背景技术

目前，对于任意尺度上温室气体的排放量估算主要采取两大类方法：自下而上法和自上而下法。前者使用排放量因子或者模型统计排放量总量后者基于大气测量，将测量结果和算法相结合获得排放量。目前通过无人机测量温室气体排放量，是大气源排放量的最新测量方法。

对于目前使用质量平衡法量化温室气体排放强度存在的主要缺点总结如下：

比较简单地根据质量通量而得到排放量，没有考虑到垂直方向的平流通量，也没有考虑到因空气密度改变而导致的温室气体的增加量。算法所使用的风矢量往往来源于地面站的测量，再根据风廓线关系得到整个测量屏幕的风速参数。这种方法往往得到的估计风速值往往与真实值有较大差异，且高度越高，差异越大。背景值的提取往往依赖于上风屏幕的采样，且往往是单一的值。当采样范围足够大时，只考虑上风向屏幕可能不具有代表性。现有质量平衡算法通常独立于无人机测量排放测量数据，是作为独立运算的一部分，而不是无人机测量系统数据算法的一部分。因此，现有技术总的无人机排放测量存在诸多不足之处。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机温室气体排放量测量方法及装置，以解决现有技术中无人机排放测量存在不足的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种无人机温室气体排放量测量方法，包括：

基于无人机飞行测量时的位置信息映射至三维平面，将不同位置飞行测得的基本要素通过克里金进行空间插值，建立温室气体传输截面；所述位置信息包括精度、纬度和海拔高度；

根据所述温室气体传输截面上各个点的基本要素的积分计算排放量。

进一步的，所述基于无人机飞行测量时的位置信息映射至三维平面，包括：

获取无人机飞行轨迹及其在经纬度平面上的轨迹拟合曲线，确定曲线长度；

根据曲线长度与经纬度的函数关系；

根据所述函数关系以曲线长度对应的海拔高度建立截面飞行轨迹。

进一步的，所述基本要素包括风向量、空气密度和温室气体浓度，采用克里金将不同位置飞行测得的基本要素进行空间插值。

进一步的，根据所述温室气体传输截面上各个点的基本要素的积分采用以下方式计算排放量，包括：

获取风向量在所述温室气体传输截面上的三维风向量；

获取空气密度在改变导致空气密度质量改变量；

基于所述三维风向量和空气密度质量改变量计算空气垂直方向的平流通量；

根据预设的温室气体传输截面顶部的浓度、温室气体与空气的摩尔质量之比以及空气垂直方向的平流通量计算温室气体垂直方向的平流通量；

根据温室气体传输截面点位的温室气体浓度、空气密度和截面水平风向量计算温室气体水平方向的平流通量；

基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量计算温室气体的排放量。

进一步的，基于所述三维风向量和空气密度质量改变量采用以下方式计算空气垂直方向的平流通量，

其中，

为空气垂直方向的平流通量，

为空气密度质量改变量，

为空气水平方向的平流通量。

进一步的，采用以下方式根据预设的温室气体传输截面顶部的浓度、温室气体与空气的摩尔质量之比以及空气垂直方向的平流通量计算温室气体垂直方向的平流通量，

其中，

为温室气体垂直方向的平流通量，

为温室气体与空气的摩尔质量之比，

为截面顶部温室气体C浓度的平均值。

进一步的，采用以下方式根据温室气体传输截面点位的温室气体浓度、空气密度和截面水平风向量计算温室气体水平方向的平流通量，

其中，为温室气体水平方向的平流通量，截面点位的温室气体浓度为空气密度，为水平风向量；采用以下方式根据空气密度改变得到的温室气体的增加量，其中，

表示温室气体与空气的摩尔质量之比；为空气密度随时间的变化率；表示飞行时间；分别表示压力与温度变量；P、T分别表示平均压力与温度；A表示飞行区域面积；

代表屏幕单一高度z上的混合比平均值。

进一步的，基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量采用以下方式计算温室气体的排放量

其中，是排放源单位时间内对大气温室气体C总的排放量；是因大气密度改变温室气体C的增加量。进一步的，采用克里金法将不同位置飞行测得的基本要素进行空间插值；

所述插值包括：背景值、常数、零-常数、直线拟合或指数拟合。本申请实施例提供一种无人机温室气体排放量测量装置，包括：

建立模块，用于基于无人机飞行测量时的位置信息映射至三维平面，将不同位置飞行测得的基本要素通过克里金进行空间插值，建立温室气体传输截面；所述位置信息包括精度、纬度和海拔高度；计算模块，用于根据所述温室气体传输截面上各个点的基本要素的积分计算排放量。

本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：本发明提供一种无人机温室气体排放量测量方法及装置，通过建立温室气体的传输截面来计算净通量，将无人机飞行测量时卫星定位系统输出的位置信息映射至三维平面，然后将不同位置飞行测得的基本要素进行空间插值，建立温室气体的传输截面，温室气体传输截面建立后，与盒子顶端构成封闭体积。可依据截面上各点风向量、空气密度、温室气体浓度等要素的积分计算温室气体排放量。本申请提供的技术方案完整地将无人机测量结果运算成为排放源的温室气体排放量，构建了一个从观测到运算结果的闭环系统。