| 成果简介： |
课题来源与背景：森林是陆地生态系统的主体，在维护区域生态平衡具有不可替代的作用。森林储存了全球陆地生态系统约80％以上的碳，是陆地生态系统最大的碳库。森林通过光合作用、呼吸作用、截流作用、蒸散发等参与到大气圈和陆地圈的能量、碳、水交换，在地球表层起到了缓冲器和碳汇的作用，在延缓温室效应、遏制全球变暖、应对气候变化等作用得到世界的公认，森林生态系统强大的碳汇功能和作用，成为实现“双碳”目标的重要路径，也是最为经济、安全、有效的固碳增汇手段之一。广西壮族自治区地处中国南部，跨北热带、南亚热带和中亚热带3个生物气候带，发展林业条件十分优越，森林资源丰富，植被类型多样，是中国重要的速生丰产用材林和短轮伐期工业原料林基地、国家储备林基地，木材产量多年来稳居全国第一位，保障了国家木材战略安全。多年来，广西的森林面积、蓄积、生态服务功能稳步提升，实现森林保护与木材供应双赢，生态与产业步入高质量发展的轨道，广西丰富的森林生态资源优势，为林业碳汇研究提供了保障。
研究目的和意义：广西森林生长快，固碳释氧能力强，对降低温室气体的浓度，应对气候变化，抵消工业碳排放，拓展经济社会发展的环境容量，实现全区节能、减排、降碳目标具有重要的地位和作用。该软件收集了国家标准、行业标准、地方标准和相关参数，集成数学统计和分析、空间数据库技术、数据可视化技术等，开展基于天空地协同的多尺度森林碳储量和碳汇核算、基于遥感反演直接估算、基于机器学习的碳储量和碳汇核算研究，对精准计量广西森林生态系统碳储量和碳汇具有重大意义。
主要论点与论据：该成果收集了国家标准、行业标准、地方标准和相关参数，集成了广西区域内样地和单木尺度的连续监测碳储量数据，实现了对碳储量和碳汇空-天-地多源数据的核算与验证统一管理，为区域尺度评估碳储量和碳汇提供了数据和技术支撑。
成果的主要内容包括：
1、国家标准、行业标准、地方标准和相关参数数据管理：实现了广西区域内土壤和植被碳储量核算参数的管理；
2、多源传感器数据的存储与管理：基于物联网技术实现因子自动采集与多源异构数据的协同处理，以确保监测数据的高效收集和整合，传感器观测数据不但数据量大、类型多，而且具有连续性、时序性等特点。一个森林生态系统的观测会使用大量、多种类型的传感器，且绝大部分布设在野外，在数据的获取、传输、存储等方面存在着许多技术挑战。该系统依据TCP协议，布设了一套自动采集和管理传感器的平台，根据布各类传感器的生产厂家、工作机理、采集内容、固件版本、现场编组等各种问题进行整合，保证上传数据的一致性和合理性；
3、雷达数据的存储和管理：系统内对激光雷达数据的管理分为区域（林分）和单木尺度。系统能可视化林分区域激光点云数据，并按照栅格大小来分析平均树高、郁闭度等因子，协助用户来定量评价啊区域尺度的碳储量变化。针对单木点云数据，成果通过树木定量结构模型来处理，将大量的点云数据结构化，提取胸径、树高、材积和冠幅等单木因子，实现了不砍树的情景下高精度获取单木因子。
4、森林资源调查数据管理：关于调查的数据，成果也是分为单点和样地尺度来进行数据管理。调查的数据包括林木、灌草和土壤数据，这些数据是提供区域尺度反演的基础。
5、森林生态系统碳储量和碳汇核算：针对区域森林生态系统碳储量和碳汇核算，系统集成了基于林业小班、样地调查、遥感反演和机器学习多种核算方法，针对同一区域，用户能使用不同的核算方法进行碳储量核算和对比。
创见与创新：
1、整理了碳储量和碳汇核算方法，对于某区域碳储量和碳汇核算，系统能实现基于样地调查、小班林分累计、遥感反演和机器学习四种方法进行碳储量和碳汇核算，计算结果更加科学合理；
2、采用统一的工业化通信方式和协议，实现了对多源传感器数据的联网管理，从数据采集端开始整合了数据格式，实现了多源传感器数据的高质量、高效率存储和管理；
3、实现了大区域的激光点云数据的可视化和智能化管理，让用户能够随时随地的浏览这些数据；
4、实现了对多种森林资源调查数据的统一管理，用户不需要去了解各个森林资源调查的流程，在系统内能浏览统一格式的森林生态系统数据。
社会经济效益和问题：还未应用。 |
