本文件规定了地表碳核查的总体流程和要求、陆地生态系统碳储量观测与模拟、大气XCO2数据观测与模拟，描述了相应的证实方法。本文件适用于采用地面观测数据和遥感影像数据开展陆地植物活体碳核查、大气XCO2碳核查，不适用于土壤、海洋及人工生态系统等方面的碳核查。基于遥感方法估算陆地生态系统生物量、碳储量、XCO2等可参考使用。

ICS.07.040
CCS A75
中华人民共和国国家标准國
GB/T42419—2023
地表碳核查技术规程
Code of practice for earth's surface carbon verification2023- 03-17发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-03-17实施
GB/T42419—2023
1范围
2规范性引用文件
术语和定义
缩略语
5总体流程和要求
总体流程
核查对象
核查成果
陆地生态系统碳储量观测与模拟6
地面数据观测与处理
6.2遥感数据观测与处理
6.3陆地生态系统碳储量模拟Www.bzxZ.net
7大气XCO2数据观测与模拟
7.1地面观测
7.2遥感数据观测与处理
7.3大气XCO2模拟
附录A（资料性）HASM等方法输入数据格式示例附录B（资料性）碳卫星属性信息提取附录C（资料性）大气化学传输模型与压强权重函数附录D（资料性）大气XCO2反演流程参考文献
GB/T42419—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国地理信息标准化技术委员会SAC/TC230)和全国遥感技术标准化技术委员会(SAC/TC327)共同归口。
本文件起草单位：中国科学院地理科学与资源研究所、北京林业大学、中国气象局国家卫星气象中心、中国林业科学研究院资源信息研究所、生态环境部信息中心、中国林业科学研究院生态保护与修复所、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、西南大学、江西农业大学、中国标准化研究院、中国测绘科学研究院、武汉大学、南京大学、中国矿业大学、上海盛图遥感工程技术有限公司、中国内蒙古森林工业集团有限责任公司、北京山海础石信息技术有限公司、内蒙古师范大学、山东科技大学。本文件主要起草人：岳天祥、王宗、王轶夫、张兴赢、王舒鹏、陈永富、黄明祥、崔丽娟、张曼胤、辛晓平、邵长亮、周伟、赵小敏、黄宏胜、付强、徐胜华、胡翔云、周寅康、张绍良、马贺平、余涛、曹彦荣、杜正平、范泽孟、史文娇、赵娜、王锋、赵亚鹏、包正义、刘羽。GB/T42419—2023
本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到6.3和7.3与基于曲面论和优化控制理论的曲面建模方法（专利号：ZL201110021504.8)相关的专利的使用。本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得：
专利持有人姓名：岳天祥、杜正平、宋敦江地址：北京市朝阳区大屯路甲11号，中国科学院地理科学与资源研究所请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
1范围
地表碳核香技术规程
GB/T 42419—2023
本文件规定了地表碳核查的总体流程和要求、陆地生态系统碳储量观测与模拟、大气XCO2数据观测与模拟，描述了相应的证实方法。本文件适用于采用地面观测数据和遥感影像数据开展陆地植物活体碳核查、大气XCO2碳核查，不适用于土壤、海洋及人工生态系统等方面的碳核查。基于遥感方法估算陆地生态系统生物量、碳储量、XCO2等可参考使用。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T17798地理空间数据交换格式GB/T19710地理信息元数据
GB/T19710.2地理信息元数据第2部分：影像和格网数据扩展GB/T30115卫星遥感影像植被指数产品规范LY/T1752荒漠生态系统定位观测技术规范LY/T1952
LY/T2898
森林生态系统长期定位观测方法湿地生态系统定位观测技术规范NY/T1233草原资源与生态监测技术规程QX/T159地基傅立叶变换高光谱仪大气光谱观测规范3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
地表碳核查earth's surface carbonverification基于陆地生态系统和地面XCO2数据观测规范以及遥感因子等数据处理规范，采用相应模型系统，对区域实际碳储量进行核查的过程。3.2
植物碳储量vegetationcarbonstorage不同生态系统中实存植物体所含有的碳元素总量。3.3
大气二氧化碳柱浓度column-averageddry-airmolefractionsof carbondioxide;xcoz从地表至大气顶部的二氧化碳在干洁空气中平均柱浓度。3.4
曲面surface
对区域或其生态环境要素的格网化表达GB/T 42419—2023
高精度曲面建模highaccuracysurfacemodeling以全局性近似数据为驱动场、以局地高精度数据为优化控制条件，构建地球表层系统及其环境要素曲面的一种方法。
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CGCS2000:2000国家大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000)HASM：高精度曲面建模(HighAccuracySurfaceModeling)TCCON：总碳柱观测网(Total Carbon Column Observing Network)XCO2：大气二氧化碳柱浓度(Column-averaged dry-airmolefractions of carbondioxide)5总体流程和要求
5.1总体流程
地表碳核查总体流程图如图1所示。陆地生态系统碳核查
1地面数据观测与
处理(6.1)
生态系统选择
森林生
态系统
碳储量
5.2核查对象
草地生
态系统
碳储量
湿地生
态系统
碳储量
(6. 1. 4)
3陆地生态系统碳
储量模拟(6.3)
碳储量
荒漠生
态系统
碳储量
2遥感数据观测与
处理(6.2)
核查成果
1地面观测（7.1)
大气碳核查
2遥感数据观测与
处理(7.2)
数据处理(7.2.2)
数据反演(7.2.3)
3大气XCO模拟(7.3)
大气XCo
图1地表碳核查总体流程
5.2.1地表碳核查包括陆地生态系统碳核查和大气碳核查两大部分。通过地面观测、遥感观测和模型模拟等方法来实现。
GB/T 42419—2023
5.2.2地面观测数据采集包括陆地生态系统地面数据获取、地面XCO2数据获取。遥感观测数据获取包括遥感因子获取处理、XCO2数据反演。模型模拟包括陆地生态系统碳储量模拟、大气XCO2模拟。52.3本文件规定的每个部分，应执行地面数据采集、遥感数据获取流程和规定，对获取的数据处理，满足精度要求，输入模型系统，输出模拟结果，即可顺利完成地表碳核查过程操作，获得地表碳核查成果。
5.3核查成果
5.3.1核查成果数据集
数据集包括碳储量和大气XCO2核查结果。数据集以空间分布图、数据表格等形式表达。5.3.2核查报告
核查报告包括工作概况、核查依据、数据来源、核查方法、过程控制、核查成果等内容。陆地生态系统碳储量观测与模拟6
6.1地面数据观测与处理
6.1.1生态系统选择
根据核查区域实际情况，选择适宜的生态系统类型。基于相应行业标准执行观测流程，并对观测数据进行验证，检查是否符合要求，记录检查结果。6.1.2森林生态系统观测
森林生态系统植被生物量及碳储量观测方法按照LY/T1952执行。6.1.3草地生态系统观测
草地生态系统植物生物量观测方法按照NY/T1233执行，基于生物量计算碳储量方法按照LY/T1952执行。
6.1.4湿地生态系统观测
湿地生态系统植物生物量观测方法按照LY/T2898执行，基于生物量计算碳储量方法按照LY/T1952执行。
6.1.5荒漠生态系统观测
荒漠生态系统植物生物量观测方法按照LY/T1752执行，基于生物量计算碳储量方法按照LY/T1952执行。
6.2遥感数据观测与处理
6.2.1数学基础
6.2.1.1平面坐标系
大地基准：宜采用2000国家大地坐标系(CGCS2000)投影方式：投影系统宜采用高斯-克吕格投影。6.2.1.2高程基准
宜采用1985国家高程基准。
GB/T42419—2023
6.2.2数据源
原始卫星影像数据应参数完整，影像清晰，无大面积噪声、条纹、云和积雪。6.2.3数据格式
数据的交换格式符合GB/T17798中的规定。检查数据格式并记录检查结果。6.2.4元数据
卫星数据的元数据符合GB/T19710和GB/T19710.2中的规定。评价元数据质量并记录评价结果。
6.2.5遥感数据处理流程
遥感数据处理以及遥感信息提取流程按照NY/T1233执行。其中，植被指数的计算流程按照GB/T30115执行。对遥感数据质量、植被指数质量以及合理性进行检查并记录检查结果，6.3陆地生态系统碳储量模拟
模拟流程
陆地生态系统碳储量模拟流程图如图2所示。地面观测数据
碳储量实测数据
化控制条件
生态因子
遥感观测数据
超感因子
碳储量空间分布模型(方法)
陆地生态系统碳储
量空间分布趋势面
JIASM等
精度验证结
果满足要求
陆地生态系统碳储量
图2陆地生态系统碳储量模拟流程动
6.3.2驱动场
GB/T424192023
驱动场是利用碳储量空间分布模型，为HASM等方法提供碳储量空间分布趋势面。碳储量空间分布模型（方法）一般有地统计学方法、遥感信息模型和植被动态模型等，应根据碳储量实测数据、生态因子、遥感因子等数据的获取情况，选择合适的模型（方法）。注1：生态因子包含经度、纬度、坡度、坡向、气温、降水、日照百分比、月降雨天数等。注2:遥感因子包含波段反射率、植被指数等。6.3.3优化控制条件
根据陆地各生态系统碳储量观测方法，计算与驱动场中碳储量空间分布趋势面尺度相对应的单位面积碳储量，以优化控制条件的形式输入HASM等方法，优化碳储量空间分布格局，6.3.4操作流程
碳储量模拟操作流程如下：
a）首先对碳核查区域进行网格剖分；网格分辨率一般可以自主设置，但网格剖分以后，需保证核查区的像元总数是抽样数目的100倍～10000倍：将采样数据标准化为符合采样文件格式的文本数据（见附录A)；b)
将上述处理得到的驱动场及优化控制条件，作为HASM等方法的输入文件：d)
模型可以根据不同的数据，自主选择不同的内核方法和参数进行求解，如用户没有选择，则会按照默认的内核方法与模型参数进行求解；根据应用的实际情况，用户自行设置空间分辨率、时间分辨率、精度要求；e)
基于采样数据（即优化控制条件），模型不断优化碳储量空间分布，直到模拟结果满足设定的精f)
度要求；
g）HASM等方法运行结束，得到最终的碳储量的空间分布格局。6.3.5模型精度验证
模型验证采用交又验证方法，其步骤为：a）从优化控制点中抽取一定比例的样本作为检验样本，不参与模型模拟；b）利用剩余的样本进行模拟碳储量空间分布；c）利用检验样本计算模型平均绝对误差和平均相对误差：重复上述的三个步骤，每次抽取样本与之前检验样本无重复点，保证所有优化控制点均被作为d)
检验样本一次且仅有一次，统计所有平均绝对误差和平均相对误差即为最终模拟精度。7大气XCO2数据观测与模拟
7.1地面观测
利用国际大气成分地基观测网络通用的傅里叶变换光谱仪器进行XCO2地面观测，观测站选址要求及观测仪器操作流程按照QX/T159执行。7.2遥感数据观测与处理
7.2.1遥感数据观测要求
CO2遥感卫星探测空间分辨率宜在2kmx2km及以上，时间分辨率宜在16d及以上。5
GB/T42419—2023
7.2.2数据处理
CO2遥感卫星处理过程包含：
a）卫星数据处理：通过提取卫星辐射定标(L1B)数据中的观测光谱信息，得到波段、辐亮度、信噪比及仪器函数信息：同步提取对应的经纬度、地面高程、观测角度、观测时间及观测质量标识信息等，作为输入参数；以碳卫星为例进行提取的参数信息见附录B：b）大气廓线数据：使用大气化学传输模型模拟结果，见附录C;c）云和气溶胶数据：反演时需选择云和气溶胶大气产品做数据输入。7.2.3数据反演
大气XCO2反演数据精度应在1%以上。以碳卫星为例进行的反演流程见附录D。7.3大气XCO2模拟
7.3.1模拟流程
大气XCO2模拟基于CO2遥感卫星观测数据反演结果、大气化学传输模型和HASM等。其操作流程图如图3所示。
驱动场
大气化学传输模型模拟C02
分层浓度
压强权重函数
优化控制条件
XCO2趋势
地面观测xCO，数据
相应的流程为：
HASM等
精度验证结
XCO2分布
CO2遥感卫星反演XCO2
图3大气XCO2模拟流程图
a）用大气化学传输模型模拟输出大气CO2分层浓度，结合压强权重函数（见附录C)建立XCO2浓度分布，作为HASM等方法的驱动场；以卫星反演的XCO2作为优化控制条件，结合上一步构建的XCO2趋势场，利用HASM等b)
方法建立高精度XCO2分布；
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。