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特開2024-126015森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法
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  • 特開-森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024126015
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法
(51)【国際特許分類】
   G06Q 50/00 20240101AFI20240911BHJP
   A01G 23/00 20060101ALN20240911BHJP
【FI】
G06Q50/00
A01G23/00 551Z
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024028209
(22)【出願日】2024-02-28
(31)【優先権主張番号】202310203643.5
(32)【優先日】2023-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ブルートゥース
2.LoRa
(71)【出願人】
【識別番号】522417786
【氏名又は名称】四川省林業和草原調査規劃院(四川省林業和草原生態環境監測中心)
【氏名又は名称原語表記】SICHUAN PROVINCIAL INSTITUTE OF FORESTRY AND GRASSLAND INVENTORY AND PLANNING (SICHUAN FORESTRY AND GRASSLAND ECOLOGICAL ENVIRONMENT MONITORING CENTER)
(71)【出願人】
【識別番号】522417797
【氏名又は名称】四川省林業勘察設計研究院有限公司
【氏名又は名称原語表記】SICHUAN FORESTRY SURVEY, DESIGN AND RESEARCH INSTITUTE CO., LTD
(71)【出願人】
【識別番号】524076316
【氏名又は名称】四川省林学会
(71)【出願人】
【識別番号】518377975
【氏名又は名称】成都市農林科学院
【氏名又は名称原語表記】CHENGDU ACADEMY OF AGRICULTURAL AND FORESTRY SCIENCES
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】高飛
(72)【発明者】
【氏名】白斌
(72)【発明者】
【氏名】李娜娜
(72)【発明者】
【氏名】田穎沢
(72)【発明者】
【氏名】王勇軍
(72)【発明者】
【氏名】頼長鴻
(72)【発明者】
【氏名】宋放
【テーマコード(参考)】
5L050
【Fターム(参考)】
5L050CC00
(57)【要約】      (修正有)
【課題】森林炭素貯蔵量の計量過程の誤り確率を効果的に低下させ、連続モニタリング作業量を大幅に減少させ、評価精度と適時性を向上させる森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法を提供する。
【解決手段】森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムは、モノのインターネットのサンプルプロットモジュール、サンプルプロット移動データ調査収集モジュール、モニタリングデータ伝送記憶モジュール及び森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値動的評価モジュールを含み、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法は、モニタリングのサンプルプロットのサンプリング設計、モノのインターネットのサンプルプロットの調査と配置、モニタリングのサンプルプロットデータの自動収集、モニタリング区の林木バイオマスの動的更新、精度検査と補正、モニタリング区の炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価などのプロセスを含む。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムであって、
サンプルプロット地上のバイオマス調査及び週期的なモニタリンのためのモノのインターネットのサンプルプロットモジュールと、
サンプルプロット調査と情報収集のためのサンプルプロット移動データ調査収集モジュールと、
モノのインターネットのサンプルプロットモジュール周期モニタリングデータの伝送と記憶のためのモニタリングデータ伝送記憶モジュールと、
モニタリング区の森林炭素貯蔵量及びモニタリング精度の計算を更新に用いて、そして測定結果に基づいてモニタリング方案を動的に調整し、モニタリング区の炭素吸収源の価値を評価し、その中で、
前記モノのインターネットのサンプルプロットモジュールは、樹径測定センサと通信中継装置を含み、
前記通信中継装置は、モニタリングサンプルプロットで無線アドホックネットワークを構築し、樹径センサ測定データを集約して返信するために用いられる、
前記サンプルプロット移動データ調査収集モジュールは、データ収集のアプリケーションシステムを含み、
前記データ収集アプリケーションシステムは、サーバー側情報を取得し、調査現場では、通信中継装置と樹径測定センサを接続してデータ収集、入力、計算を行い、現場で通信中継装置とデータ測定センサに対して配置と管理を行うために用いられる、
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価モジュールは、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムと前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムの運行を支持するサポートプラットフォームとを含み、
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムは、サンプルプロットの動的モニタリングデータ、森林炭素貯蔵量計算データの配置、モノのインターネットのサンプルプロット運行状態の管理、周期的にモニタリング区の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の取得と評価のことを集約し、統計し、分析するための森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価モジュールと、を含む
ことを特徴とする森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム。
【請求項2】
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムには、
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムにログインするためのユーザーログインモジュールと、
地図操作に基づくインタラクティブモードを提供し、地図操作機能を提供するためのサンプルプロット地図表示・閲覧・クエリーモジュールと、
炭素貯蔵量を計算するフォームとデータを設定するための調査フォーム・デフォルトデータ設定モジュールと、
通信中継装置のデバイス情報及び標準地情報をクエリーし、通信中継装置の運転状態を確認し、通信中継装置の動作方式を配置するための通信中継装置デバイス・状態管理モジュールと、
樹径測定センサのデバイス情報、単木番号の情報をクエリーして、樹径測定センサの運転状態と測定データをチェックし、樹径測定センサの動作方式を配置するための樹径測定センサデバイス・状態管理モジュールと、各通信中継装置によって受信装置を介して返信された樹径測定センサデータを集約して、調査フォームとデフォルトデータ配置モジュールに配置されたフォームとデータを利用して、すべてのサンプルプロットの炭素貯蔵量の結果を計算するためのサンプルプロットの炭素貯蔵量集約計算モジュールと、
集約して算出されたサンプル木データを統計し、測定・設置・調査の精度を分析して、区域別、タイプ別に炭素貯蔵量の数量、質量、構造と分布を出力し、モニタリング周期前後の各モニタリング対象の状況、炭素吸収源量及びその動的変化を比較するための炭素貯蔵量・炭素吸収源量分析モジュールと、
炭素吸収源の価値データを表示し、モニタリング成果の動的変化を視覚的に反映するための炭素吸収源の価値計量結果可視化表示モジュールと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的価値モニタリングシステム。
【請求項3】
請求項1~2のいずれか1項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムにより実行され、
ステップ(1)モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計は、モニタリングサンプルプロットの配置を完成し、サンプルプロットの全体、サンプリング方法とサンプルプロットの空間位置を確定する、ステップ(1)と、
ステップ(2)モノのインターネットのサンプルプロットの配置は、モニタリングサンプルプロットに対して初回測定と測定デバイスの配置を完成し、デバイス測定周波数の設定を完成する、ステップ(2)と、
ステップ(3)モニタリングサンプルプロットのデータの自動収集は、モノのインターネットのサンプルプロットは設定されたモニタリング周波数に基づいてデータを返信し、収集データに対して解析と記憶任務を完成する、ステップ(3)と、
ステップ(4)モニタリング区の森林炭素貯蔵量の動的更新は、採集されたモニタリングサンプルプロットのサンプル木データに基づいて、各モニタリングサンプルプロットの森林蓄積量、森林バイオマスと森林炭素貯蔵量を計算する、ステップ(4)と、
ステップ(5)精度計算と検査は、モニタリングサンプルプロットの全体及び各層のサンプルの平均数とその分散、及びモニタリング区内の平均単位面積当たりの林木バイオマス炭素貯蔵量の不確実性を計算し、これに基づいてモニタリング結果に対して精度検査を展開し、精度要求に合致しないデータに対してステップ(6)を実行して補正する、ステップ(5)と、
ステップ(6)精度減算の補正は、林分平均炭素貯蔵量を最大許容相対誤差範囲内にするために用いられる、ステップ(6)と、
ステップ(7)炭素吸収源の価値評価とモニタリングの定数は、モニタリング区の全体の炭素吸収源の価値を計算し、成果数表を統計し、本モニタリング期間データベースを更新する、ステップ(7)と、
ステップ(8)モニタリング作業が終了したか否かを判断し、そうでなければ、ステップ(3)を実行し、連続モニタリングを展開し、そうであれば、プロセスを終了する、ステップ(8)と、を備える
ことを特徴とする森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項4】
前記ステップ(1)の具体的なステップは、
(1.1)モニタリング区の境界とプロジェクト全体を確定し、サンプリング設計の信頼性レベルとサンプリング精度を確定し、プロジェクト全体のサンプルプロットの数量を計算して、サンプルプロットの大きさを確定し、この中で、サンプルプロットの数量は以下の式により計算され、
【数1】
式中、nはプロジェクト境界内のプロジェクト全体のサンプルプロットの数量であり、tは信頼性指数であり、Yはバイオマス炭素貯蔵量の予測変動係数であり、Eはサンプリング許容相対誤差である、ステップ(1.1)と、
(1.2)ランダム起点、機械配置点のシステムのサンプリング方案を採用して、サンプルプロットオーの配置を行う、ステップ(1.2)と、含む
ことを特徴とする請求項3に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項5】
前記ステップ(4)の具体的なステップは、
(4.1)ステップ(3)においてモノのインターネットのサンプルプロットに採取されたサンプルプロット内のサンプル木の樹種、胸径と立木タイプデータに基づいて、当区域の現在の樹種の樹高グラフを用いて、直径を独立変数とし、樹高を従属変数として、サンプルプロット内のすべての活立木サンプル木の高さを計算する、ステップ(4.1)と、
(4.2)サンプルプロット内の活立木サンプル木のバイオマスを計算し、アロメトリック方程式法を用いる場合、ステップ(4.5)を実行し、バイオマス拡散係数法を用いる場合、ステップ(4.3)を実行する、ステップ(4.2)と、
(4.3)活立木サンプル木の材積を計算し、本領域の二変数材積式を用いて計算し、直径と樹高を独立変数とし、材積を従属変数として計算する、ステップ(4.3)と、
(4.4)以下の式により、バイオマス拡散係数法を用いてバイオマスを計算し、材積を独立変数とし、バイオマスを従属変数とし、フォームを調べて木材密度、根-シュート比、バイオマス拡散係数の3つのデフォルトデータを取得して計算し、
【数2】
式中、wは活立木サンプル木のバイオマスであり、vは活立木サンプル木の材積であり、WDは活立木サンプル木の木材密度であり、BEFは活立木サンプル木の樹幹バイオマスを地上バイオマスに変換するバイオマス拡散係数であり、無次元数であり、Rは活立木サンプル木の根-シュート比である、ステップ(4.4)と、
(4.5)アロメトリック方程式法を用いてバイオマスを計算し、直径と樹高を独立変数とし、バイオマスを従属変数として計算する、ステップ(4.5)と、
(4.6)林木バイオマスの炭素含有量を利用して林木バイオマスを炭素貯蔵量に換算して炭素貯蔵量を計算し、二酸化炭素と炭素分子の分子量の比を再利用して炭素貯蔵量を二酸化炭素当量に変換し、以下の式により計算され、
【数3】
式中、cは活立木サンプル木の炭素貯蔵量であり、wは活立木サンプル木のバイオマスであり、CFは活立木サンプル木の炭素含有量である、ステップ(4.6)と、
(4.7)以下の式により、サンプルプロットの炭素貯蔵量はサンプルプロット内の活立木サンプル木の林木の炭素貯蔵量の合計であり、サンプルプロットの平均炭素貯蔵量はサンプルプロットの炭素貯蔵量をサンプルプロット面積で割り、各サンプルプロットの炭素貯蔵量とモニタリング区内の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量を計算し、
【数4】
式中、Cはサンプルプロットの炭素貯蔵量であり、
はモニタリング区の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量であり、sはサンプルプロットの面積であり、cは活立木サンプル木の炭素貯蔵量である、ステップ(4.7)と、
(4.8)以下の式により、モニタリング区内の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量とモニタリング区の総面積の積で、モニタリング区内の総炭素貯蔵量を計算し、
【数5】
式中、Ctotalはモニタリング区の総炭素貯蔵量であり、Sはモニタリング区の総面積である、ステップ(4.8)と、
(4.9)以下の式により、モニタリング末期の炭素貯蔵量とモニタリング初期の炭素貯蔵量の差で、モニタリング区内の炭素吸収源量を計算し、
【数6】
式中、ΔCtotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までの炭素吸収源量であり、Ctotal,t2はt2日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Ctotal,t1はt1日目のモニタリング区の炭素貯蔵量である、ステップ(4.9)と、を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項6】
前記ステップ(5)の具体的なステップは、
(5.1)以下の式により、モニタリング区のプロジェクト全体のサンプルプロットの平均炭素貯蔵量とその分散を計算し、
【数7】
式中、
はサンプルプロットの平均炭素貯蔵量であり、ciはi番目のサンプルプロットの炭素貯蔵量であり、Xはプロジェクト全体の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量の推定値の分散であり、
(5.2)以下の式により、モニタリング区の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量の不確実性を計算し、
【数8】
式中、uは評価単位面積当たりの炭素貯蔵量の不確実性指数であり、tは信頼性指数であり、
(5.3)uがサンプリングの設定精度の要求を満たすか否かを判断し、満足すれば、ステップ(7)を実行し、満足しなければ、ステップ(6)を実行する、ステップ(5.3)と、含む
ことを特徴とする請求項5に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項7】
前記ステップ(6)の具体的なステップには、u値とサンプリング設定精度を通じて、減算補正が可能か否かを判断し、設定精度の最大閾値を超える場合、モニタリングのサンプルプロットの設計プロセスからサンプルプロットの数量を増加し、最大閾値内である場合、係数の減算をとり、結果に係数減算を行うステップを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項8】
前記ステップ(7)の具体的なステップは、
(7.1)モニタリング区内の炭素貯蔵量変化量にソリッドカーボン価格を乗じると炭素吸収源の価値となり、計算式は以下の通りで、
【数9】
式中、Utotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までのモニタリング区の炭素吸収源の価値であり、ΔCtotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までの炭素吸収源量であり、Ctotal,t2はt2日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Ctotal,t1はt1日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Pcはソリッドカーボン価格である、ステップ(7.1)と、
(7.2)必要に応じて各成果の主要指標及び統計数表を出力する、ステップ(7.2)と、
(7.3)本モニタリング期間の成果データベースを出力し、タイムスタンプを加えて保存する、ステップ(7.3)と、
(7.4)プロセスを終了する、ステップ(7.4)と、を含む
ことを特徴とする請求項7に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はモノのインターネット及び地理空間データ収集、計算、処理分野に関し、具体的には森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法に関する。
【背景技術】
【0002】
森林は陸地最大の炭素貯蔵庫であり、地球の炭素バランスを維持する重要な基礎である。森林の炭素貯蔵量を正確に測定し、炭素吸収源の価値を科学的に評価することは森林の炭素吸収源機能を開発する前提と基礎である。
【0003】
サンプルプロット調査方法は森林炭素貯蔵量の地上バイオマスのモニタリングに最も広い方法であるが、人工的な調査を採用することは、コストが高く、周期が長く、技術要求が高く、品質制御が難しいなどの欠点がある。現在、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の評価することの新しい技術と新しい手法は主に、成長モデルのシミュレーションやリモートセンシングの定量的なインバージョン、レーザレーダによる樹木測量などの分野を中心としており、成長モデルの更新、リモートセンシングの定量的なインバージョンなどの新しい方法も同様に既存の調査サンプルプロットの品質と数量に深刻に依存しており、またモデリングに使用されるサンプルプロットのデータが静的なデータであるため、初期シミュレーション精度が高く、後期精度が明らかに低下し、さらにエラーになることがある。レーザレーダ点群データ測定樹木はコストが高く、データの後期処理方法は複雑である。このほか、新しい方法には比較性が悪く、汎化能力が弱いという欠点が一般的に存在するため、大規模な普及が難しい。
【0004】
以上より、森林炭素貯蔵量の計量過程における誤り確率を効果的に低減し、連続モニタリング作業量を大幅に減少させ、評価精度と適時性を向上させる森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法を提供することが急務となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、森林炭素貯蔵量の計量過程における測定エラー、漏れ測定、再測定、及びデータ記録、計算エラーの確率を効果的に低下させ、品質検査、連続モニタリング作業量を大幅に削減させ、評価結果の精度と適時性を向上させる森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム及び動的評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的は、以下の技術方案により実現される。
【0007】
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムであって、
サンプルプロット地上のバイオマス調査及び週期的なモニタリンのためのモノのインターネットのサンプルプロットモジュールと、
サンプルプロット調査と情報収集のためのサンプルプロット移動データ調査収集モジュールと、
モノのインターネットのサンプルプロットモジュール周期モニタリングデータの伝送と記憶のためのモニタリングデータ伝送記憶モジュールと、
モニタリング区の森林炭素貯蔵量及びモニタリング精度の計算を更新に用いて、そして測定結果に基づいてモニタリング方案を動的に調整し、モニタリング区の炭素吸収源の価値を評価し、その中で、
前記モノのインターネットのサンプルプロットモジュールは、樹径測定センサと通信中継装置を含み、
前記通信中継装置は、モニタリングサンプルプロットで無線アドホックネットワークを構築し、樹径センサ測定データを集約して返信するために用いられる、
前記サンプルプロット移動データ調査収集モジュールは、データ収集のアプリケーションシステムを含み、
前記データ収集アプリケーションシステムは、サーバー側情報を取得し、調査現場では、通信中継装置と樹径測定センサを接続してデータ収集、入力、計算を行い、現場で通信中継装置とデータ測定センサに対して配置と管理を行うために用いられる、
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価モジュールは、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムと前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムの運行を支持するサポートプラットフォームとを含み、
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムは、サンプルプロットの動的モニタリングデータ、森林炭素貯蔵量計算データの配置、モノのインターネットのサンプルプロット運行状態の管理、周期的にモニタリング区の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の取得と評価のことを集約し、統計し、分析するための森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価モジュールと、を含む森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム。
【0008】
さらなる技術案として、前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムには、
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムにログインするためのユーザーログインモジュールと、
地図操作に基づくインタラクティブモードを提供し、地図操作機能を提供するためのサンプルプロット地図表示・閲覧・クエリーモジュールと、
炭素貯蔵量を計算するフォームとデータを設定するための調査フォーム・デフォルトデータ設定モジュールと、
通信中継装置のデバイス情報及び標準地情報をクエリーし、通信中継装置の運転状態を確認し、通信中継装置の動作方式を配置するための通信中継装置デバイス・状態管理モジュールと、
樹径測定センサのデバイス情報、単木番号の情報をクエリーして、樹径測定センサの運転状態と測定データをチェックし、樹径測定センサの動作方式を配置するための樹径測定センサデバイス・状態管理モジュールと、各通信中継装置によって受信装置を介して返信された樹径測定センサデータを集約して、調査フォームとデフォルトデータ配置モジュールに配置されたフォームとデータを利用して、すべてのサンプルプロットの炭素貯蔵量の結果を計算するためのサンプルプロットの炭素貯蔵量集約計算モジュールと、
集約して算出されたサンプル木データを統計し、測定・設置・調査の精度を分析して、区域別、タイプ別に炭素貯蔵量の数量、質量、構造と分布を出力し、モニタリング周期前後の各モニタリング対象の状況、炭素吸収源量及びその動的変化を比較するための炭素貯蔵量・炭素吸収源量分析モジュールと、
炭素吸収源の価値データを表示し、モニタリング成果の動的変化を視覚的に反映するための炭素吸収源の価値計量結果可視化表示モジュールと、を備える。
さらなる技術案として、前記ステップ(1)モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計は、モニタリングサンプルプロットの配置を完成し、サンプルプロットの全体、サンプリング方法とサンプルプロットの空間位置を確定する、ステップ(1)と、
ステップ(2)モノのインターネットのサンプルプロットの配置は、モニタリングサンプルプロットに対して初回測定と測定デバイスの配置を完成し、デバイス測定周波数の設定を完成する、ステップ(2)と、
ステップ(3)モニタリングサンプルプロットのデータの自動収集は、モノのインターネットのサンプルプロットは設定されたモニタリング周波数に基づいてデータを返信し、収集データに対して解析と記憶任務を完成する、ステップ(3)と、
ステップ(4)モニタリング区の森林炭素貯蔵量の動的更新は、採集されたモニタリングサンプルプロットのサンプル木データに基づいて、各モニタリングサンプルプロットの森林蓄積量、森林バイオマスと森林炭素貯蔵量を計算する、ステップ(4)と、
ステップ(5)精度計算と検査は、モニタリングサンプルプロットの全体及び各層のサンプルの平均数とその分散、及びモニタリング区内の平均単位面積当たりの林木バイオマス炭素貯蔵量の不確実性を計算し、これに基づいてモニタリング結果に対して精度検査を展開し、精度要求に合致しないデータに対してステップ(6)を実行して補正する、ステップ(5)と、
ステップ(6)精度減算の補正は、林分平均炭素貯蔵量を最大許容相対誤差範囲内にするために用いられる、ステップ(6)と、
ステップ(7)炭素吸収源の価値評価とモニタリングの定数は、モニタリング区の全体の炭素吸収源の価値を計算し、成果数表を統計し、本モニタリング期間データベースを更新する、ステップ(7)と、
ステップ(8)モニタリング作業が終了したか否かを判断し、そうでなければ、ステップ(3)を実行し、連続モニタリングを展開し、そうであれば、プロセスを終了する、ステップ(8)と、を備える。
本発明は更に森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法を提供し、上述のいずれかに記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムを通じて実行し、以下のステップを含む。
【0009】
ステップ(1)において、モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計を行うことであって、モニタリングサンプルプロットの配置を完成し、サンプルプロットの全体、サンプリング方法とサンプルプロット空間位置を確定する。
【0010】
ステップ(2)において、モノのインターネットのサンプルプロットの配置をすることであって、モニタリングサンプルプロットに対して初回測定と測定デバイスの配置を完成し、デバイス測定周波数の設定を完成する。
【0011】
ステップ(3)において、モニタリングサンプルプロットのデータ自動収集を行うことであって、モノのインターネットのサンプルプロットは設定されたモニタリング周波数に基づいてデータを返信し、収集データに対して解析と記憶任務を完成する。
【0012】
ステップ(4)において、モニタリング区の森林炭素貯蔵量の動的更新をすることであって、収集されたモニタリングサンプルプロットのサンプル木のデータに基づいて、各モニタリングサンプルプロットの森林貯蔵量、森林バイオマスと森林炭素貯蔵量を計算する。
【0013】
ステップ(5)において、精度計算と検査を行うことであって、モニタリングサンプルプロットの全体及び各層のサンプル平均数とその分散、及びモニタリング区内の平均単位面積当たりの林木バイオマスの炭素貯蔵量の不確実性を計算し、これに基づいてモニタリング結果に対して精度検査を展開し、精度要求に合致しないデータに対してステップ(6)を実行して補正する。
【0014】
ステップ(6)において、精度減算の補正をすることであって、林分平均炭素貯蔵量を最大許容相対誤差範囲内にするために用いられる。
【0015】
ステップ(7)において、炭素吸収源の価値の評価とモニタリングの定数をすることであって、モニタリング区全体の炭素吸収源の価値を計算し、成果数表を統計し、本モニタリング期間データベースを更新する。
【0016】
ステップ(8)において、モニタリング作業が終了したか否かを判断し、そうでなければ、ステップ(3)を実行し、連続モニタリングを展開し、そうであれば、プロセスを終了する。
【発明の効果】
【0017】
従来技術と比べて、本発明の技術的解決手段は以下の利点を備える。
【0018】
(1)森林の炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値のモニタリング精度を大幅に向上させる。木ごと調査を行う際に、樹径の測定に対して樹径測定センサで自動的に測定し、測定者がデータを読み取ることを必要としないため、測定エラーを回避し、データの記録と計算ミスの確率を減らし、データの作成状況を下げる。立木には樹径測定センサが結合されており、再測定と測定漏れが減少し、測定するたびに同じ位置であるため、測定位置の不一致や周尺の回り測定誤差が発生しない。
【0019】
(2)森林の炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値のモニタリング効率を大幅に向上させる。品質検査担当者は活立木サンプル木に到着した後、サンプル木がデバイスを縛っているか否か、及び樹種が正しいか否かを検査するだけで、各木の検尺作業を行う必要はなく、品質検査の作業量が大幅に削減される。連続モニタリングは現地に到着する必要がなく、活立木サンプル木の炭素貯蔵量及び炭素貯蔵量変化量データを安定的に得ることができ、サーバー側で計算と展示を直接に行うので、連続モニタリングの作業量を大幅に削減させる。
【0020】
(3)森林の炭素貯蔵量及び炭素吸収源モニタリングの時効性を大幅に高める。本発明におけるモニタリングの頻度は任務の必要性と電池容量に基づいて共同で決定され、低消費電力設計を採用し、1日に1回の測定を採用し、1週に1回の返信作業を行うため、作業が10年間まで続けることができ、使用寿命は著しく延長され、樹木の成長動態と炭素吸収源の変化量を正確かつ詳細に把握することができる。適時にサンプルプロットの変化情況を発見することができ、サンプルプロットが経営活動或いは自然災害によって変化が発生した場合、データの返信情況を通じてサンプル木の変化情況と変化時間を発見することができ、そして変化の状況に応じてモニタリング方案を適時に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
本発明の一部を構成する図面は本発明をさらなる理解するために提供され、本発明の概略的な実施例及びその説明は本発明を解釈するために使用され、本発明を不当な限定を構成するものではない。
図1】本発明の一実施形態に係る森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムの枠組み図である。
図2】本発明の一実施形態に係る移動データ収集システムの構造ブロック図である。
図3】本発明の一実施形態に係る森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的の評価システムの構造ブロック図である。
図4】本発明の一実施形態に係る森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的モニタリング評価方法の流れ概略図である。
図5】本発明の一実施形態に係るモノのインターネットのサンプルプロットの配置の流れ概略図である。
図6】本発明の一実施形態に係るモニタリング区サンプルプロットのデータ自動収集の流れ概略図である。
図7】本発明の一実施形態に係るモニタリング区の森林炭素貯蔵量の動的更新の流れ概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明は、添付図面を参照して以下で詳細に説明されるが、この部分の説明は、例示的及び説明的なものにすぎず、本発明の特許範囲にいかなる制限作用があるものではない。さらに、当業者は、本明細書の説明に基づいて、本明細書の実施例及び各異なる実施例の中の特徴をそれぞれ組み合わせることができる。
【0023】
本発明の実施例は以下の通りであり、図1を参照して、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムはモノのインターネットのモニタリングサンプルプロットを用いて伝統的な人工サンプルプロット調査の代わりにして、周期的にモニタリングし、サンプルプロット移動データ収集端末を用いて調査サンプルプロットプロットの初回調査を完成し、北斗衛星、モバイル通信基地局を介して構築されたモニタリングデータ伝送モジュールは初回と定期的なデータ伝送と記憶を完成し、最終的に森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールによって調査サンプルプロット及びモニタリング区の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の長期モニタリングと評価を完成し、本システムは、モノのインターネットのサンプルプロットモジュール、サンプルプロット移動データ調査収集モジュール、モニタリングデータ転送記憶モジュールと森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価モジュールの4つの部分から構成される。
【0024】
この中で、モノのインターネットのサンプルプロットモジュールは、サンプルプロットの地上バイオマスの初回調査と周期的なモニタリングを完了するために使用されて、樹径測定センサと通信中継装置の2つの部分からなって、樹径測定センサはケーブルを引いて歯車を回転させ、さらにエンコーダを動かして符号化をし、計算を通じて測定されたサンプル木の胸径値を得て、伝統的な周尺の回り測定に代える。通信中継装置は、モニタリングサンプルプロット内で無線アドホックネットワークを構築し、樹径センサ測定データを集約してデータを返信する責任がある。通信中継装置による無線ネットワークの構築には、WIFIやブルートゥース、またはLoraなどが含まれるが、これらに限定されない。通信中継装置は返信データタイプによってモバイル通信中継装置と北斗ショートメッセージゲートウェイの2種類に分けられ、そのうちモバイル通信中継装置はモバイル通信モジュールを含み、2/3/4/5Gモバイル通信事業者ネットワークを介してデータ返信を完了し、北斗ショートメッセージゲートウェイは北斗ショートメッセージモジュールを含み、北斗衛星を通じてデータ返信を完了する。
【0025】
サンプルプロット移動データ調査収集モジュールは、最初のサンプルプロット調査情報収集を完了するために使用され、移動データ収集端末とデータ収集アプリケーションシステムから構成される。移動データ収集端末は計算、記憶、撮像能力があり、モバイルデータ収集アプリケーションシステムの運行に必要なオペレーティングシステム、運行環境をサポートできるモバイル機器であり、スマートフォン、タブレット、モバイルワークステーションを含むが、これらに限定されない。データ収集アプリケーションシステムは、調査者がサーバー側情報を取得し、調査現場で通信中継装置と樹径測定センサを接続してデータ収集、入力、計算を行い、及び現場で通信中継装置とデータ測定センサの配置管理を行うために使用される。
【0026】
図2のように、データ収集アプリケーションシステムには、ユーザーログインモジュール、地図操作・測位・ナビゲーション・トラック・撮像モジュール、調査フォームとデフォルトデータダウンロードモジュール、モノのインターネットのサンプルプロット毎木調査カードファクタ入力モジュール、モバイル通信信号テストモジュール、通信中継装置接続・テスト・配置モジュール、樹径測定センサ接続・データ入力モジュール、樹径測定センサ・通信中継装置のデータ伝送モジュール、モノのインターネットのサンプルプロット測定調査結果計算モジュール、及びモニタリングデータ転送記憶モジュールを含む。
【0027】
ユーザーログインモジュールは、ユーザーが、ユーザー認証、データ収集アプリケーションシステムにログインするために用いられる。
【0028】
地図操作・測位・ナビゲーション・トラック・撮像モジュールは、ユーザーが、地図操作に基づくインタラクティブモードを提供し、パンニング・ズームアウト・ズームイン・階層表示などの基本的な地図操作機能、及び測位・ナビゲーション・トラック収集・撮像などの高級地図操作機能を提供することに用いられる。
【0029】
調査フォームとデフォルトデータダウンロードモジュールは、ユーザーが、現場樹木調査属性表、樹高グラフ、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータをダウンロードして更新するするために用いられる。デフォルトデータには、木材密度、バイオマス拡散係数、根-シュート比、炭素含有量が含まれるが、これらに限定されない。
【0030】
モノのインターネットのサンプルプロット毎木調査カードファクタ入力モジュールは、ユーザーが、モノのインターネットのサンプルプロットの初回実測調査カード全体ファクタ、標準地林況地況目測調査記録ファクタ、標準地定点及びコンパス測定記録ファクタなどの情報を入力するために用いられる。
【0031】
モバイル通信信号テストモジュールは、ユーザーが、現場モバイル信号タイプ、及びモバイル信号強弱、及び通信受信端と通信することで通信信号伝送の成功率をテストすることに用いられる。2/3/4/5G移動事業者信号があれば、モバイル通信中継装置を選択することにユーザーに提示し、移動事業者信号がなければ、北斗通信中継装置を選択することにユーザーに提示する。
【0032】
通信中継装置接続・テスト・配置モジュールは、ユーザーが、データ収集端末を通信中継装置に接続して、データ収集頻度を設定し、通信中継装置及び樹径測定センサの起動時刻と起動にかかる時間を決定することに用いられる。モジュールは、ユーザーが設定したデータ収集頻度と電池容量に基づいて、理論モニタリング時間の長さを推定することができる。
【0033】
樹径測定センサ接続・データ入力モジュールは、ユーザーが、データ収集端末を用いて樹径測定センサに接続し、接続が正しいことを確認した後調査した樹木の樹種、森林権証明書番号、林地面積情報を入力することに用いられる。
【0034】
樹径測定センサ・通信中継装置のデータ伝送モジュールは、ユーザーが、調査した樹木情報の入力を完了した後、樹径測定センサと通信中継装置とのバックグラウンド通信イベントをトリガーし、樹径測定センサは、無線通信モジュールを介して、デバイス番号、樹木樹種、森林権証明書番号、林地面積情報を通信中継装置に伝送して記憶することに用いられる。
【0035】
モノのインターネットのサンプルプロット測定調査結果計算モジュールは、ユーザーが、毎木の調査データを自動的に収集して取得した後、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを利用して標準的な実測調査結果と炭素貯蔵量を計算するために用いられる。計算内容には、各サンプルプロットの樹種の組成、年齢、平均直径、平均高さ、サンプルプロット活立木の蓄積、サンプルプロット活立木のヘクタール蓄積、サンプルプロット活立木の株数、サンプルプロット活立木のヘクタール株数、活立木のヘクタールバイオマス、活立木のヘクタール炭素貯蔵量が含まれるが、これらに限定されない。
【0036】
モニタリングデータ転送記憶モジュールは、ユーザーが、モノのインターネットのサンプルプロットモジュールの周期モニタリングデータの転送と保存を完了するために用いられる。北斗ショートメッセージ伝送運用方式については、北斗指揮機、北斗衛星からなり、モバイル通信伝送運用方式については、通信サーバーとモバイル通信基地局からなる。
【0037】
通信中継装置のウェイクアップ時間内において、北斗ショートメッセージ伝送運転方式では、北斗指揮機と北斗衛星を介して北斗ショートメッセージ情報を放送し、モバイル通信伝送運転方式では、通信サーバーとモバイル通信基地局を介してモバイルインターネット情報を送信し、北斗ショートメッセージ情報またはモバイルインターネット情報には、ゲートのウェイウェイクアップ時刻・ウェイクアップ時間・ウェイクアップ周波数、及びセンサのウェイクアップ時刻・ウェイクアップ時間・ウェイクアップ周波数、サーバー標準時計が含まれる。
【0038】
通信中継装置は、北斗ショートメッセージまたはモバイルインターネット情報を受信した後、通信中継装置の次回ウェイクアップ時刻・ウェイクアップ時間・ウェイクアップ周波数を記憶し、設定し、サーバー標準クロックに基づいてゲートウェイ自身のクロック補正を行い、各樹径測定センサは、ウェイクアップ時刻に、通信中継装置にデータを転送した後、通信中継装置におけるセンサのウェイクアップ時刻・ウェイクアップ時間・ウェイクアップ周波数を読み取り、及びゲートウェイクロックに基づいてセンサ自身のクロック補正を行う。
【0039】
通信中継装置はすべての樹径測定センサデータを受信した後、北斗ショートメッセージ転送運転方式では、北斗ショートメッセージのゲートウェイはショートメッセージ情報を転送し、今回の収集データを送信し、データは北斗指揮機に記憶し、モバイル通信転送運転方式では、モバイル通信中継装置はモノのインターネット情報を転送し、今回の収集データを送信し、通信サーバーに記憶する。
【0040】
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールは、モニタリング区の森林炭素貯蔵量とモニタリング精度の計算更新を完了し、そして測定結果に基づいて動的にモニタリング方案を調整し、モニタリング区の炭素吸収源の価値を科学的に評価し、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールは、サポートプラットフォームと森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムから構成されて、サポートプラットフォームには、森林の炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムの運用をサポートするために必要なオペレーティングシステム、データベースプラットフォーム、GISプラットフォーム及びその他のネットワークミドルウェアを配置するクラウドサーバー及び物理サーバーが含まれるが、これらに限定されない。森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムはデータ収集端末とモノのインターネットのサンプルプロットの動態モニタリングデータをまとめ、統計と分析をし、森林炭素貯蔵量を配置し、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを計算し、モノのインターネットのサンプルプロットの運行状態を管理し、モニタリング区の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値を周期的に取得し、評価する。
【0041】
図3のように、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムは、以下を含む。
【0042】
ユーザーログインモジュールは、ユーザー認証、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムにログインするために用いられる。
【0043】
サンプルプロット地図表示・閲覧・クエリーモジュールは、地図操作に基づくインタラクティブモードを提供し、パンニング、ズームイン、ズームアウト、階層表示などの基本的な地図操作機能、及びサンプルプロットとサンプル木属性情報のクエリー、サンプルプロット座標特定などの高級地図操作機能を提供することに用いられる。
【0044】
調査フォーム・デフォルトデータ設定モジュールは、ユーザーが現地の樹木調査属性フォーム、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを構成するために用いられる。デフォルトデータには、木材密度、バイオマス拡散係数、根-シュート比、炭素含有量が含まれるが、これらに限定されない。
【0045】
通信中継装置デバイス・状態管理モジュールは、ユーザーが通信中継装置のデバイス番号、デバイスタイプ、座標位置、標準地の番号情報をクエリーして、通信中継装置の運行状態、電池容量、自体のセンサの測定データをチェックし、通信中継装置のモニタリング頻度、ウェイクアップ時刻とウェイクアップ時間長さを設定するために用いられる。
【0046】
木樹径測定センサデバイス・状態管理モジュールは、ユーザーが樹径測定センサのデバイス番号、単木番号情報をクエリーして、樹径測定センサの運行状態、電池容量、自体のセンサ測定データをチェックし、樹径測定センサのウェイクアップ時刻とウェイクアップ時間長さを設定するために用いられる。
【0047】
サンプルプロットの炭素貯蔵量集約計算モジュールは、ユーザーが各通信中継装置によって受信装置を介して返信された樹径測定センサデータを集約して、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを用いて、全体のサンプルプロットの炭素貯蔵量を算出するために用いられる。計算内容は直径、樹高、材積、バイオマス及び炭素貯蔵量を含む。
【0048】
炭素貯蔵量・炭素吸収源量分析モジュールは、ユーザーが集約して算出されたサンプル木データを統計して、測定・設置・調査の精度を分析して、区域別、タイプ別に炭素吸収源数量、質量、構造及び分布を出力し、モニタリング周期前後の各モニタリング対象の状況を比較し、炭素吸収源量及びその動的変化を得るために用いられる。
【0049】
炭素吸収源の価値計量結果可視化表示モジュールは、ユーザーが三次元地図、可視化チャート、時系列軸などの方式を用いてモニタリングデータを表示し、モニタリング成果の動的変化を視覚的に反映するために用いられる。
【0050】
本発明はまた森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値のモニタリング評価方法を提供し、実施例は以下の通りで、図4のように、ステップは、
(1)モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計をするステップであって、業務需要に基づき、実際の業務基礎と結合してモニタリングサンプルプロットの配置を完成し、サンプルプロットの全体、サンプリング方法、サンプルプロット空間位置を確定し、
(1.1)モニタリング区の境界とプロジェクト全体を確定し、サンプリング設計の信頼性レベルとサンプリング精度を確定し、プロジェクト全体のサンプルプロットの数量を計算して、サンプルプロットの大きさを確定し、以下の式により、サンプルプロットの数量を計算し、
【0051】
【数1】
式中、nはプロジェクト境界内のプロジェクトの全体のサンプルプロットの数量であり、tは信頼性指数である。Yはバイオマス炭素貯蔵量の予測変動係数であり、Eはサンプリング許容相対誤差であり、「炭素吸収源造林プロジェクト方法学」と「森林経営炭素吸収源プロジェクト方法学」は90%信頼性レベルで90%のサンプリング精度を要求し、サンプルプロット面積は0.04-0.06ヘクタールであり、本発明におけるサンプルプロットの大きさは四角形であり、面積は1ムーで、つまり0.0667ヘクタールであり、
(1.2)ランダム起点、機械配置点のシステムサンプリング方案を採用して、サンプルプロットの配置を行い、ここで、機械配置点とは、一定距離を置いて設定された数量のポイントを抽出し、ポイントの座標をサンプルプロットの南西角点とすることを指す、ステップ(1)と、
(2)モノのインターネットのサンプルプロットの配置をするステップであって、すべてのモニタリングサンプルプロットに対して初回測定と測定デバイスの配置を完成し、試験デバイスは正常に運行し、データ収集と伝送は安定で信頼性があり、デバイス測定周波数の設定を完成し、モノのインターネットのサンプルプロットは、サンプルプロットの蓄積調査過程において、樹径測定センサを人工囲尺測定の代わりに使用し、データ収集端末データ収集を人工記録の代わりに使用し、モバイル通信中継装置または北斗ショートメッセージゲートウェイは樹径測定センサデータを定期的に収集し、伝送させ、サンプルプロットのデータの自動、連続モニタリングを実現し、図5のように、モノのインターネットのサンプルプロットの配置の流れは、
(2.1)配置サンプルプロットに到着し、サンプルプロット測定を完了し、データ収集端末を用いてサンプルプロット信号タイプをテストし、ゲートウェイタイプを選択する。2/3/4/5Gなどのモバイル通信信号があれば、モバイル通信中継装置を選択し、2/3/4/5 Gなどのモバイル通信信号がなければ、北斗ショートメッセージゲートウェイを選択し、
(2.2)サンプルプロットの中央位置に1本のサンプル木を選択してアルミニウム合金ホルダを配置し、通信中継装置を固定して信号試験を行い、成功した後、通信中継装置のオン状態を維持し、
(2.3)データ収集端末を介して通信中継装置を接続し、データ収集周波数を設定し、通信中継装置と樹径測定センサの次回の起動時刻及び起動にかかる時間を決定し、
(2.4)サンプル木の直径測定位置を選択し、樹径測定センサを測定されたサンプル木に固定し、
(2.5)樹径測定センサ起動ボタンを押すと、表示灯が点灯し、データ収集端末を使用して樹径測定センサに接続し、接続される樹径測定センサの番号と樹径測定センサのケースのレベルの番号が一致することを保証し、
(2.6)樹径測定センサのロープ出口から引出ロープを引き出し、サンプル木の周りを一周した後、取外し防止引出線固定口に引き込み、
(2.7)データ収集端末において、サンプル木の直径に測定値があるか、または実際値から明らかにずれているか否かを確認して、そうであれば、樹径測定センサ起動ボタンを押し、データ収集端末がゼロになった後、再びロープを引いて取り付け、
(2.8)樹径測定センサをクリックし、接続し、樹種と検尺タイプを記入し、その中で、樹種と検尺タイプはすべて技術規定のコード要求に従ってコードを記入して、例えば樹種は柏木で、コードは601で、検尺タイプは活立木で、コードは1を記入し、
(2.9)樹径測定センサは通信中継装置と通信し、測定値を通信中継装置に転送してクロック同期化を行い、樹径測定センサの次回起動時刻及び起動にかかる時間を取得し、
(2.10)樹径測定センサが接続されていない場合、所定時間おきにスリープ状態に自動的に入り、表示灯が消灯し、
(2.11)ステップ2.4-2.10を繰り返し、サンプルプロット内のすべてのサンプル木の測定と樹径測定センサの取り付けを完了し、
(2.12)通信中継装置は、衛星/モバイル通信基地局を介して、記憶情報を通信受信装置に返信し、プラットフォームのネットワークサーバーにまとめて入って、ネットワークサーバーを集約して、衛星を介して返信された情報に対して、北斗指揮機に返信してネットワークサーバーにまとめて入り、モバイル通信基地局を介して返信された情報に対して、通信サーバーに返信してネットワークサーバーにまとめて入り、
(2.13)データ収集端末と通信中継装置の接続を切断し、所定時間おきに通信中継装置はスリープ状態に自動的に入り、表示灯が消灯する、ステップ(2)と、
(3)モニタリングサンプルプロットのデータの自動収集を行うステップであって、モノのインターネットのサンプルプロットは設定されたモニタリング周波数に基づいてデータを返信し、アプリケーションシステムは収集データに対して解析と記憶任務を完成し、モノのインターネットのサンプルプロットを配置した後、作業任務、調査需要及び樹径測定センサと通信中継装置の電池容量に基づいて、モノのインターネットのサンプルプロットのデータ収集周波数を科学的に設定し、通信中継装置と樹径測定センサのウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さとウェイクアップ周波数を確定し、原則として、通信中継装置のウェイクアップ時刻はセンサのウェイクアップ時刻より早く、ウェイクアップ時間長さはセンサのウェイクアップ時間長さより長く、両者のウェイクアップ周波数は一致し、図6のように、周期モノのインターネットのサンプルプロットの自動データ収集フィードバックプロセスは、
(3.1)通信中継装置のウェイクアップ時間に到達したか否か、そうでなければ、ウェイクアップ時刻に到達することを待ち、
(3.2)ウェイクアップ時刻に到達し、北斗指揮機は北斗ショートメッセージ情報を放送し、北斗ショートメッセージのゲートウェイはショートメッセージ情報を受信し、北斗ショートメッセージのゲートウェイと樹径測定センサのウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さとウェイクアップ周波数を取得し、
(3.3)モバイル通信中継装置は、モバイル通信基地局を介してサーバー側のネットワークサーバーにアクセスし、モバイル通信中継装置と樹径測定センサのウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さとウェイクアップ周波数を取得し、
(3.4)樹径測定センサウェイクアップ時刻に到達したか否かを判断し、そうでなければ、ウェイクアップ時刻に到達することを待ち、
(3.5)ウェイクアップ時刻に到達し、樹径測定センサはサンプル木の直径を測定し、通信中継装置に転送して、通信中継装置とクロック同期化を行い、ウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さ、ウェイクアップ周波数を取得し、成功した後にスリープ状態に入り、
(3.6)通信中継装置は、衛星/モバイル通信基地局を介して、通信中継装置の記憶情報を通信受信装置に返信し、プラットフォーム側のネットワークサーバーを集約し、
(3.7)通信中継装置は所定時間おきに自動的にスリープ状態に入り、表示灯が消灯し、今回のプロセスを終了する、ステップ(3)と、
(4)モニタリング区の森林炭素貯蔵量の動的更新をするステップであって、採取されたモニタリングサンプルプロットのサンプル木の樹種、胸径データに基づいて、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを結合して、各モニタリングサンプルプロットの森林貯蔵量、森林バイオマスと森林炭素貯蔵量を計算する。図7のように、具体的なステップは以下を含み、
(4.1)モノのインターネットのサンプルプロットに採取されたサンプルプロット内のサンプル木の樹種、胸径及び立木タイプのデータに基づいて、当区域の現在の樹種の樹高グラフを使用して、直径を独立変数とし、樹高を従属変数として、以下の式より、サンプルプロットのすべての活立木サンプル木の高さを計算し、
【0052】
【数2】
hは活立木サンプル木の樹高であり、dは活立木サンプル木の直径であり、
(4.2)サンプルプロット内の活立木サンプル木のバイオマスを計算し、アロメトリック方程式法を用いる場合、ステップ(4.5)を実行し、バイオマス拡散係数法を用いる場合、ステップ(4.3)を実行し、
(4.3)以下の式より、本領域の二変数材積式を用いて計算し、直径と樹高を独立変数とし、材積を従属変数として活立木サンプル木の材積を計算し、
【0053】
【数3】
vは活立木サンプル木の蓄積であり、
(4.4)以下の式より、バイオマス拡散係数法を用いて、材積を独立変数とし、バイオマスを従属変数とし、フォームを調べて木材密度、根-シュート比、バイオマス拡散係数の3つのデフォルトデータを取得してバイオマスを計算し、
【0054】
【数4】
式中、wは活立木サンプル木のバイオマスであり、vは活立木サンプル木の材積であり、WDは活立木サンプル木の木材密度であり、BEFは活立木サンプル木の樹幹バイオマスを地上バイオマスに変換するバイオマス拡散係数であり、無次元数であり、Rは活立木サンプル木の根-シュート比(すなわち地下バイオマスと地上バイオマスの比で、無次元数である)で、バイオマス拡散係数法を用いる計算は以下の式により計算され、
【0055】
【数5】
(4.5)以下の式より、アロメトリック方程式法を用いて、直径と樹高を独立変数とし、バイオマスを従属変数としてバイオマス計算し、
【0056】
【数6】
(4.6)林木バイオマスの炭素含有量を利用して林木バイオマスを炭素貯蔵量に換算して炭素貯蔵量を計算し、CO2とCの分子量(44/12)比を再利用して炭素貯蔵量を二酸化炭素当量に変換し、以下の式により計算され、
【0057】
【数7】
式中、cは活立木サンプル木の炭素貯蔵量であり、wは活立木サンプル木のバイオマスであり、CFは活立木サンプル木の炭素含有量であり、バイオマス拡散係数法の計算式は以下の式により計算され、
【0058】
【数8】
(4.7)以下の式により、サンプルプロットの炭素貯蔵量はサンプルプロット内の活立木サンプル木林木の炭素貯蔵量の合計であり、サンプルプロットの平均炭素貯蔵量はサンプルプロット内の炭素貯蔵量をサンプルプロットの面積で割り、各サンプルプロットの炭素貯蔵量とモニタリング区内の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量を計算し、
【0059】
【数9】
式中、Cはサンプルプロットの炭素貯蔵量であり、
はモニタリング区の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量であり、sはサンプルプロットの面積であり、cは活立木サンプル木の炭素貯蔵量であり、
(4.8)以下の式により、モニタリング区内の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量とモニタリング区の総面積の積であり、モニタリング区内の総炭素貯蔵量を計算し、
【0060】
【数10】
式中、Ctotalはモニタリング区の総炭素貯蔵量であり、Sはモニタリング区の総面積であり、
(4.9)モニタリング区内の炭素貯蔵量の変化量を計算し、すなわち炭素吸収源量で、モニタリング末期の炭素貯蔵量とモニタリング初期の炭素貯蔵量の差であり、以下の式により計算され、
【0061】
【数11】
式中、ΔCtotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までの炭素吸収源量であり、Ctotal,t2はt2日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Ctotal,t1はt1日目のモニタリング区の炭素貯蔵量である、ステップ(4)と、
(5)精度計算と検査を行うステップであって、モニタリングサンプルプロットの全体及び各層のサンプル平均数とその分散、及びモニタリング区内の平均単位面積当たりの林木バイオマスの炭素貯蔵量の不確実性を計算し、これに基づいてモニタリング結果に対して精度検査を展開し、精度要求に合致しないデータに対して原因を探して、ステップ(6)に入って補正を行い、
(5.1)モニタリング区プロジェクト全体のサンプルプロットの平均炭素貯蔵量及びその分散を計算し、
【0062】
【数12】
式中、
はサンプルプロットの平均炭素貯蔵量であり、ciはi番目のサンプルプロットの炭素貯蔵量であり、Xはプロジェクト全体の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量の推定値の分散であり、
(5.2)モニタリング区の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量の不確実性を計算し、
【0063】
【数13】
式中、uは単位面積当たりの炭素貯蔵量を評価する不確実性指数であり、tは信頼性指数であり、
(5.3)uがサンプリング設定の精度要求を満たしているか否かを判断し、満たす場合、現在の計算モニタリング区の炭素貯蔵量は当期のモニタリング結果であり、満足していない場合、モニタリング区の炭素貯蔵量の精度減算補正を実行し、補正結果を当期モニタリング結果とする。例えば、サンプリング精度を90%に設定すると、uが10%未満で精度要求を満たし、uが10%以上で精度要求を満たさず、精度減算補正プロセスを行う必要がある、ステップ(5)と、
(6)精度減算の補正を行うことステップであって、林分平均炭素貯蔵量を最大許容相対誤差範囲内にするために用いられ、u値とサンプリング設定精度を通じて、減算補正が可能か否かを判断し、設定精度の最大閾値を超えると、モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計プロセスからサンプルプロットの数量を増加させ、最大閾値内であれば、減算係数をとり、結果的に係数減算を行うことができ、例えば、サンプリング精度を90%に設定すると、30%が精度最大閾値となり、30%以上になると、モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計プロセスからサンプルプロットの数量を増加させ、10%より20%未満で、前後2期の変化量が0より大きく、6%を減算する。10%より20%未満で、前後2期の変化量が0より小さく、-6%を減算する。20%より30%未満で、前後2期の変化量が0より大きく、11%を減算する。20%より30%未満で、前後2期の変化量が0より小さく、-11%を減算する、ステップ(6)と、
(7)炭素吸収源の価値の評価とモニタリング出数をすることステップであって、モニタリング区全体の炭素吸収源の価値を計算し、統計成果数表と本モニタリング期間のデータベースを更新し、
(7.1)モニタリング区内の炭素貯蔵量変化量にソリッドカーボン価格を乗じると炭素吸収源の価値となり、以下の式により計算され、
【0064】
【数14】
式中、Utotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までのモニタリング区の炭素吸収源の価値であり、ΔCtotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までの炭素吸収源量であり、Ctotal,t2はt2日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Ctotal,t1はt1日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Pcはソリッドカーボン価格であり、
(7.2)必要に応じて各成果の主要指標及び統計数値表を印刷して出力する。主な指標には、総称、信頼性、及びモニタリング周期によって更新されたサンプリング精度、サンプルプロットのバイオマス、サンプルプロットの炭素貯蔵量、モニタリング区のバイオマス、モニタリング区の炭素貯蔵量、及び年/月/日によって計算された炭素吸収源量と炭素吸収源の価値が含まれるが、これらに限定されない。統計数表には、モニタリング周期に基づいて統計を更新する各種類の土地面積の統計表、各種類の森林炭素貯蔵量の統計表、各種類の土地面積の動態表、全体特徴数の計算表、及び年/月/日によって計算された各種類の森林炭素吸収源量表、各種類の森林炭素吸収源の価値表が含まれるが、これらに限定されない、
(7.3)本モニタリング期間の成果データベースを出力し、タイムスタンプを加えてアーカイブ・ストレージを行う。本モニタリング期間の成果データベースには、現地調査データベース、サンプルプロットサンプル木モニタリングのデータベース、サンプルプロットサンプル木変化のデータベース、炭素貯蔵量及び炭素吸収源の価値のデータベースが含まれるが、これらに限定されない、
(7.4)プロセスは終了する、ステップ(7)と、
(8)モニタリング作業が終了したか否か、終了しない場合、ステップ(3)を実行し、連続モニタリングを展開し、終了した場合、プロセスを終了する、ステップ(8)と、含む。
【0065】
森林炭素貯蔵量の計量と炭素吸収源の価値の評価過程において普遍的に存在する調査周期が長く、精度が低く、比較性が悪く、コストが高い欠点に対して、本発明は森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値のモニタリングシステム及び動的評価方法を提供し、構築する森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値のモニタリングシステムは、モノのインターネットのサンプルプロットモジュール、サンプルプロット移動データ調査収集モジュール、モニタリングデータ伝送記憶モジュール及び森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価モジュールが含み、設計する森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法は、モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計、モノのインターネットのサンプルプロットの調査と配置、モニタリングサンプルプロットのデータ自動収集、モニタリング区林木バイオマスの動的更新、精度検査と補正、モニタリング区の炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値評価の6つのプロセスが含まれる。本発明は森林炭素貯蔵量の計量過程における誤り確率を効果的に低下させ、連続モニタリング作業量を大幅に減少させ、評価精度と適時性を向上させることができる。
【0066】
説明する必要がある本発明における森林炭素貯蔵量は林木バイオマス炭素貯蔵量及び変化のみを考慮し、低木、枯れ木、枯落物、土壌有機炭素及び木製品炭素庫はデフォルト値を採用する。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
【手続補正書】
【提出日】2024-08-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム
モニタリング区内のサンプルプロット上バイオマス調査及び期的なモニタリングをするモノのインターネットのサンプルプロットモジュールと、
サンプルプロット調査と情報収集をするサンプルプロット移動データ調査収集モジュールと、
前記モノのインターネットのサンプルプロットモジュールモニタリングデータの伝送と保存するモニタリングデータ送記憶モジュールと、
前記モニタリング区の森林炭素貯蔵量及びモニタリング精度の計算及び更新を行い前記計算の結果及び前記更新の結果に基づいてモニタリング方を動的に調整し、前記モニタリング区の炭素吸収源の価値を評価する森林貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールを含み、
前記モノのインターネットのサンプルプロットモジュールは、樹径測定センサと前記モニタリング区内で無線アドホックネットワークを構築し、前記樹径測定センサの測定データの送信及び集約をする通信中継装置を含み、
前記サンプルプロット移動データ調査収集モジュールは、データ収集アプリケーションシステムを含み、
前記データ収集アプリケーションシステムは、調査現場で、前記通信中継装置と前記樹径測定センサを接続してデータ収集、入力及び計算を行い、前記通信中継装置と前記樹径測定センサに対して設定と管理を行
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールは、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムと前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムの運行を支持するサポートプラットフォームとを含み、
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールの前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムは、前記測定データをチェックして前記通信中継装置の設定及び前記樹径測定センサの設定を行い、前記モニタリングデータを集約し、モニタリング区の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値を周期的に取得し、前記計算結果及び前記更新結果に基づいて前記価値を評価する
ことを特徴とする森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステム。
【請求項2】
前記森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムには、
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムにログインするためのユーザーログインモジュールと、
地図操作に基づくインタラクティブモードを提供し、地図操作機能を提供するためのサンプルプロット地図表示・閲覧・クエリーモジュールと、
森林炭素貯蔵量を計算するフォームとデータを設定するための調査フォーム・デフォルトデータ設定モジュールと、
通信中継装置のデバイス情報及び標準地情報をクエリーし、通信中継装置の運転状態をチェックし、通信中継装置の動作方式を設定するための通信中継装置デバイス・状態管理モジュールと、
樹径測定センサのデバイス情報及び単木番号の情報をクエリーして、樹径測定センサの運転状態と測定データをチェックし、樹径測定センサの動作方式を設定するための樹径測定センサデバイス・状態管理モジュールと、
各通信中継装置によって通信受信装置を介して信された樹径測定センサの測定データを集約して、調査フォームデフォルトデータ設定モジュールに設定されたフォームとデータを利用して、すべてのサンプルプロットの森林炭素貯蔵量の結果を計算するためのサンプルプロットの炭素貯蔵量集約計算モジュールと、
サンプルプロットの炭素貯蔵量集約計算モジュールによって計算されたサンプルプロットのデータを統計し、測定設置及び調査の精度を分析して、区域別及びタイプ別に森林炭素貯蔵量の数量、質量、構造と分布を出力し、モニタリング周期前後の各モニタリング対象の状況、炭素吸収源量及びその動的変化を比較するための炭素貯蔵量・炭素吸収源量分析モジュールと、
炭素吸収源の価値データを表示し、モニタリング成果の動的変化を視覚的に反映するための炭素吸収源の価値計量結果可視化表示モジュールと、を備える
ことを特徴とする請求項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的価値モニタリングシステム。
【請求項3】
請求項1又は2のいずれか項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値モニタリングシステムにより実行され、
ンプルプロットの配置を完成させ、サンプルプロットの全体、サンプリング方法及びサンプルプロットの位置を確定する、ステップ(1)と、
ニタリングサンプルプロットに対して初回測定と測定デバイスの配置を完成し、デバイス測定周波数の設定を完成する、ステップ(2)と、
定された前記デバイス測定周波数に基づいてデータを信し、収集データに対して解析と記憶任務を完成する、ステップ(3)と、
集されたサンプルプロットのデータに基づいて、各サンプルプロットの森林蓄積量、森林バイオマスと森林炭素貯蔵量を計算する、ステップ(4)と、
ンプルプロットの全体及び各層のサンプルの平均数とその分散、及びモニタリング区内の平均単位面積当たりの林木バイオマス炭素貯蔵量の不確実性を計算し、これに基づいてモニタリング結果に対して精度検査を展開し、精度要求に合致しないデータに対してステップ(6)を実行して補正する、ステップ(5)と、
前記補正は、平均炭素貯蔵量を最大許容相対誤差範囲内にするために用いられる、ステップ(6)と、
ニタリング区の全体の炭素吸収源の価値を計算し、成果数表及び本モニタリング期間データベースを更新する、ステップ(7)と、
ニタリング作業が終了したか否かを判断し、モニタリング作業が終了していなければ、前記ステップ(3)を実行し、モニタリング作業が終了していれば、プロセスを終了する、ステップ(8)と、を備える
ことを特徴とする森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項4】
前記ステップ(1)の具体的なステップは、
ニタリング区の境界とプロジェクト全体を確定し、サンプリング設計の信頼性レベルとサンプリング精度を確定し、プロジェクト全体のサンプルプロットの数量を計算して、サンプルプロットの大きさを確定し、サンプルプロットの数量は以下の式により計算され、
【数1】
式中、nはプロジェクト境界内のプロジェクト全体のサンプルプロットの数量であり、tは信頼性指数であり、Yはバイオマス炭素貯蔵量の予測変動係数であり、Eはサンプリング許容相対誤差である、ステップ(1.1)と、
ンダム起点及び一定距離を置いて設定された数量のポイントを抽出しポイントの座標をサンプルプロットの南西角点とする機械配置点のシステムのサンプリング方を採用して、サンプルプロットの配置を行う、ステップ(1.2)と、含む
ことを特徴とする請求項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項5】
前記ステップ(4)の具体的なステップは、
前記ステップ(3)においてサンプル木の樹種、胸径と立木タイプデータに基づいて、モニタリング区の現在の樹種の樹高グラフを用いて、直径を独立変数とし、樹高を従属変数として、サンプルプロット内のすべての立木サンプル木の高さを計算する、ステップ(4.1)と、
ンプルプロット内の立木サンプル木のバイオマスを計算し、アロメトリック方程式法を用いる場合、ステップ(4.5)を実行し、バイオマス拡散係数を用いる場合、ステップ(4.3)を実行する、ステップ(4.2)と、
前記生立木サンプル木の材積を計算し、本領域の二変数材積式を用いて計算し、直径と樹高を独立変数とし、材積を従属変数として計算する、ステップ(4.3)と、
下の式により、バイオマス拡散係数を用いてバイオマスを計算し、材積を独立変数とし、バイオマスを従属変数とし、木材密度、シュート/ルート比、バイオマス拡散係数の3つのデフォルトデータを取得して計算し、
【数2】
式中、wは立木サンプル木のバイオマスであり、vは立木サンプル木の材積であり、WDは立木サンプル木の木材密度であり、BEFは立木サンプル木の樹幹バイオマスを地上バイオマスに変換するバイオマス拡散係数であり、無次元数であり、Rは立木サンプル木のシュート/ルート比である、ステップ(4.4)と、
ロメトリック方程式法を用いてバイオマスを計算し、直径と樹高を独立変数とし、バイオマスを従属変数として計算する、ステップ(4.5)と、
木バイオマスの炭素含有量を利用して林木バイオマスを炭素貯蔵量に換算して炭素貯蔵量を計算し、二酸化炭素と炭素分子の分子量の比を再利用して炭素貯蔵量を二酸化炭素当量に変換し、以下の式により計算され、
【数3】
式中、cは立木サンプル木の炭素貯蔵量であり、wは立木サンプル木のバイオマスであり、CFは立木サンプル木の炭素含有量である、ステップ(4.6)と、
下の式により、サンプルプロットの炭素貯蔵量はサンプルプロット内の立木サンプル木の林木の炭素貯蔵量の合計であり、サンプルプロットの平均炭素貯蔵量はサンプルプロットの炭素貯蔵量をサンプルプロット面積で割り、各サンプルプロットの炭素貯蔵量とモニタリング区内の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量を計算し、
【数4】
式中、Cはサンプルプロットの炭素貯蔵量であり、
はモニタリング区の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量であり、sはサンプルプロットの面積であり、cは立木サンプル木の炭素貯蔵量である、ステップ(4.7)と、
下の式により、モニタリング区内の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量とモニタリング区の総面積の積で、モニタリング区内の総炭素貯蔵量を計算し、
【数5】
式中、Ctotalはモニタリング区の総炭素貯蔵量であり、Sはモニタリング区の総面積である、ステップ(4.8)と、
下の式により、モニタリング末期の炭素貯蔵量とモニタリング初期の炭素貯蔵量の差で、モニタリング区内の炭素吸収源量を計算し、
【数6】
式中、ΔCtotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までの炭素吸収源量であり、Ctotal,t2はt2日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Ctotal,t1はt1日目のモニタリング区の炭素貯蔵量である、ステップ(4.9)と、を含む
ことを特徴とする請求項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項6】
前記ステップ(5)の具体的なステップは、
下の式により、モニタリング区のプロジェクト全体のサンプルプロットの平均炭素貯蔵量とその分散を計算し、
【数7】
式中、
はサンプルプロットの平均炭素貯蔵量であり、ciはi番目のサンプルプロットの炭素貯蔵量であり、Xはプロジェクト全体の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量の推定値の分散であステップ(5.1)と、
下の式により、モニタリング区の単位面積当たりの平均炭素貯蔵量の不確実性を計算し、
【数8】
式中、uは評価単位面積当たりの炭素貯蔵量の不確実性指数であり、tは信頼性指数であステップ(5.2)と、
uがサンプリングの設定精度の要求を満たすか否かを判断し、uがサンプリングの設定精度の要求を満たす場合前記ステップ(7)を実行し、uがサンプリングの設定精度の要求を満たさない場合前記ステップ(6)を実行する、ステップ(5.3)と、含む
ことを特徴とする請求項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項7】
前記ステップ(6)の具体的なステップには、u値とサンプリング設定精度を通じて、補正が可能か否かを判断し、設定精度の最大閾値を超える場合、モニタリングのサンプルプロットの設計プロセスからサンプルプロットの数量を増加し、最大閾値内である場合、係数の減算をとり、結果に係数減算を行うステップを含む
ことを特徴とする請求項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【請求項8】
前記ステップ(7)の具体的なステップは、
ニタリング区内の炭素貯蔵量変化量にソリッドカーボン価格を乗じると炭素吸収源の価値となり、計算式は以下の通りで、
【数9】
式中、Utotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までのモニタリング区の炭素吸収源の価値であり、ΔCtotal,t2,t1はモニタリング区t1日からt2日までの炭素吸収源量であり、Ctotal,t2はt2日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Ctotal,t1はt1日目のモニタリング区の炭素貯蔵量であり、Pcはソリッドカーボン価格である、ステップ(7.1)と、
要に応じて各成果の主要指標及び統計数表を出力する、ステップ(7.2)と、
モニタリング期間の成果データベースを出力し、タイムスタンプを加えて保存する、ステップ(7.3)と、
ロセスを終了する、ステップ(7.4)と、を含む
ことを特徴とする請求項に記載の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
この中で、モノのインターネットのサンプルプロットモジュールは、サンプルプロットの地上バイオマスの初回調査と周期的なモニタリングを完了するために使用されて、樹径測定センサと通信中継装置の2つの部分からなって、樹径測定センサはケーブルを引いて歯車を回転させ、さらにエンコーダを動かして符号化をし、計算を通じて測定されたサンプル木の胸径値を得て、伝統的な周尺の回り測定に代える。通信中継装置は、モニタリング内で無線アドホックネットワークを構築し、樹径センサ測定データを集約してデータを信する責任がある。通信中継装置による無線ネットワークの構築には、WIFIやブルートゥース、またはLoraなどが含まれるが、これらに限定されない。通信中継装置は返信データタイプによってモバイル通信中継装置と北斗ショートメッセージゲートウェイの2種類に分けられ、そのうちモバイル通信中継装置はモバイル通信モジュールを含み、2/3/4/5Gモバイル通信事業者ネットワークを介してデータ返信を完了し、北斗ショートメッセージゲートウェイは北斗ショートメッセージモジュールを含み、北斗衛星を通じてデータ返信を完了する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0025】
サンプルプロット移動データ調査収集モジュールは、最初のサンプルプロット調査情報収集を完了するために使用され、移動データ収集端末とデータ収集アプリケーションシステムから構成される。移動データ収集端末は計算、記憶、撮像能力があり、モバイルデータ収集アプリケーションシステムの運行に必要なオペレーティングシステム、運行環境をサポートできるモバイル機器であり、スマートフォン、タブレット、モバイルワークステーションを含むが、これらに限定されない。データ収集アプリケーションシステムは、調査者がサーバー側情報を取得し、調査現場で通信中継装置と樹径測定センサを接続してデータ収集、入力、計算を行い、及び現場で通信中継装置と樹径測定センサの設定管理を行うために使用される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0040】
森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールは、モニタリング区の森林炭素貯蔵量とモニタリング精度の計算更新を完了し、そして測定結果に基づいて動的にモニタリング方を調整し、モニタリング区の炭素吸収源の価値を科学的に評価し、森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価モジュールは、サポートプラットフォームと森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムから構成されて、サポートプラットフォームには、森林の炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムの運用をサポートするために必要なオペレーティングシステム、データベースプラットフォーム、GISプラットフォーム及びその他のネットワークミドルウェアを配置するクラウドサーバー及び物理サーバーが含まれるが、これらに限定されない。森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値の動的評価システムはデータ収集端末とモノのインターネットのサンプルプロットの動モニタリングデータをまとめ、統計と分析をし、森林炭素貯蔵量を配置し、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを計算し、モノのインターネットのサンプルプロットの運行状態を管理し、モニタリング区の森林炭素貯蔵量と炭素吸収源の価値を周期的に取得し、評価する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0047
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
サンプルプロットの炭素貯蔵量集約計算モジュールは、ユーザーが各通信中継装置によって通信受信装置を介して信された樹径測定センサの測定データを集約して、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを用いて、全体のサンプルプロットの炭素貯蔵量を算出するために用いられる。計算内容は直径、樹高、材積、バイオマス及び炭素貯蔵量を含む。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0051
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0051】
【数1】
式中、nはプロジェクト境界内のプロジェクトの全体のサンプルプロットの数量であり、tは信頼性指数である。Yはバイオマス炭素貯蔵量の予測変動係数であり、Eはサンプリング許容相対誤差であり、「炭素吸収源造林プロジェクト方法学」と「森林経営炭素吸収源プロジェクト方法学」は90%信頼性レベルで90%のサンプリング精度を要求し、サンプルプロット面積は0.04-0.06ヘクタールであり、本発明におけるサンプルプロットの大きさは四角形であり、面積は1ムーで、つまり0.0667ヘクタールであり、
(1.2)ランダム起点、機械配置点のシステムサンプリング方を採用して、サンプルプロットの配置を行い、ここで、機械配置点とは、一定距離を置いて設定された数量のポイントを抽出し、ポイントの座標をサンプルプロットの南西角点とすることを指す、ステップ(1)と、
(2)モノのインターネットのサンプルプロットの配置をするステップであって、すべてのモニタリングサンプルプロットに対して初回測定と測定デバイスの配置を完成し、試験デバイスは正常に運行し、データ収集と伝送は安定で信頼性があり、デバイス測定周波数の設定を完成し、モノのインターネットのサンプルプロットは、サンプルプロットの蓄積調査過程において、樹径測定センサを人工囲尺測定の代わりに使用し、データ収集端末データ収集を人工記録の代わりに使用し、モバイル通信中継装置または北斗ショートメッセージゲートウェイは樹径測定センサデータを定期的に収集し、伝送させ、サンプルプロットのデータの自動、連続モニタリングを実現し、図5のように、モノのインターネットのサンプルプロットの配置の流れは、
(2.1)配置サンプルプロットに到着し、サンプルプロット測定を完了し、データ収集端末を用いてサンプルプロット信号タイプをテストし、ゲートウェイタイプを選択する。2/3/4/5Gなどのモバイル通信信号があれば、モバイル通信中継装置を選択し、2/3/4/5 Gなどのモバイル通信信号がなければ、北斗ショートメッセージゲートウェイを選択し、
(2.2)サンプルプロットの中央位置に1本のサンプル木を選択してアルミニウム合金ホルダを配置し、通信中継装置を固定して信号試験を行い、成功した後、通信中継装置のオン状態を維持し、
(2.3)データ収集端末を介して通信中継装置を接続し、データ収集周波数を設定し、通信中継装置と樹径測定センサの次回の起動時刻及び起動にかかる時間を決定し、
(2.4)サンプル木の直径測定位置を選択し、樹径測定センサを測定されたサンプル木に固定し、
(2.5)樹径測定センサ起動ボタンを押すと、表示灯が点灯し、データ収集端末を使用して樹径測定センサに接続し、接続される樹径測定センサの番号と樹径測定センサのケースのレベルの番号が一致することを保証し、
(2.6)樹径測定センサのロープ出口から引出ロープを引き出し、サンプル木の周りを一周した後、取外し防止引出線固定口に引き込み、
(2.7)データ収集端末において、サンプル木の直径に測定値があるか、または実際値から明らかにずれているか否かを確認して、そうであれば、樹径測定センサ起動ボタンを押し、データ収集端末がゼロになった後、再びロープを引いて取り付け、
(2.8)樹径測定センサをクリックし、接続し、樹種と検尺タイプを記入し、その中で、樹種と検尺タイプはすべて技術規定のコード要求に従ってコードを記入して、例えば樹種は柏木で、コードは601で、検尺タイプは活立木で、コードは1を記入し、
(2.9)樹径測定センサは通信中継装置と通信し、測定値を通信中継装置に転送してクロック同期化を行い、樹径測定センサの次回起動時刻及び起動にかかる時間を取得し、
(2.10)樹径測定センサが接続されていない場合、所定時間おきにスリープ状態に自動的に入り、表示灯が消灯し、
(2.11)ステップ2.4-2.10を繰り返し、サンプルプロット内のすべてのサンプル木の測定と樹径測定センサの取り付けを完了し、
(2.12)通信中継装置は、衛星/モバイル通信基地局を介して、記憶情報を通信受信装置に信し、プラットフォームのネットワークサーバーにまとめて入って、ネットワークサーバーを集約して、衛星を介して信された情報に対して、北斗指揮機に信してネットワークサーバーにまとめて入り、モバイル通信基地局を介して信された情報に対して、通信サーバーに信してネットワークサーバーにまとめて入り、
(2.13)データ収集端末と通信中継装置の接続を切断し、所定時間おきに通信中継装置はスリープ状態に自動的に入り、表示灯が消灯する、ステップ(2)と、
(3)モニタリングサンプルプロットのデータの自動収集を行うステップであって、モノのインターネットのサンプルプロットは設定されたモニタリング周波数に基づいてデータを返信し、アプリケーションシステムは収集データに対して解析と記憶任務を完成し、モノのインターネットのサンプルプロットを配置した後、作業任務、調査需要及び樹径測定センサと通信中継装置の電池容量に基づいて、モノのインターネットのサンプルプロットのデータ収集周波数を科学的に設定し、通信中継装置と樹径測定センサのウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さとウェイクアップ周波数を確定し、原則として、通信中継装置のウェイクアップ時刻はセンサのウェイクアップ時刻より早く、ウェイクアップ時間長さはセンサのウェイクアップ時間長さより長く、両者のウェイクアップ周波数は一致し、図6のように、周期モノのインターネットのサンプルプロットの自動データ収集フィードバックプロセスは、
(3.1)通信中継装置のウェイクアップ時間に到達したか否か、そうでなければ、ウェイクアップ時刻に到達することを待ち、
(3.2)ウェイクアップ時刻に到達し、北斗指揮機は北斗ショートメッセージ情報を放送し、北斗ショートメッセージのゲートウェイはショートメッセージ情報を受信し、北斗ショートメッセージのゲートウェイと樹径測定センサのウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さとウェイクアップ周波数を取得し、
(3.3)モバイル通信中継装置は、モバイル通信基地局を介してサーバー側のネットワークサーバーにアクセスし、モバイル通信中継装置と樹径測定センサのウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さとウェイクアップ周波数を取得し、
(3.4)樹径測定センサウェイクアップ時刻に到達したか否かを判断し、そうでなければ、ウェイクアップ時刻に到達することを待ち、
(3.5)ウェイクアップ時刻に到達し、樹径測定センサはサンプル木の直径を測定し、通信中継装置に転送して、通信中継装置とクロック同期化を行い、ウェイクアップ時刻、ウェイクアップ時間長さ、ウェイクアップ周波数を取得し、成功した後にスリープ状態に入り、
(3.6)通信中継装置は、衛星/モバイル通信基地局を介して、通信中継装置の記憶情報を通信受信装置に信し、プラットフォーム側のネットワークサーバーを集約し、
(3.7)通信中継装置は所定時間おきに自動的にスリープ状態に入り、表示灯が消灯し、今回のプロセスを終了する、ステップ(3)と、
(4)モニタリング区の森林炭素貯蔵量の動的更新をするステップであって、採取されたモニタリングサンプルプロットのサンプル木の樹種、胸径データに基づいて、樹高グラフ、二変数材積式、及びデフォルトデータを結合して、各モニタリングサンプルプロットの森林貯蔵量、森林バイオマスと森林炭素貯蔵量を計算する。図7のように、具体的なステップは以下を含み、
(4.1)モノのインターネットのサンプルプロットに採取されたサンプルプロット内のサンプル木の樹種、胸径及び立木タイプのデータに基づいて、当区域の現在の樹種の樹高グラフを使用して、直径を独立変数とし、樹高を従属変数として、以下の式より、サンプルプロットのすべての活立木サンプル木の高さを計算し、
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0053
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0053】
【数3】
vは活立木サンプル木の蓄積であり、
(4.4)以下の式より、バイオマス拡散係数法を用いて、材積を独立変数とし、バイオマスを従属変数とし、フォームを調べて木材密度、シュート/ルート比、バイオマス拡散係数の3つのデフォルトデータを取得してバイオマスを計算し、
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0063
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0063】
【数13】
式中、uは単位面積当たりの炭素貯蔵量を評価する不確実性指数であり、tは信頼性指数であり、
(5.3)uがサンプリング設定の精度要求を満たしているか否かを判断し、満たす場合、現在の計算モニタリング区の炭素貯蔵量は当期のモニタリング結果であり、満足していない場合、モニタリング区の炭素貯蔵量の精度減算補正を実行し、補正結果を当期モニタリング結果とする。例えば、サンプリング精度を90%に設定すると、uが10%未満で精度要求を満たし、uが10%以上で精度要求を満たさず、精度減算補正プロセスを行う必要がある、ステップ(5)と、
(6)精度減算の補正を行うことステップであって、平均炭素貯蔵量を最大許容相対誤差範囲内にするために用いられ、u値とサンプリング設定精度を通じて、減算補正が可能か否かを判断し、設定精度の最大閾値を超えると、モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計プロセスからサンプルプロットの数量を増加させ、最大閾値内であれば、減算係数をとり、結果的に係数減算を行うことができ、例えば、サンプリング精度を90%に設定すると、30%が精度最大閾値となり、30%以上になると、モニタリングサンプルプロットのサンプリング設計プロセスからサンプルプロットの数量を増加させ、10%より20%未満で、前後2期の変化量が0より大きく、6%を減算する。10%より20%未満で、前後2期の変化量が0より小さく、-6%を減算する。20%より30%未満で、前後2期の変化量が0より大きく、11%を減算する。20%より30%未満で、前後2期の変化量が0より小さく、-11%を減算する、ステップ(6)と、
(7)炭素吸収源の価値の評価とモニタリング出数をすることステップであって、モニタリング区全体の炭素吸収源の価値を計算し、統計成果数表と本モニタリング期間のデータベースを更新し、
(7.1)モニタリング区内の炭素貯蔵量変化量にソリッドカーボン価格を乗じると炭素吸収源の価値となり、以下の式により計算され、
【外国語明細書】