一种足迹核算方法及系统

1.本发明是关于一种足迹核算方法及系统，属于信息管理技术领域。


背景技术：

2.密集的人类生产活动对社会环境系统具有显著影响，资源枯竭、气候变化、环境污染等挑战日益严峻。足迹，是一系列量化社会环境影响的指标的统称，例如碳足迹、水足迹、生态足迹、经济足迹、社会足迹等。进行足迹核算是评估人类生产活动产生的社会环境影响的最重要、也是最基本的要求之一。通常情况下，足迹核算是基于生命周期思想进行的，核算范围包括核算对象(人类生产活动，表现形式为特定的产品)所在的前台产业链以及为前台产业链提供物质和能量支持的后台产业链，以避免社会环境负担在全产业链内不同过程之间发生转移。
3.然而，传统的足迹核算并未耦合任何空间因素，得到的结果常常具有误导性。具体而言，传统的核算工作大多采用国家或地区的平均活动水平数据，抹去了地理空间上的差异，使结果不能有效地反映不同地区的实际情况。这种做法在后台产业链的足迹核算中尤为普遍，导致前台产业链和后台产业链的活动水平在地理代表性上的不匹配。此外，由于社会环境特征的差异，同一活动水平在不同地区产生的社会环境影响也有所差别。因此，基于上述现实的需求，需要一种能够实现全面、精确足迹核算的方法及系统。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现全面、精确足迹核算的足迹核算方法及系统。
5.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一方面，提供一种足迹核算方法，包括：
6.1)根据核算对象，确定前台产业链以及核算的空间分辨率要求，进而确定前台足迹数据源，并得到满足评估质量要求的前台足迹数据集；
7.2)根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，确定后台产业链，结合核算的空间分辨率要求，抽取后台足迹数据库中满足评估质量要求的后台足迹数据集，或确定后台足迹数据源并得到满足评估质量要求的后台足迹数据集；
8.3)基于多流多节点模型，根据满足评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，确定并更新空间化的生命周期足迹数据集。
9.进一步地，所述步骤1)的具体过程为：
10.1.1)根据核算对象，识别前台产业链的地理边界、前台产业链相关过程的空间特征以及核算的空间分辨率，进而确定前台足迹数据源；
11.1.2)采集确定的前台足迹数据源，形成初始的前台足迹数据集；
12.1.3)对初始的前台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的前台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的前台足迹数据集进行质量评估，若不满足预先
设定的评估质量要求，则进入步骤1.1)重新确定前台足迹数据源；否则，进入步骤2)。
13.进一步地，所述步骤2)的具体过程为：
14.2.1)抽取后台足迹数据库中存储的前台产业链对应的后台产业链的初始后台足迹数据集，并对抽取的初始的后台足迹数据集进行质量评估，若不满足预先设定的评估质量要求，则进入步骤2.2)；否则，进入步骤3)；
15.2.2)根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，识别后台产业链的地理边界、后台产业链相关过程的空间特征，结合核算的空间分辨率要求，确定后台足迹数据源；
16.2.3)采集确定的后台足迹数据源，形成初始的后台足迹数据集；
17.2.4)对初始的后台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的后台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的后台足迹数据集进行质量评估，若不满足预先设定的评估质量要求，则进入步骤2.2)重新确定后台足迹数据源；否则，进入步骤2.5)；
18.2.5)储存后台足迹数据集。
19.进一步地，所述步骤3)的具体过程为：
20.3.1)基于多流多节点模型，整合满足预先设定的评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，计算得到初始的空间化生命周期数据集；
21.3.2)对初始的空间化生命周期数据集进行数据验证，若初始的空间化生命周期数据集满足预先设定的数据验证要求，则编制数据验证报告，进入步骤3.3)；否则，进入步骤1.1)；
22.3.3)发布通过数据验证的空间化的生命周期数据集，并进行储存；
23.3.4)根据数据更新需求，对前台足迹数据集和后台足迹数据集进行更新。
24.进一步地，所述多流多节点模型的构建过程为：
25.基于后台产业链运输网络中的产品流平衡，建立后台产业链在各节点的产品流平衡关系；
26.基于后台产业链在各节点的产品流平衡关系，建立后台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系；
27.基于前台产业链运输网络中的产品流平衡，建立前台产业链在各节点的产品流平衡关系；
28.基于前台产业链在各节点的产品流平衡关系，建立嵌入后台产业链隐含足迹流的前台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系；
29.基于建立的后台产业链在各节点的产品流平衡关系、后台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系、前台产业链在各节点的产品流平衡关系以及嵌入后台产业链隐含足迹流的前台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系，核算空间化的生命周期足迹流。
30.进一步地，所述后台产业链在各节点的产品流平衡关系方程为：
[0031][0032]
式中，i和j表示节点；m表示后台产业链的运输网络；k表示后台产业链；pp
1,i,k
、pp
2,i,k
…
pp
m，i,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点中由上游非运输过程进入第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品流；pt
1,ji,k
、pt
2,ji,k
…
pt
m,ji,k
分别表示第k条后台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品流；pc
1,i,k
、pc
2,i,k
…
pc
m，i,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点中离开第1个、第2个
…
第m个运输网络进入下游非运输过程的产品流；pt
1,ij,k
、pt
2,ij,k
…
pt
m,ij,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点到第j个节点的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品流；
[0033]
所述后台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系方程为：
[0034][0035]
式中，l表示某个运输网络中涉及的节点；ni
1,i,k
、ni
2,i,k
…
ni
m,i,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点中第1个、第2个
…
第m个运输网络上游非运输过程的产品生产足迹强度；ti
l,1,ji,k
、ti
l,2,ji,k
…
ti
l,m,ji,k
分别表示第k条后台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第m个运输网络中涉及的第l个节点的产品运输足迹强度；vi
1,j,k
、vi
2,j,k
…
vi
m,j,k
分别表示第k条后台产业链中由第j个节点出发的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品隐含足迹强度；vi
1，i，k
、vi
2，i，k
…
vi
m，i，k
分别表示第k条后台产业链中由第i个节点出发的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品隐含足迹强度；
[0036]
所述前台产业链在各节点的产品流平衡关系方程为：
[0037][0038]
式中，n表示后台产业链的运输网络；pp
1，i
、pp
2，i
…
pp
n，i
分别表示前台产业链中第i个节点中由上游非运输过程进入第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品流；pt
1，ji
、pt
2，ji
…
pt
n，ji
分别表示前台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品流；pc
1，i
、pc
2，i
…
pc
n，i
分别表示前台产业链中第i个节点中离开第1个、第2个
…
第n个运输网络进入下游非运输过程的产品流；pt
1，ij
、pt
2，ij
…
pt
n，ij
分别表示前台产业链中第i个节点到第j个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品流；
[0039]
所述嵌入后台产业链隐含足迹流的前台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系方程为：
[0040][0041]
式中，ni
1，i
、ni
2,i
…
ni
n,i
分别表示前台产业链中第i个节点中第1个、第2个
…
第n个运输网络上游非运输过程的产品生产足迹强度；bdn
1,i,k
、bdn
2,i,k
…
bdn
2,i,k
分别表示第k条
后台产业链中第i个节点嵌入前台产业链中第i个节点中第1个、第2个
…
第n个运输网络上游非运输过程的产品流；ti
l,1,ji
、ti
l,2,ji
…
ti
l,n,ji
分别表示前台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中涉及的第l个节点的产品运输足迹强度；bdt
l,1,ji,k
、bdt
l,2,ji,k
…
bdt
l,n,ji,k
分别表示第k条后台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中涉及的第l个节点的产品流；vi
1,j
、vi
2,j
…
vi
n,j
分别表示前台产业链中由第j个节点出发的第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品隐含足迹强度；vi
1,i
、vi
2,i
…
vi
n
‑
1,i
、vi
n,i
分别表示前台产业链中由第i个节点出发的第1个、第2个
…
第n
‑
1个、第n个运输网络中的产品隐含足迹强度；pc
n
‑
1,i
表示前台产业链中第i个节点中离开第n
‑
1个运输网络进入下游非运输过程的产品流；
[0042]
所述空间化的生命周期足迹流为：
[0043][0044]
式中，lef
i
表示在第i个节点的产品生命周期足迹；ni
n+1,i
表示前台产业链中第i个节点中最终产品生产过程的产品生产足迹强度；pp
n+1,i
表示前台产业链中第i个节点的最终产品流；bdn
n+1,i,k
表示第k条后台产业链中第i个节点嵌入前台产业链中第i个节点中最终产品生产过程的产品流。
[0045]
另一方面，提供一种足迹核算系统，包括：
[0046]
前台足迹子系统，用于根据核算对象，确定前台产业链以及核算的空间分辨率要求，进而确定前台足迹数据源，并得到满足评估质量要求的前台足迹数据集；
[0047]
后台足迹子系统，用于根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，确定后台产业链，结合核算的空间分辨率要求，抽取后台足迹数据库中满足评估质量要求的后台足迹数据集，或确定后台足迹数据源并得到满足评估质量要求的后台足迹数据集；
[0048]
生命周期足迹子系统，用于基于多流多节点模型，根据满足评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，确定并更新空间化的生命周期足迹数据集。
[0049]
进一步地，所述前台足迹子系统包括：
[0050]
前台足迹数据源定义模块，用于根据核算对象，识别前台产业链的地理边界、前台产业链相关过程的空间特征以及核算的空间分辨率，进而确定前台足迹数据源；
[0051]
前台足迹数据采集模块，用于采集确定的前台足迹数据源，形成初始的前台足迹数据集；
[0052]
前台足迹数据加工模块，用于对初始的前台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的前台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的前台足迹数据集进行质量评估，得到满足预先设定的评估质量要求的前台足迹数据集。
[0053]
进一步地，所述后台足迹子系统包括：
[0054]
后台足迹数据抽取模块，用于抽取后台足迹数据库中存储的前台产业链对应的后台产业链的初始后台足迹数据集，并对抽取的初始后台足迹数据集进行质量评估，得到满足预先设定的评估质量要求的后台足迹数据集；
[0055]
后台足迹数据源定义模块，用于当后台足迹数据抽取模块抽取的后台足迹数据集不满足预先设定的评估质量要求时，根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，识别后台产业链的地理边界、后台产业链相关过程的空间特征，结合核算的空间分辨率要求，确定后
台足迹数据源；
[0056]
后台足迹数据采集模块，用于采集确定的后台足迹数据源，形成初始的后台足迹数据集；
[0057]
后台足迹数据加工模块，用于对初始的后台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的后台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的后台足迹数据集进行质量评估，得到满足预先设定的评估质量要求的后台足迹数据集；
[0058]
后台足迹数据管理模块，用于储存后台足迹数据集。
[0059]
进一步地，所述生命周期足迹子系统包括：
[0060]
生命周期足迹数据空间化集成模块，用于基于多流多节点模型，整合满足预先设定的评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，计算得到初始的空间化生命周期数据集；
[0061]
生命周期足迹数据验证模块，用于对初始的空间化的生命周期数据集进行数据验证，编制数据验证报告；
[0062]
生命周期足迹数据发布模块，用于发布通过数据验证的空间化的生命周期数据集，并发送至所述后台足迹数据管理模块进行储存；
[0063]
生命周期足迹数据更新模块，用于根据数据更新需求，驱动所述前台足迹数据源定义模块更新前台足迹数据源。
[0064]
另一方面，提供一种处理设备，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述足迹核算方法对应的步骤。
[0065]
另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述足迹核算方法对应的步骤。
[0066]
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0067]
1、本发明能够得到空间化产业链中不同的产品运输流以及隐含的足迹流，识别碳足迹、水足迹、生态足迹、经济足迹、社会足迹等在空间上的分布特征并追踪其沿产业链在空间上的转移。
[0068]
2、本发明在空间化方面具有通用性，这种通用性是指可以灵活设置空间分辨率，以满足不同的核算对象，从而产生更多的应用场景，对于一个微观尺度的对象，例如企业或工厂，空间分辨率可以提高到足够高，以显示特定地点的足迹差异，特定地点的数据可以在空间上进一步聚合为中观尺度甚至是宏观尺度，以显示空间网格或区域的足迹差异。
[0069]
3、本发明操作简单、实际应用性强，能够实现全面、精确、客观科学的足迹核算，有效推动空间高分辨率足迹清单的编制，适用范围广阔，可以广泛应用于信息管理技术领域中。
附图说明
[0070]
图1是本发明一实施例提供的多流多节点模型的流程示意图；
[0071]
图2是本发明一实施例提供的足迹核算系统的结构示意图。
具体实施方式
[0072]
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0073]
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
[0074]
本发明实施例提供的足迹核算方法及系统结合隐含足迹的概念与产业链各运输网络的产品流平衡关系，建立关于隐含足迹流的平衡关系，能够追踪隐含足迹沿产业链在空间上的流动以及识别足迹在空间上的分布。采用本发明可以进行全面、精确的足迹核算，有效推动空间高分辨率足迹清单的编制。
[0075]
术语解释：
[0076]
前台产业链是指核算对象所在的产业链，后台产业链是指为前台产业链提供物质和能源支持的产业链，每一前台产业链均需要对应的若干后台产业链。产业链的特征是一个运输过程必然衔接一个非运输过程。例如：以钢铁产品为待评估对象，其前台产业链即为钢铁产业链，相关过程包括钢铁原材料生产、原材料运输、钢铁生产、钢铁运输、钢铁利用、废钢运输和废钢回收，可以看出，上述每一过程均需要用到电力作为能源，因此，电力产业链则为该前台产业链的后台产业链，电力产业链包括燃料开采、燃料运输、燃料发电和电力运输等相关过程。若要形成生命周期数据集，则需要明确一个前台产业链与对应的若干后台产业链。
[0077]
实施例1
[0078]
如图1所示，本实施例提供一种多流多节点模型，在多流多节点模型中，多个后台产业链嵌入前台产业链，按照核算的空间分辨率对整个研究区域进行划分，形成不同的子区域，并以节点表示，每一节点表示一个满足核算的空间分辨率的子区域；空间分辨率的设置根据核算对象的不同而具有灵活性，可以是微观尺度、中观尺度甚至是宏观尺度；产业链中每一运输过程空间化为运输网络，用于刻画节点间产品运输流以及隐含的碳足迹、水足迹、生态足迹、经济足迹、社会足迹等流，多流多节点模型的构建过程为：
[0079]
①
基于后台产业链运输网络中的产品流平衡，建立后台产业链在各节点的产品流平衡关系，其中，后台产业链在各节点的产品流平衡关系方程为：
[0080][0081]
式中，i和j表示节点；m表示后台产业链的运输网络；k表示后台产业链；pp
1,i,k
、pp
2,i,k
…
pp
m，i,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点中由上游非运输过程进入第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品流；pt
1,ji,k
、pt
2,ji,k
…
pt
m,ji,k
分别表示第k条后台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品流；pc
1,i,k
、pc
2,i,k
…
pc
m,i，k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点中离开第1个、第2个
…
第m个运输网络进入下游非运输过程的产品流；pt
1，ij,k
、pt
2，ij,k
…
pt
m,ij,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点到第j个节点的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品流。
[0082]
②
基于后台产业链在各节点的产品流平衡关系，建立后台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系，其中，后台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系方程为：
[0083][0084]
式中，l表示某个运输网络中涉及的节点；ni
1,i,k
、ni
2,i,k
…
ni
m,i,k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点中第1个、第2个
…
第m个运输网络上游非运输过程的产品生产足迹强度；ti
l,1,ji,k
、ti
l,2,ji,k
…
ti
l,m,ji,k
分别表示第k条后台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第m个运输网络中涉及的第l个节点的产品运输足迹强度；vi
1,j,k
、vi
2,j,k
…
vi
m,j,k
分别表示第k条后台产业链中由第j个节点出发的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品隐含足迹强度；vi
1,i,k
、vi
2,i,k
…
vi
m,i,k
分别表示第k条后台产业链中由第i个节点出发的第1个、第2个
…
第m个运输网络中的产品隐含足迹强度。
[0085]
③
基于前台产业链运输网络中的产品流平衡，建立前台产业链在各节点的产品流平衡关系，其中，前台产业链在各节点的产品流平衡关系方程为：
[0086][0087]
式中，n表示后台产业链的运输网络；pp
1,i
、pp
2,i
…
pp
n,i
分别表示前台产业链中第i
个节点中由上游非运输过程进入第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品流；pt
1,ji
、pt
2,ji
…
pt
n,ji
分别表示前台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品流；pc
1,i
、pc
2,i
…
pc
n,i
分别表示前台产业链中第i个节点中离开第1个、第2个
…
第n个运输网络进入下游非运输过程的产品流；pt
1,ij
、pt
2,ij
…
pt
n,ij
分别表示前台产业链中第i个节点到第j个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品流。
[0088]
④
基于前台产业链在各节点的产品流平衡关系，建立嵌入后台产业链隐含足迹流的前台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系，其中，嵌入后台产业链隐含足迹流的前台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系方程为：
[0089][0090]
式中，ni
1,i
、ni
2,i
…
ni
n,i
分别表示前台产业链中第i个节点中第1个、第2个
…
第n个运输网络上游非运输过程的产品生产足迹强度；bdn
1,i,k
、bdn
2,i,k
…
bdn
2，i，k
分别表示第k条后台产业链中第i个节点嵌入前台产业链中第i个节点中第1个、第2个
…
第n个运输网络上游非运输过程的产品流；ti
l，1，ji
、ti
l,2,ji
…
ti
l,n,ji
分别表示前台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中涉及的第l个节点的产品运输足迹强度；bdt
l,1,ji,k
、bdt
l,2,ji,k
…
bdt
l,n,ji,k
分别表示第k条后台产业链中第j个节点到第i个节点的第1个、第2个
…
第n个运输网络中涉及的第l个节点的产品流；vi
1,j
、vi
2,j
…
vi
n,j
分别表示前台产业链中由第j个节点出发的第1个、第2个
…
第n个运输网络中的产品隐含足迹强度；vi
1,i
、vi
2,i
…
vi
n
‑
1,i
、vi
n,i
分别表示前台产业链中由第i个节点出发的第1个、第2个
…
第n
‑
1个、第n个运输网络中的产品隐含足迹强度；pc
n
‑
1,i
表示前台产业链中第i个节点中离开第n
‑
1个运输网络进入下游非运输过程的产品流。
[0091]
⑤
基于建立的后台产业链在各节点的产品流平衡关系、后台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系、前台产业链在各节点的产品流平衡关系以及嵌入后台产业链隐含足迹流的前台产业链在各节点的隐含足迹流平衡关系，核算空间化的生命周期足迹流，其中，空间化的生命周期足迹流方程为：
[0092]
lef
i
＝ni
n+1,i
·
pp
n+1,i
+∑
k
bdn
n+1,i,k
·
vi
m,i,k
+pc
n,i
·
vi
n,i (5)
[0093]
式中，lef
i
表示在第i个节点的产品生命周期足迹；ni
n+1,i
表示前台产业链中第i个节点中最终产品生产过程的产品生产足迹强度；pp
n+1,i
表示前台产业链中第i个节点的最终产品流；bdn
n+1,i,k
表示第k条后台产业链中第i个节点嵌入前台产业链中第i个节点中最终
产品生产过程的产品流。
[0094]
实施例2
[0095]
本实施例提供一种足迹核算方法，包括以下步骤：
[0096]
1)根据核算对象，明确前台产业链以及核算的空间分辨率要求，确定前台足迹数据源，采集并加工得到满足评估质量要求的前台足迹数据集，具体为：
[0097]
1.1)根据核算对象，识别前台产业链的地理边界、前台产业链相关过程的空间特征以及核算的空间分辨率，进而确定前台足迹数据源。
[0098]
1.2)通过传感器、摄像头、互联网等装置，采集确定的前台足迹数据源，形成初始的前台足迹数据集。
[0099]
1.3)对初始的前台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的前台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的前台足迹数据集进行质量评估，若不满足预先设定的评估质量要求，则进入步骤1.1)重新确定前台足迹数据源；否则，进入步骤2)。
[0100]
2)根据步骤1)得到的满足评估质量要求的前台足迹数据集，明确后台产业链，结合核算的空间分辨率要求，抽取后台足迹数据库中满足评估质量要求的后台足迹数据集，或确定后台足迹数据源采集并加工得到满足评估质量要求的后台足迹数据集，具体为：
[0101]
2.1)抽取后台足迹数据库中存储的前台产业链对应的后台产业链的初始后台足迹数据集，并对抽取的初始的后台足迹数据集进行质量评估，若不满足预先设定的评估质量要求，则进入步骤2.2)；否则，进入步骤3)。
[0102]
2.2)根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，识别后台产业链的地理边界、后台产业链相关过程的空间特征，结合核算的空间分辨率要求，确定后台足迹数据源。
[0103]
2.3)通过传感器、摄像头、互联网等装置，采集确定的后台足迹数据源，形成初始的后台足迹数据集。
[0104]
2.4)对初始的后台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的后台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的后台足迹数据集进行质量评估，若不满足预先设定的评估质量要求，则进入步骤2.2)重新确定后台足迹数据源；否则，进入步骤2.5)。
[0105]
2.5)储存和管理后台足迹数据集。
[0106]
3)基于多流多节点模型，根据步骤1)得到的前台足迹数据集和步骤2)得到的后台足迹数据集，计算、验证、发布并更新空间化的生命周期足迹数据集，具体为：
[0107]
3.1)基于多流多节点模型，整合满足预先设定的评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，计算得到初始的空间化生命周期数据集。
[0108]
3.2)对初始的空间化生命周期数据集进行数据验证，若初始的空间化生命周期数据集满足预先设定的数据验证要求，则编制数据验证报告，进入步骤3.3)；否则，进入步骤1.1)重新确定前台足迹数据源，例如：数据验证可以包括内部验证和外部验证，内部验证可以为根据现有的研究评估基础进行预验证，判断生命周期数据是否符合预先设定的要求，外部验证可以为判断生命周期数据是否符合行业或业界数据标准。
[0109]
3.3)发布通过数据验证的空间化的生命周期数据集，并进行储存与管理。
[0110]
3.4)根据数据更新需求，对前台足迹数据集和后台足迹数据集进行更新。
[0111]
实施例3
[0112]
如图2所示，本实施例提供一种足迹核算系统，包括前台足迹子系统1、后台足迹子
系统2和生命周期足迹子系统3。
[0113]
前台足迹子系统1用于根据核算对象，明确前台产业链以及核算的空间分辨率要求，确定前台足迹数据源，采集并加工得到满足评估质量要求的前台足迹数据集。
[0114]
后台足迹子系统2用于根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，明确后台产业链，结合核算的空间分辨率要求，抽取后台足迹数据库中满足评估质量要求的后台足迹数据集，或确定后台足迹数据源采集并加工得到满足评估质量要求的后台足迹数据集。
[0115]
生命周期足迹子系统3用于基于多流多节点模型，根据满足评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，计算、验证、发布并更新空间化的生命周期足迹数据集。
[0116]
在一个优选的实施例中，前台足迹子系统1包括前台足迹数据源定义模块、前台足迹数据采集模块和前台足迹数据加工模块。
[0117]
前台足迹数据源定义模块用于根据核算对象，识别前台产业链的地理边界、前台产业链相关过程的空间特征以及核算的空间分辨率，进而确定前台足迹数据源，其中，数据源是多样的，包括监测数据、卫星遥感数据、地图数据和调研数据等；数据是异构的，包括结构化数据、半结构化数据和非结构化数据；前台产业链相关过程是指前台产业链包括的所有运输过程和非运输过程；空间特征是指运输过程的空间路径以及非运输过程的空间位置。
[0118]
前台足迹数据采集模块用于通过传感器、摄像头、互联网等装置，采集确定的前台足迹数据源，形成初始的前台足迹数据集。
[0119]
前台足迹数据加工模块用于对初始的前台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的前台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的前台足迹数据集进行质量评估，得到满足预先设定的评估质量要求的前台足迹数据集，其中，检查和纠正包括检查数据一致性、处理无效值和缺失值等，异构数据被转化成统一的数据格式，通过空间属性进行关联。
[0120]
在一个优选的实施例中，后台足迹子系统2包括后台足迹数据抽取模块、后台足迹数据源定义模块、后台足迹数据采集模块、后台足迹数据加工模块和后台足迹数据库管理模块。
[0121]
后台足迹数据抽取模块用于抽取后台足迹数据库中存储的前台产业链对应的后台产业链的初始后台足迹数据集，并对抽取的初始后台足迹数据集进行质量评估，得到满足预先设定的评估质量要求的后台足迹数据集。
[0122]
后台足迹数据源定义模块用于当后台足迹数据抽取模块抽取的后台足迹数据集不满足预先设定的评估质量要求时，根据满足评估质量要求的前台足迹数据集，识别后台产业链的地理边界、相关过程的空间特征，结合核算的空间分辨率要求，确定后台足迹数据源。
[0123]
后台足迹数据采集模块用于通过传感器、摄像头、互联网等装置，采集确定的后台足迹数据源，形成初始的后台足迹数据集。
[0124]
后台足迹数据加工模块用于对初始的后台足迹数据集中的数据进行检查，将初始的后台足迹数据集中的数据转化为统一的数据格式，并对检查后的后台足迹数据集进行质量评估，得到满足预先设定的评估质量要求的后台足迹数据集。
[0125]
后台足迹数据管理模块用于储存和管理后台足迹数据集。
[0126]
在一个优选的实施例中，生命周期足迹子系统3包括生命周期足迹数据空间化集成模块、生命周期足迹数据验证模块、生命周期足迹数据发布模块和生命周期足迹数据更新模块。
[0127]
生命周期足迹数据空间化集成模块用于基于多流多节点模型，整合满足预先设定的评估质量要求的前台足迹数据集和后台足迹数据集，计算得到初始的空间化生命周期数据集。
[0128]
生命周期足迹数据验证模块用于对初始的空间化的生命周期数据集进行数据验证，编制数据验证报告，其中，对于未通过数据验证的生命周期足迹数据集，则通过前台足迹数据源定义模块重新定义前台足迹数据源。
[0129]
生命周期足迹数据发布模块用于发布通过数据验证的空间化的生命周期数据集，并发送至后台足迹数据管理模块进行储存，以作为后台足迹数据集被其他核算工作所引用。
[0130]
生命周期足迹数据更新模块用于根据数据更新需求，驱动前台足迹数据源定义模块更新前台足迹数据源。
[0131]
下面通过具体实施例详细说明本发明的足迹核算方法及系统：
[0132]
本发明已成功应用于空间化碳足迹核算，以中国煤电产业链为例，进行碳足迹精确核算。电力产业链为前台产业链(包括电力生产、电力传输和电力消费过程)，煤炭产业链为后台产业链(包括煤炭生产、煤炭运输和煤炭消费过程)，空间分辨率选择省区一级，包括除香港特别行政区、澳门特别行政区以及台湾省以外的所有省区。根据核算，2016年，中国煤电产业链生命周期碳足迹为41.3亿吨，其中，前台产业链和后台产业链碳足迹分别为38.9亿吨和2.4亿吨。省间煤炭运输和电力传输分别造成1.2亿吨和6.0亿吨的隐含碳足迹流动，造成与基于传统碳足迹核算方法得到的结果有5.0亿吨的巨大差异。由于传统碳足迹核算方法无法量化隐含足迹沿产业链进行空间流动的特征，采用本发明进行碳足迹的核算更能够反映不同省区的实际碳排放情况与碳排放背后的驱动力，为明确碳减排责任提供科学的数据支持。
[0133]
本发明已成功应用于空间化水足迹核算，以中国煤炭产业链为例，进行水足迹精确核算。煤炭产业链为前台产业链(包括煤炭生产、煤炭运输和煤炭消费过程)，空间分辨率选择省区一级，包括除香港特别行政区、澳门特别行政区以及台湾省以外的所有省区。根据核算，2016年，中国煤炭产业链生命周期水足迹为49.8亿吨。省间煤炭运输造成23.7亿吨的隐含水足迹流动。采用本发明预计2020年省间隐含水足迹流动将达到26.7亿吨，通过优化煤炭运输网络和改善节水技术，隐含水足迹转移可以分别减少4.6亿吨和2.8亿吨。基于本发明进行水足迹的核算更能够为管理者优化用水定额和制定补偿机制提供重要的数据参考。
[0134]
实施例4
[0135]
本实施例提供一种与本实施例2所提供的空间化足迹核算方法对应的处理设备，处理设备可以是用于客户端的处理设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行实施例2的方法。
[0136]
所述处理设备包括处理器、存储器、通信接口和总线，处理器、存储器和通信接口通过总线连接，以完成相互间的通信。存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处
理器运行计算机程序时执行本实施例2所提供的空间化足迹核算方法。
[0137]
在一些实现中，存储器可以是高速随机存取存储器(ram：random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0138]
在另一些实现中，处理器可以为中央处理器(cpu)、数字信号处理器(dsp)等各种类型通用处理器，在此不做限定。
[0139]
实施例5
[0140]
本实施例提供一种与本实施例2所提供的空间化足迹核算方法对应的计算机程序产品，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本实施例2所述的空间化足迹核算方法的计算机可读程序指令。
[0141]
计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。
[0142]
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。