基于测量温室气体流量的碳排放计量装置的制作方法

本发明属于碳排放计量，具体地说，涉及一种基于测量温室气体流量的碳排放计量装置。

背景技术：

1、气候变化是现今人类面临的严重危机之一，温室气体是指那些能够吸收和重新辐射地球表面发出热量的气体，它们包括二氧化碳（co2）、甲烷（ch4）、氮氧化物（nox）、氟利昂（cfcs）等，这些气体的存在在地球大气中形成了类似温室的效应，温室气体中二氧化碳每年排放量较大，二氧化碳是导致形成温室效应的主要因素，因此需要对于二氧化碳的排放进行计量和检测。

2、现有技术中例如，申请公开号为cn116026778a的专利公开了一种基于天空地的园区碳排放综合监控系统和方法，该系统包括区域划分模块、数据采集模块和处理分析模块，区域划分模块用于对园区进行划分，通过数据采集模块和处理分析模块对园区内各区域实现实时监控，但是还存在以下缺陷：

3、上述专利只是通过对园区进行简单划分，从而实现对园区内各个区域实现监控，但是判断园区的二氧化碳排放是否超标，需要将园区的二氧化碳排放与二氧化碳排放标准做对比得出，同时该地区一般分为建设用地和非建设用地，建设用地为园区，而非建设用地指的是草地、林地和耕地等，非建设用地对建设用地所排出的二氧化碳进行吸收，那么要得到该园区较为准确的二氧化碳排放，需要考虑园区周围的草地、林地和耕地等对于二氧化碳的影响，这样能够更为准确地判断该园区二氧化碳排放是否超标。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、基于测量温室气体流量的碳排放计量装置，包括计量装置主体，计量装置主体的表面开设有检测口，计量装置主体的四周均固定连接有飞行机翼，碳排放计量装置还包括有信息收发模块、区域划分模块、二氧化碳检测计算模块、区域判别模块、浓度计算模块和警示模块；

4、信息收发模块，发送检测区域的位置信息，并获取位置信息相应的检测区域地图和二氧化碳排放标准；

5、区域划分模块，将检测区域地图进行划分，获得多个检测子区域；

6、二氧化碳检测计算模块，获取每个检测子区域的二氧化碳浓度；

7、区域判别模块，获取每个检测子区域的图像，将每个检测子区域的图像输入到区域判别模型，输出碳排放区域类别；

8、浓度计算模块，基于每个检测子区域相应的二氧化碳浓度和碳排放区域类别，计算得出二氧化碳排放总量，所述二氧化碳排放总量为检测区域在单位时间内的二氧化碳排放总量；

9、警示模块，将二氧化碳排放总量与二氧化碳排放标准相比，判定是否生成警示信息。

10、优选地，计量装置主体的底端开设有检测口，计量装置主体顶端的四周均固定连接有飞行机翼，计量装置主体底端的四周均固定连接有支撑架。

11、优选地，计量装置主体的内部开设有容置空间，容置空间内设有信息收发模块、区域划分模块、二氧化碳检测计算模块、区域判别模块、浓度计算模块和警示模块。

12、优选地，检测区域地图的划分方法包括：

13、获取碳排放计量装置在距离地面标准高度时垂直向下拍摄的图像的实际长度和实际宽度，分别设定为拍摄标准长度和拍摄标准宽度，标准高度为无人机正常巡检时的高度；

14、通过拍摄标准长度和拍摄标准宽度组成长方形，设定为拍摄标准区域，将拍摄标准区域乘以缩小系数得到划分标准区域，缩小系数的取值范围在0到1之间；

15、建立平面直角坐标系，平面直角坐标系包括x轴和y轴，使用h个划分标准区域对平面直角坐标系进行平铺，保持每一个划分标准区域的长边分别与x轴平行，每一个划分标准区域的宽边分别与y轴平行；

16、将检测区域地图放置到平面直角坐标系中，通过h个划分标准区域将检测区域地图划分为q个检测子区域，其中，h和q均为大于1的正整数，当检测区域地图中的检测子区域不满四分之一个划分标准区域时，将该检测子区域进行去除，每个检测子区域的规格与划分标准区域保持一致。

17、优选地，碳排放区域类别包括直接碳排放区域和间接碳排放区域，区域判别模型的训练过程为：获取多组数据，数据包括区域图像和碳排放区域类别，将区域图像和碳排放区域类别作为样本集，将样本集划分为训练集和测试集，构建分类器，将训练集中的区域图像作为输入数据，将训练集中的碳排放区域类别作为输出数据，对分类器进行训练，得到初始分类器，利用测试集对初始分类器进行测试，输出满足预设准确度的分类器作为区域判别模型。

18、优选地，二氧化碳排放总量计算方法包括：将每个检测子区域相应地二氧化碳浓度分别标记为、、、.....，为大于0的正整数，根据每个检测子区域相应的碳排放区域类别进行判定，计算得出检测区域在单位时间内的二氧化碳排放总量。

19、优选地，计算二氧化碳排放总量的逻辑如下：

20、若检测子区域的碳排放区域类别为直接碳排放区域，则进行下一步判断；

21、若时，dce=；

22、若时，dce=；

23、式中，dce为直接碳排放区域中二氧化碳排放吸收量，为检测子区域的面积，为对应检测子区域中植被的面积，为权重系数，且，为对应检测子区域的二氧化碳浓度；

24、若检测子区域的碳排放区域类别为间接碳排放区域，则ice=；

25、式中，ice为间接碳排放区域中二氧化碳残余量，vga为检测子区域的面积；

26、获取检测区域中单位时间内二氧化碳排放总量，计算公式如下：

27、cde=＋；

28、式中，cde为检测区域中单位时间内二氧化碳排放总量，为直接碳排放区域个数，r为间接碳排放区域个数，且＋r=。

29、优选地，警示信息的生成逻辑包括：

30、若二氧化碳排放总量大于二氧化碳排放标准时，生成警示信息；

31、若二氧化碳排放总量小于等于二氧化碳排放标准时，不生成警示信息。

32、优选地，确定直接碳排放区域中植被面积的方法包括：

33、将检测子区域的图像进行预处理，预处理包括去除噪音、增强对比度和颜色校正；

34、基于图像分割技术将图像中的植被区域与其他区域分离，图像分割方法包括阈值分割、区域生长或边缘检测；

35、将分割出来的植被区域通过计算像素数量来计算面积，所述每个像素可以被视为一个单位面积。

36、优选地，获取检测子区域内二氧化碳的方法如下：

37、预设同一检测子区域内的多个位置点；

38、获取每个位置点不同高度下的二氧化碳浓度；

39、基于每个位置点的二氧化碳浓度计算每个位置点的二氧化碳浓度均值；

40、根据每个位置点的二氧化碳浓度均值，计算检测子区域内的平均二氧化碳浓度。

41、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

42、（1）本发明先获取检测区域地图和与检测区域相对应的二氧化碳排放标准，将检测区域划分为多个检测子区域，同时获取多个检测子区域的二氧化碳浓度，再根据拍摄的图像将检测子区域进行分类，根据分类结果的不同计算出检测区域中植被对二氧化碳的吸收量和检测区域中二氧化碳的残余量，从而得出较为准确的检测区域中单位时间内的二氧化碳排放总量，能更为准确的判断检测区域中园区二氧化碳排放是否超标；

43、（2）通过获取同一检测子区域下不同高度的二氧化碳浓度，用于计算检测子区域内的平均二氧化碳浓度，这样避免了在同一位置下，由于高度不同导致二氧化碳浓度检测不够准确的现象。