【摘要】：隨著全球氣溫升高,控制碳排放總量成為各界共識。根據(jù)各區(qū)域碳排放實際情況,研究制定符合當?shù)貙嶋H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量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算而來的,能源終端消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù)一般都是以國家或者省級為單位統(tǒng)計的數(shù)據(jù),很難獲取市級甚至更小尺度區(qū)域上的能源終端消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù),縣級及以下區(qū)域尺度的碳排放的核算相對較少。本研究在國內(nèi)外相關研究的基礎上,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),構建不同空間尺度的碳排放空間化模型,并利用相關數(shù)據(jù)對其進行檢驗。首先模擬夜間燈光數(shù)據(jù)和我國30個省、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)和臺灣)的能源終端消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算的碳排放量二者之間的定量關系模型,建立碳排放的空間化模型,根據(jù)該模型對河南省1km×1km網(wǎng)格上的碳排放量進行空間化(未考慮特殊點源的碳排放,如火電廠等),并根據(jù)省級能源終端消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算的碳排放量進行精度驗證;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算方法計算能源消費產(chǎn)生的碳排放量,結合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,并對河南省的碳排放進行1km×1km網(wǎng)格上的空間化;最后,對基于兩種方法模擬的碳排放空間化數(shù)據(jù)進行市級尺度、縣級尺度和鄉(xiāng)級尺度上的對比分析,驗證兩種方法的模擬效果。主要研究內(nèi)容及結論如下:(1)基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)值與能源終端消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計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,擬合優(yōu)度R~2為0.7231。根據(jù)該模型,對基于能源終端消耗量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算的碳排放量和根據(jù)該模型模擬的碳排放量進行精度驗證,省級尺度上得出均方根誤差RMSE為1651.84×10~4噸,平均相對誤差MRE為7.41%,河南省的平均相對誤差為9.93%(在10%以內(nèi))�？偟膩砜凑`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�；谠撃Ｐ蛯幽鲜�1km×1km網(wǎng)格上的碳排放空間化進行模擬,并對格網(wǎng)碳排放匯總計算,得到1999—2013年河南省的碳排放,與終端消費統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算碳排放相比,平均絕對誤差為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)和建設用地(農(nóng)村居民點、城鎮(zhèn)建設用地和其他建設用地)的碳排放量計算公式得出碳排放總量,并結合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)該模型對河南省2000年、2005年、2010年和2013年碳排放在1km×1km網(wǎng)格上進行空間化,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)計數(shù)據(jù)計算的碳排放量進行對比,結果表明土地利用數(shù)據(jù)模擬的能源碳排放量與統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算值一致。(3)對基于穩(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年碳排放量進行市級尺度、縣級尺度和鄉(xiāng)級尺度上的對比分析,結果表明:市級尺度上,經(jīng)過相對差異和在0.005的水平上回歸分析可知,四年數(shù)據(jù)綜合分析平均相對差異為11.50%,對二者進行線性回歸擬合,擬合優(yōu)度R~2為0.946,回歸分析的顯著性水平達到0.005以上,說明兩種方法模擬的結果相差不大,因此這兩種方法可以用來模擬市級尺度上的碳排放量;用同樣的方法對縣級尺度上的模擬結果對比分析,四年平均相對差異為13.75%,回歸分析的顯著性水平達到0.005,擬合優(yōu)度R~2為0.8922,說明兩種方法模擬的結果在縣級尺度上差異不大,相對于市級尺度差異有所增大;鄉(xiāng)級尺度上進行回歸分析,結果表明鄉(xiāng)級尺度上回歸分析的效果一般。(4)兩種方法的模擬結果隨著區(qū)域尺度的增大,他們之間的相對差異逐漸增大�？傮w上看,基于土地利用類型模擬的碳排放空間化結果要優(yōu)于基于穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)模擬結果,經(jīng)過分析認為,穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)主要反映夜間經(jīng)濟和社會活動,未區(qū)分點源和非點源碳排放,不能全面反映區(qū)域的碳排放,而土地利用數(shù)據(jù)模擬結果考慮了GDP的空間分布,數(shù)據(jù)精度相對較高,能相對較準確地反映區(qū)域碳排放。(5)兩種方法模擬結果,在市級尺度、縣級尺度、鄉(xiāng)級尺度上其精度呈現(xiàn)逐漸降低趨勢,市級模擬精度最高,鄉(xiāng)級最低。在要求精度不太高的情況下,市級尺度、縣級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)進行碳排放的空間化。
【圖文】：

1.5 技術路線首先，對 1999-2013 年的穩(wěn)定夜間燈光影像數(shù)據(jù)進行預處理（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)計數(shù)據(jù)計算 30 省級行政區(qū)的能源消費碳排放量，然后對能源終端消費統(tǒng)計量的碳排放量和穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)值擬合分析，構建基于穩(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)格上的碳排放量進行空間化；基于不同的土用類型、能源終端消費數(shù)據(jù)計算河南省不同的土地利用類型的碳排放量以及結合P 空間分布數(shù)據(jù)，構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；并對兩種方法模擬的碳排放量通計數(shù)據(jù)的能源消耗碳排放進行校核。然后，對基于兩種方法模擬的碳排放量進行空間尺度（市級尺度、縣級尺度和鄉(xiāng)級尺度）的對比分析，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 個省級行政區(qū)的省級和市學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心和國家基礎地理信息系統(tǒng)網(wǎng)站。河來源于黃河下游科學數(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，需要對穩(wěn)定夜間燈光影像數(shù)據(jù)的進行預處理。夜間燈光數(shù)據(jù)不能直接用于基礎數(shù)據(jù)進行研究，本研究運用 數(shù)據(jù)進行預處理，如圖 2-1 所示：
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X24;F426.2

【參考文獻】

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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];四川師范大學學報(自然科學版);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年中國地級市能源消費動態(tài)[J];地理研究;2014年04期

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本文編號：2677501