《城市碳匯遙感評價技術規(guī)范》

ICS113.020.40

CCSZ51

DB4403

深圳市地方標準

DB4403/TXXXX—2022

城市碳匯遙感評價技術規(guī)范

Technicalspecificationofurbancarbonsinkevaluatingbyremotesensing

（送審稿）

2022-XX-XX發(fā)布2022-XX-XX實施

深圳市市場監(jiān)督管理局發(fā)布

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城市碳匯遙感評價技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了城市碳匯遙感評價的總則、流程和方法。

本文件適用于深圳市的城市碳匯遙感評價和動態(tài)監(jiān)測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T34815—2017植被生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)

DZ/T0143—1994衛(wèi)星遙感圖像產(chǎn)品質(zhì)量控制規(guī)范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

重訪周期revisittime

觀測衛(wèi)星對同一地點相鄰兩次觀測的時間間隔。

3.2

歸一化植被指數(shù)normalizeddifferencevegetationindex,NDVI

近紅外波段與可見光紅波段反射值之差和這兩個波段反射值之和的比值。

3.3

凈初級生產(chǎn)力netprimaryproductivity,NPP

自養(yǎng)型生物在單位時間內(nèi)單位面積上固定的總能量除去其自身呼吸消耗掉的部分所剩的部分。

3.4

空間分辨率spatialresolution

遙感圖像上可詳細區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，是表征影像分辨地面目標細節(jié)的指標。

3.5

時間分辨率temporalresolution

遙感儀器能夠重復獲得同一地區(qū)影像的最短時間間隔。

3.6

碳匯carbonsink

通過植樹造林、植被恢復等措施，生態(tài)系統(tǒng)從大氣中移除二氧化碳，減少溫室氣體在大氣中濃度的

過程、活動或機制。

3.7

遙感remotesensing

1

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不接觸物體本身，用遙感儀器收集目標物的電磁波信息，經(jīng)處理、分析后，識別目標物、揭示目標

物幾何形狀大小、相互關系及其變化規(guī)律的科學技術。

4總則

4.1原理

利用地面監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)建立生態(tài)系統(tǒng)碳匯的反演模型；結(jié)合高分辨率遙感數(shù)據(jù)與

通量站點數(shù)據(jù)、地面人工實地調(diào)查對模型反演結(jié)果進行檢驗與訂正；計算全區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)碳匯總量和

評價指標，分析其分布格局和特征。

4.2遙感數(shù)據(jù)選擇

遙感數(shù)據(jù)的選擇應符合以下原則：

——使用的數(shù)據(jù)包含紅波段與近紅外波段，可利用算法反演得到地表植被分布；

——城市區(qū)域的影像云量的覆蓋率≤10%；

——選取衛(wèi)星數(shù)據(jù)時采用無明顯條帶或大面積數(shù)據(jù)缺失的數(shù)據(jù)；

——遙感影像空間分辨率等于或優(yōu)于100m。

4.3遙感數(shù)據(jù)來源

根據(jù)4.2的要求選擇覆蓋評估區(qū)域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。主要數(shù)據(jù)來源包括但不限于Landsat、Sentinel、

Gaofen和SPOT。

4.4評價時間尺度

依據(jù)遙感影像重訪周期，城市碳匯評價宜基于年均尺度，碳匯估算周期應不低于季節(jié)尺度。

5城市碳匯遙感評價流程和方法

5.1城市碳匯評價流程

城市碳匯遙感評價工作流程如圖1所示，包括以下幾個方面：

——資料收集與數(shù)據(jù)處理；

——凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)獲??；

——城市碳匯遙感計算；

——地面核查；

——城市碳匯評價分析。

2

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圖1城市碳匯遙感評價工作流程圖

5.2資料收集與數(shù)據(jù)處理

資料收集與數(shù)據(jù)處理應包括以下內(nèi)容：

——遙感數(shù)據(jù)，按照DZ/T0143—1994第3章中對衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量控制的規(guī)定，進行數(shù)據(jù)處理；

——氣象資料，從氣象部門獲??；

——社會經(jīng)濟資料，通過開展調(diào)研、收集相關文獻和相關部門獲取。

5.3凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)獲取

凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)可通過以下方法獲?。?/p>

——基于遙感產(chǎn)品直接獲取；

——按照GB/T34815—2017第4章中對植被凈初級生產(chǎn)力的規(guī)定，基于CASA過程遙感模型反演，

凈初級生產(chǎn)力的計算應符合附錄A的規(guī)定。

5.4城市碳匯遙感計算

根據(jù)光合作用化學反應式，植被每積累1單位干物質(zhì)，吸收1.63單位二氧化碳，單位面積的植被碳

匯量基于公式（1）計算。

G=1.63×R×NPP····················································(1)

式中：

G——單位面積的植被碳匯量，單位為克碳每平方米（gC·m-2）；

R——二氧化碳中碳的含量比例；

NPP——單位面積的植被凈初級生產(chǎn)力，單位為克碳每平方米（gC·m-2）。

5.5地面核查

5.5.1地面核查目的

3

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在不同區(qū)域設置核查點位，結(jié)合地面監(jiān)測數(shù)據(jù)進行城市碳匯計算驗證，地面核查應符合附錄B的規(guī)

定。

5.5.2地面核查對象

城市碳匯地面核查對象應包括城市行政區(qū)域范圍內(nèi)的林地、草地、農(nóng)田，核查項目包括但不限于植

被凈光合速率與葉面積指數(shù)。

5.5.3地面核查要求

長期固定樣地每隔5年調(diào)查一次，每年抽樣調(diào)查，樣地的復位率應大于或等于95%，調(diào)查時間在植物

全展葉期或成熟期開展。

5.6城市碳匯評價分析

5.6.1城市碳匯評價分析總則

深圳市和各市轄區(qū)的碳匯評價分析包括但不限于：

——基于不同下墊面植被類型分析碳匯時空分布格局；

——基于不同碳匯評價指標分析各市轄行政區(qū)域的碳匯指標；

——基于單位面積碳匯強度開展分級評價。

5.6.2城市碳匯評價指標

城市碳匯評價指標包括但不限于碳匯總量、人均碳匯量和人均碳匯比，其計算基于公式（2）、（3）

和（4）。

GT=G×Ar·························································(2)

GT

GP=··························································(3)

PT

GI=Gd/GP·························································(4)

式中：

GT——碳匯總量，單位為克碳（gC）；

G——單位面積的碳匯量，單位為克碳每平方米（gC·m-2）；

2

Ar——面積總量，單位為平方米（m）；

GP——人均碳匯量，單位為克碳每人（gC/人）；

GT——碳匯總量，單位為克碳（gC）；

PT——人口數(shù)量，單位為人；

GI——人均碳匯比，即行政區(qū)域內(nèi)的人均碳匯量與城市的人均碳匯量的比值；

Gd——行政區(qū)域的人均碳匯量，單位為克碳每人（gC/人）；

GP——人均碳匯量，單位為克碳每人（gC/人）。

5.6.3城市碳匯強度分級

依據(jù)單位面積的碳匯量劃分等級，如表1所示，四個等級對應的表述是弱、中等、強、極強，等級

的劃分標準可基于各行政區(qū)域的實際狀況修正。

4

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表1城市碳匯強度分級標準

單位為千克碳每平方米每年

單位面積碳匯量G≤0.30.3＜G≤0.50.5＜G≤0.8G＞0.8

等級弱中等強極強

5

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A

A

附錄A

（規(guī)范性）

凈初級生產(chǎn)力計算方法

A.1總則

CASA模型基于光能利用率原理，利用遙感數(shù)據(jù)計算凈初級生產(chǎn)力，用戶根據(jù)資料條件選擇合適的計

算方法。

A.2凈初級生產(chǎn)力計算

基于過程模型計算植被的凈初級生產(chǎn)力，如式（A.1）所示。

NPP=APAR×ε···················································(A.1)

式中：

NPP——凈初級生產(chǎn)力，單位為克碳每平方米每月（gC·m-2·月）；

APAR——光合有效輻射，單位為兆焦耳每平方米每月（MJ·m-2·月）；

ε——光能利用率，單位為克碳每兆焦耳（gC·MJ-1）。

A.3光合有效輻射計算

A.3.1光合有效輻射基于式（A.2）獲取。

APAR=SOL×FPAR×0.5·············································(A.2)

式中：

SOL——太陽總輻射量，單位為兆焦耳每平方米每月（MJ·m-2·月）；

FPAR——植被層對入射光合有效輻射的吸收比例。

A.3.2植被層對入射光合有效輻射的吸收比例基于式（A.3）獲取。

(NDVI-NDVImin)×(FPARmax-FPARmin)

FPAR=+FPARmin·································(A.3)

NDVImax-NDVImin

式中：

NDVI——通過遙感數(shù)據(jù)獲得的歸一化植被指數(shù)；

NDVImin——歸一化植被指數(shù)最小閾值；

FPARmax——歸一化植被指數(shù)最大閾值對應的常量值；

FPARmin——歸一化植被指數(shù)最小閾值對應的常量值；

NDVImax——歸一化植被指數(shù)最大閾值。

A.4光能利用率計算

A.4.1光能利用率基于式（A.4）獲取。

ε=Tε1×Tε2×Wε×εmax···········································(A.4)

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式中：

Tε1——低溫對光能利用率的脅迫系數(shù)；

Tε2——高溫對光能利用率的脅迫系數(shù)；

Wε——水分脅迫影響系數(shù)；

-1

εmax——理想條件下的最大光能利用率，單位為克碳每兆焦耳（gC·MJ）。

A.4.2低溫和高溫對光能利用率的脅迫系數(shù)基于式（A.5）和（A.6）獲取。

2

Tε1=0.8+0.02×Topt-0.0005×[Topt]···································(A.5)

1.1841

Tε2=×····························(A.6)

1+exp0.2×(Topt-10-T)1+exp0.3×(-1×Topt-10-T)

式中：

Topt——一年內(nèi)達到NDVI最高時的空氣溫度，單位為攝氏度（℃）；

T——空氣溫度，單位為攝氏度（℃）。

A.4.3水分脅迫影響系數(shù)基于式（A.7）獲取。

Wε=0.5+0.5×E/EP···············································(A.7)

式中：

E——月蒸散量，可通過遙感產(chǎn)品獲取，單位為毫米（mm）；

EP——月潛在蒸散量，可通過遙感產(chǎn)品獲取或FAOPenman-Monteith方法計算，單位為毫米（mm）。

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B

B

附錄B

（規(guī)范性）

地面核查要求

B.1核查點位的布設原則

代表性樣方的選取應符合以下原則：

——植被類型至少包括林地、草地和農(nóng)田；

——每一類植被類型至少選擇3個樣地；

——每一個樣地至少保證在1000m×1000m范圍內(nèi)地表均質(zhì)。

B.2核查點位的布設方法

核查點位的布設應符合以下原則：

——核查點位能較好地反映區(qū)域植被特征；

——四周平坦，影響源與監(jiān)測儀器的水平距離＞100m。

B.3核查點位基本信息調(diào)查

樣地進行核查前需要詳細核查和記錄基本信息，主要包括但不限于：

——樣地編號；