DB31/T 1691-2026 城市绿地碳汇遥感监测技术要求

　　ICS 65.020.40

　　CCS B 65 31

　　上 海 市 地 方 标 准

　　DB31/T 1691—2026

　　城市绿地碳汇遥感监测技术要求

　　Technical requirements for carbon sink monitoring of urban green

　　space by remote sensing

　　2026 - 05 - 01 发布 2026 - 08 - 01 实施

　　上海市市场监督管理局 发 布

　　DB31/T 1691—2026

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—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。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由上海市绿化和市容管理局提出并组织实施。

　　本文件由上海市园林绿化标准化技术委员会归口。

　　本文件起草单位：上海市园林科学规划研究院、上海市绿化管理指导站、上海市测绘院。

　　本文件主要起草人：张浪、张桂莲、邢璐琪、林勇、郑谐维、朱春玲、张雯、易扬、张希金、张艳华、仲启铖、林奕成、王歆晖、张琪。

　　城市绿地碳汇遥感监测技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了城市绿地碳汇遥感监测的方法与内容、数据选择与处理、碳汇计算与制图等。

　　本文件适用于上海城市绿地植被碳汇遥感监测。

　　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/T 15968 遥感影像平面图制作规范

　　CH/T 3019 1:25 000 1:50 000光学遥感测绘卫星影像产品生产技术规范

　　DZ/T 0143 卫星遥感图像产品质量控制规范

　　TD/T 1010 土地利用动态遥感监测规程

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　城市绿地 urban green space

　　城市中包括公园绿地、附属绿地、防护绿地、区域绿地、广场用地等以植被为主要形态，并对生态、游憩、景观、防护有积极作用的各类绿地的总称。

　　[来源：GB/T 51346—2019，2.0.1;CJJ/T 85—2017，2.0.4]

　　3.2

　　城市绿地植被 urban green space vegetation

　　城市绿地内各种植被类型的总称，包括常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林、落叶针叶林、针阔混交林、竹林、灌丛和草地等。

　　3.3

　　城市绿地植被碳汇 carbon sink of urban green space vegetation

　　城市绿地植被清除大气中二氧化碳的过程、活动或机制，以特定时段内从大气中清除的二氧化碳量来衡量。

　　注：主要通过植物的光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其储存在生态系统碳库中。

　　[来源：LY/T 3253—2021，2.2.35，有修改]

　　3.4

　　遥感监测 remote sensing monitoring

　　利用遥感技术、通过航空或卫星等收集环境的电磁波信息对环境目标进行监测识别的技术。

　　3.5

　　像元 pixel

　　包含空间和光谱响应强度两个变量的遥感图像数据单元。

　　[来源：GB/T 14950—2009，4.67，有修改]

　　3.6

　　空间分辨率 spatial resolution

　　遥感影像像元所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。 [来源：GB/T 14950—2009，4.104，有修改]

　　3.7

　　波谱 spectrum

　　按电磁波在真空中传播的波长或频率、递增或递减排列的电磁波

　　注：波谱以频率从高到低排列，可以划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。

　　3.8

　　波谱分辨率 spectral resolution

　　遥感传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。

　　[来源：GB/T 14950—2009，4.106，有修改]

　　3.9

　　时间分辨率 temporal resolution

　　对同一地点进行遥感采样的时间间隔。

　　[来源：GB/T 14950—2009，4.105，有修改]

　　3.10

　　目视解译 imagery interpretation

　　专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。

　　[来源：GB/T 14950—2009，4.144，有修改]

　　3.11

　　净初级生产力 net primary productivity;NPP

　　净第一生产力 net primary productivity;NPP

　　绿色植物在单位时间、单位面积内固定的有机物总量减去植物自养呼吸消耗后的净积累量，也称净第一生产力。

　　[来源：GB/T 34815—2017，3.4，有修改]

　　3.12

　　光合有效辐射 photosynthetically active radiation;PAR

　　太阳辐射光谱中可被绿色植物吸收、转化并用于合成有机物质的一定波段的辐射能。

　　注：一般把400 nm～ 700 nm的太阳辐射称为光合有效辐射。

　　[来源：GB/T 41281—2022，3.2，有修改]

　　3.13

　　吸收光合有效辐射 absorbed photosynthetic active radiation;APAR

　　植物实际吸收的光合有效辐射。

　　3.14

　　光能利用率 light use efficiency;LUE

　　植被通过光合作用利用截获/吸收的光合有效辐射固定CO2合成有机物的效率。

　　3.15

　　最大光能利用率 maximum light use efficiency

　　植被在无任何限制性的理想条件下对光合有效辐射的利用率。

　　3.16

　　光合有效辐射吸收比 fraction of photosynthetically active radiation;FPAR

　　植被对波长在400 nm～ 700 nm间太阳辐射能量的吸收比率，描述太阳光在冠层辐射传输过程中植被吸收比例。

　　3.17

　　植被指数 vegetation index;VI

　　一系列利用遥感影像不同谱段数据的线性或非线性组合而形成的能反映绿色植物的生长状况和分布的特征指数。

　　[来源：GB/T 41280—2022，3.7]

　　4 监测方法与内容

　　4.1 监测方法

　　利用气象数据、遥感影像数据、绿地植被类型数据，基于光能利用率模型，核算城市绿地植被碳汇总量，制作城市绿地植被碳汇空间分布图。

　　城市绿地植被碳汇监测周期宜为年度，可按季度分别监测汇总。

　　4.2 监测内容

　　城市绿地碳汇遥感监测内容包括：

　　——遥感影像数据、气象数据、绿地植被类型数据选择与处理;

　　——碳汇计算与制图。

　　5 数据选择与处理

　　5.1 遥感影像数据

　　5.1.1 基本要求

　　基于遥感影像数据开展城市绿地碳汇监测，主要数据来源包括但不限于哨兵(Sentinel)、高分影像等，或根据需求采用无人机进行影像数据采集。影像数据应满足以下要求：

　　——影像空间分辨率：绿地植被类型提取，重点考虑高分卫星影像或航空遥感影像，空间分辨率优于2 m;基于光能利用率模型的绿地植被NPP、碳汇量估算，重点考虑多光谱影像，空间分辨率优于10 m;

　　——影像波谱分辨率：应满足植被分类和模型估算的数据需求，波谱范围须包含可见光(红、绿、蓝波段)、近红外(760 nm～1100 nm)、短波红外(1550 nm～ 1750 nm)波段;

　　——影像时间分辨率：根据实际需求的监测周期与监测间隔，影像时间分辨率不应低于季节尺度;

　　——影像质量控制：包括数据时相、覆盖范围、单景云雪量、成像侧视角、噪声、缺行、灰度范围、相邻景间的重叠度、水雾气、产品级别、产品格式、纠正参数等，应按照TD/T 1010的规定执行。

　　5.1.2 影像预处理

　　5.1.2.1 影像预处理：包括辐射定标、大气校正、几何校正、图像融合、图像增强(去噪声)、裁剪、镶嵌等。

　　5.1.2.2 影像预处理质量控制：包括基础控制数据及辅助资料质量检査、正射纠正质量检査、配准精度检查、融合效果检查等，应按照 DZ/T 0143、TD/T 1010 的规定执行。

　　5.2 气象数据

　　5.2.1 气温

　　气温数据可通过气象部门获取，时间分辨率与碳汇监测间隔一致，监测间隔期平均值为该监测期气温数据。

　　5.2.2 太阳辐射

　　太阳总辐射数据可通过气象部门获取，时间分辨率与碳汇监测间隔一致，监测间隔期总值为该监测期太阳辐射数据。

　　5.2.3 点位数据栅格化处理

　　对气温、太阳辐射等点位数据进行栅格化处理，可通过空间数据处理工具的空间插值功能实现，或直接采用气象部门空间数据产品。栅格数据空间分辨率宜与遥感数据空间分辨率一致，或根据实际应用需求确定。

　　5.3 绿地植被类型数据

　　城市绿地植被类型数据空间分辨率宜与遥感数据一致，或根据实际应用需求确定。

　　6 碳汇计算与制图

　　6.1 植被净初级生产力计算

　　根据城市绿地植被吸收的光合有效辐射和光能利用率，计算植被净初级生产力(NPP)，具体计算应符合附录A。

　　6.2 植被碳汇计算

　　根据城市绿地植被净初级生产力，计算植被碳汇量，见公式(1)。

　　c x, t = NPP x, t × ··············································· (1)

　　式中：

　　c x, t) ——像元x在t时期(月度/季度/年度)的碳汇量，单位为克二氧化碳(g CO2 );

　　NPP x, t) ——像元x在t时期(月度/季度/年度)的净初级生产力，单位为克碳(g C);

　　44 ——二氧化碳与碳的分子质量之比，无量纲。

　　12

　　6.3 结果统计

　　城市绿地植被碳汇总量计算见公式(2)。

　　c总 = ∑ ∑=1 c(x, t) ················································ (1)

　　式中：

　　c总 ——监测期内，城市绿地碳汇总量，单位为克二氧化碳(g CO2);

　　N ——监测周期内的监测间隔总数，如以一年为监测周期，监测间隔为季度，则监测间隔总

　　数为 4;

　　t ——监测周期内的第t个监测间隔，如以一年为监测周期，监测间隔为季度，则监测间隔

　　为第t季度;

　　n ——城市绿地空间数据的像元总数;

　　x ——城市绿地空间数据的第x个像元;

　　c x, t) ——像元x在t时期(月度/季度/年度)的碳汇量，单位为克二氧化碳(g CO2)。

　　6.4 空间分布制图

　　利用空间数据处理工具对城市绿地碳汇空间分布进行专题图制作，图面信息包括但不限于：

　　——行政界线、监测区;

　　——图面注记(图名、图例、监测时段、数字和线划比例尺、指北针、公里网格等);

　　——图廓整饰(内图廓、外图廓、坐标注记)，按照GB/T 15968、CH/T 3019执行。

　　附 录 A

　　(规范性)

　　净初级生产力计算

　　A.1 总则

　　基于光能利用率模型，利用遥感数据、气象数据等，根据植被吸收的光合有效辐射和光能利用率，计算净初级生产力。

　　A.2 净初级生产力计算

　　A.2.1 净初级生产力

　　城市绿地监测范围内，净初级生产力计算见公式(A.1)。

　　NPP X, t = APAR X, t × ε(X, t) ······································· (A.1)

　　式中：

　　NPP X, t) ——在t监测间隔期，像元X的净初级生产力，单位为克碳(g C);

　　APAR (X, t) ——在t监测间隔期，像元X吸收的光合有效辐射，单位为兆焦(MJ);

　　ε X, t) ——在t监测间隔期，像元X的实际光能利用率，单位为克碳每兆焦(g C/MJ)。

　　A.2.2 吸收光和有效辐射

　　A.2.2.1 吸收光合有效辐射计算见公式(A.2)。

　　APAR(X, t) = SOL (X, t) × 0.5 × FPAR(X, t) ································ (A.2)

　　式中：

　　APAR (X, t) ——在t监测间隔期，像元X吸收的光合有效辐射，单位为兆焦(MJ);

　　SOL X, t) ——在t监测间隔期，像元X的太阳总辐射量，单位为兆焦(MJ);

　　0.5 ——常数，植被所能利用的太阳有效辐射占太阳总辐射的比例;

　　FPAR (X, t) ——在t监测间隔期，像元X的植被层对入射光合有效辐射的吸收比。

　　A.2.2.2 光合有效辐射的吸收比计算见公式(A.3～A.7)。

　　FPAR X, t = [FPAR X, ti,NDVI + FPAR X, ti,SR ]/2 ··························· (A.3)

　　SR X, t

　　式中：

　　FPAR X, t ——在t监测间隔期，像元X的植被层对入射光合有效辐射的吸收比;

　　NDVI x, t ——在t监测间隔期，像元x的归一化植被指数;

　　NDVIi,min ——第i植被类型最小 NDVI，取值参见表 B.1;或对应各植被类型 NDVI 值 5 %处的百分位数;

　　FPARmax ——常数，取值为 0.95;

　　FPARmin ——常数，取值为 0.001;

　　NDVIi,max ——第i植被类型最大 NDVI，取值参见表 B.1;或对应各植被类型 NDVI 值 95 %处的百分位数;

　　SR x, t) ——在t监测间隔期，像元x的比值植被指数;

　　SRi,min ——第i植被类型最小 SR，取值参见表 B.1;或基于各植被类型 NDVI 值 5 %处的百分位数和 SR 公式计算得到;

　　SRi,max ——第i植被类型最大 SR，取值参见表 B.1;或基于各植被类型 NDVI 值 95 %处的百分位数和 SR 公式计算得到;

　　NIR x, t) ——在t监测间隔期，像元x的近红外波段反射率数据;

　　R(x, t) ——在t监测间隔期，像元x的红波段反射率数据。

　　A.2.3 光能利用率

　　A.2.3.1 光能利用率计算见公式(A.8)。

　　ε x, t = f1 x, t × f2 x, t × w x, t × εi,max ······························· (A.8)

　　式中：

　　ε x, t) ——在t监测间隔期，像元x的实际光能利用率，单位为克碳每兆焦(g C/MJ);

　　f1 x, t 、f2 x, t ——在t监测间隔期，像元x的温度胁迫指数;

　　w(x, t) ——在t监测间隔期，像元x的水分胁迫指数;

　　εi,max ——第i植被类型的最大光能利用率，单位为克碳每兆焦(g C/MJ)，参考值参见表 C.1。

　　A.2.3.2 温度胁迫指数计算见公式(A.9～A.10)。

　　f1 x, t = 0.8 + 0.02 × Topt x _ 0.0005 × [Topt x2] ························· (A.9)

　　式中：

　　f1 x, t 、f2 x, t ——在t监测间隔期，像元x的温度胁迫指数;

　　Topt (x) ——研究区域内一年之中NDVI值达到最高时当月的平均气温，单位为摄氏度

　　(℃) ;

　　T(x, t) ——在t监测间隔期，像元x的平均气温，单位为摄氏度(℃) 。

　　A.2.3.3 水分胁迫指数计算见公式(A.11～A.12)。

　　W x, t

　　式中：

　　w x, t) ——在t监测间隔期，像元x的水分胁迫指数;

　　LSWI ——地表水分指数，描述植被叶片水分含量;

　　LSWImax ——单个像元生长期内的LSWI最大值;

　　NIR x, t) ——在t监测间隔期，像元x的近红外波段反射率数据;

　　SWIR x, t ——在t监测间隔期，像元x的短波红外波段反射率数据。

　　附 录 B

　　(资料性)

　　不同植被类型植被指数参考值

　　表B.1给出了不同植被类型植被指数参考值。

　　表 B.1 不同植被类型植被指数参考值

　　附 录 C

　　(资料性)

　　不同植被类型最大光能利用率参考值

　　表C.1给出了不同植被类型的最大光能利用率参考值。

　　表 C.1 不同植被而类型最大光能利用率参考值

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 14950—2009 摄影测量与遥感术语

　　[2] GB/T 34815—2017 植被生态质量气象评价指数

　　[3] GB/T 41280—2022 卫星遥感影像植被覆盖度产品规范

　　[4] GB/T 41281—2022 光合有效辐射遥感产品真实性检验

　　[5] GB/T 51346—2019 城市绿地规划标准

　　[6] CJJ/T 85—2017 城市绿地分类标准

　　[7] LY/T 3253—2021 林业碳汇计量监测术语

　　[8] 朱文泉, 潘耀忠, 何浩, 于德永, 扈海波. 中国典型植被最大光利用率模拟[J]. 科学通报, 2006, 51(6): 700-706.

　　[9] 方精云, 郭兆迪, 朴世龙, 陈安平. 1981-2000年中国陆地植被碳汇的估算[J]. 中国科学： D辑：地球科学, 2007, 37(6): 804-812.

　　[10] 达良俊, 高志文, 杨永川, 宋坤, 郭雪艳, 梁红, 夏体渊, 王华锋, 周婷, 张代贵, 田志慧, 胡远东, 贾博. 城市尺度上植被分类体系方案及其在上海市的运用[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2023, (03): 1-8.