LM算法中，然后进获取优化的模型参数组；然后采用不等精度直接平差理论获取第二次优化后的参数d，并将优化后的参数d带入到积分权重函数公式计算积分权重；将优化后的参数组带入到差分吸收光学厚度公式计算优化后的差分吸收光学厚度；最后结合计算的积分权重和差分吸收光学厚度，带入特定公式获取二氧化碳柱浓度。
种差吸收激光雷达二氧化碳浓度反演方法

[发明专利]一种PM1-CN202210396971.7在审
发明人：马昕;彭琰然;史天奇;韩舸;龚威;张豪伟 -专利权人：武汉大学
申请日： 2022-04-15 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明属于环境保护技术领域，公开了一种PM1浓度的估算方法及系统。本发明首先采集获取PM1浓度信息及PM1浓度影响指标的数据；然后对PM1浓度与PM1浓度影响指标之间的相关性进行分析得到PM1浓度相关指标，基于PM1浓度信息和PM1浓度相关指标的数据构建训练集和测试集；基于LGBM算法构建PM1浓度预测模型，将PM1浓度相关指标作为模型的输入参数，将PM1浓度作为模型的输出参数；对PM1浓度预测模型进行训练和测试后，基于训练好的PM1浓度预测模型实现PM1浓度估算。本发明能够对PM1浓度进行高精度估算。
一种 pm base sub

[发明专利]基于OCO-2数据和WRF-STILT模型反演CO2-CN202011528975.3有效
发明人：裴志鹏;韩舸;史天奇;邱若楠 -专利权人：武汉大学
申请日： 2020-12-22 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种基于OCO‑2数据和WRF‑STILT模型反演CO2背景场浓度的方法及系统，所述WRF‑STILT模型包括WRF模型和STILT模型，包括获取气象数据作为WRF模型的输入，WRF模型通过插值获得研究区附近高时空分辨率的气象场；将得到的气象场作为STILT模型的输入，根据OCO‑2过境点的时间和位置，基于STILT模型获得每个观测值对应的压力加权的足迹场；获取先验总碳通量，利用贝叶斯估计获得更优的后验总碳通量，根据后验总碳通量和足迹场获取模拟观测值，利用模拟观测值与实际观测值之差符合均值为0的正态分布的条件，反演出CO2背景场浓度。本发明可以根据OCO‑2观测值直接解出背景场浓度，精度高，消耗少，为进一步研究城市尺度碳循环等问题提供更精确的数据。
基于 oco 数据 wrf stilt 模型反演 co base sub

[发明专利]基于激光雷达探测的CO2-CN202011154932.3有效
发明人：郑佳丽;史天奇;马昕;韩舸 -专利权人：武汉大学
申请日： 2020-10-26 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： G01N21/31 文献下载
摘要：本发明提供一种基于激光雷达探测的CO2浓度测量方法及系统，在进行无人机测量后，基于间接平差得到的高精度云分层反演CO2，包括假设当激光雷达过境，探测下方有上下两朵云的时候，设飞机与高云之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD(t1)，高云与低云之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD(t2)，低云与地面之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD(t3)；将相邻无云的情况下的整层DAOD值作为真值，作为浓度真实值约束分层反演；待修正的初始值采用直接测量得到的差分吸收光学厚度，相应建立间接平差的误差方程，解算获取间接平差后更精确的差分吸收光学厚度并获得相应的CO2浓度。本发明不仅可以提高反演精度以及稳定性，而且实施过程简单有效，适用性强。
基于激光雷达探测 co base sub

[发明专利]多波长激光雷达的CO2-CN201810228035.9有效
发明人：韩舸;史天奇;徐浩;梁艾琳;马昕;龚威 -专利权人：武汉大学
申请日： 2018-03-20 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： G01S7/48 文献下载
摘要：本发明提供的多波长激光雷达的CO2浓度分层反演方法及系统，包括：S100根据气候和碳循环对CO2浓度的影响程度，在竖直方向对CO2浓度反演的积分路径进行分层；S200对每一层分别构建对应的CO2浓度多波长反演模型及权重模型，获得各层的CO2柱浓度计算模型；S300根据各层的CO2柱浓度计算模型进行线性方程集合，获得以各层的CO2柱浓度作为待解算参数的观测方程，采用线性最小二乘法解算各层的CO2柱浓度，根据CO2柱浓度计算获得各层的CO2浓度。本发明考虑了大气层中CO2的真实分布状态，可获得精度更高的CO2浓度反演结果。
波长激光雷达 co base sub

[发明专利]基于机器学习的二氧化碳柱浓度时空序列调整方法-CN202110451384.9在审
发明人：张豪伟;马昕;韩舸;龚威;史天奇;钟琬溱 -专利权人：武汉大学
申请日： 2021-04-26 - 公布日： 2021-08-03 - 主分类号： G06F16/215 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于机器学习的二氧化碳柱浓度时空序列调整方法。首先通过经验贝叶斯克里金插值(EBK)理论，完成空间性质上的离散数据点到面的转换，得到空间拟合值结果。其次，构建时间参数库，通过反向统计卫星年度XCO2规律，并采用特定公式对单个像素有效值位于10到12个月份的卫星数据进行拟合，将获得到的参数放入到参数库中，并标注其时间参数库中对应的点位信息；接着采用迁移学习TCA技术将空间拟合值结果和步骤S2对应点位的拟合值进行匹配以及将得到的时间参数库中的参数分配到全局研究区各个点位。最后，以各个点位为基本单位，将被分配到的参数带入到特定的公式并再次进行拟合，其拟合结果即为时空调整后的数据产品。
基于机器学习二氧化碳浓度时空序列调整方法

[发明专利]一种提高二氧化碳差分吸收激光雷达反演精度的方法-CN202010437166.5有效
发明人： 史天奇;马昕;韩舸;裴志鹏 -专利权人：武汉大学
申请日： 2020-05-21 - 公布日： 2021-07-02 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本发明提供一种提高二氧化碳差分吸收激光雷达反演精度的方法，包括如下步骤：步骤1，根据差分吸收激光雷达实测信号反演每层二氧化碳光学厚度值；步骤2，根据切比雪夫拟合优化每层二氧化碳光学厚度值；步骤3，将最低信号接收位置与边界层之间的总二氧化碳光学厚度值作为限制条件，以每层信号的信噪比为权重，构建条件平差模型，获得最优化的每层二氧化碳光学厚度值。本发明方法所提供基于二氧化碳差分激光雷达廓线浓度的反演方法，不仅具有较好的精度，也具有较强的稳定性。这将大大降低二氧化碳反演精度对硬件参数的限制，为研究碳循环以及气候变化提供更精确的数据。
一种提高二氧化碳吸收激光雷达反演精度方法

[发明专利]一种基于LM-BPNN的IWF计算方法-CN201910990007.5在审
发明人：裴志鹏;韩舸;史天奇;邱若楠 -专利权人：武汉大学
申请日： 2019-10-17 - 公布日： 2020-02-14 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于LM‑BPNN的IWF计算方法，包括以下步骤：通过物理方法仿真生成训练数据；将训练数据统一到相同的量纲及数量级上；将训练数据输入LM‑BPNN进行训练，输入为某一时刻的温度、湿度、压强数据，输出为该时刻的IWF值，通过对LM‑BPNN权值的修正与阈值的修正，使误差函数沿梯度方向下降，得到训练完成的LM‑BPNN模型；识别未知模式并进行误差分析，查看是否满足精度要求。本发明能快速计算IWF值，取代传统的物理方法的繁琐和计算量大的情况，以满足未来CO
训练数据修正仿真生成精度要求快速计算雷达卫星误差分析误差函数压强数据传统的计算量反演量纲输出统一

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