需求背景
全球碳排放量已突破400亿吨/年,导致《巴黎协定》1.5℃温控目标面临失效风险。中国作为全球最大碳排放国,承诺2030年前碳达峰、2060年前碳中和,需建立高精度碳汇监测体系以支撑碳交易市场(预计2030年规模超100万亿元)。森林和草原生态系统占全球陆地碳汇的60%-70%,中国林草碳汇年吸收量达12亿吨CO₂当量,但现有监测精度不足(误差>20%),导致碳汇项目开发成本高昂(单个项目认证费用超50万元)。
需解决的主要技术难题
卫星(10m分辨率)、无人机(0.1m)、地面传感器(点数据)空间尺度差异大,时间同步误差>1小时。地面传感器布设密度不足(中国平均1个/100km²),导致边缘区域数据缺失。传统模型(如异速生长方程)未考虑树种差异(如针叶林 vs 阔叶林)和立地条件(海拔、坡向)。土壤有机碳(SOC)垂直分布不均(0-30cm占总量70%),传统采样方法破坏性强且效率低。火灾、病虫害等干扰事件导致碳释放,但现有系统响应时间>24小时。
期望实现的主要技术目标
“地上生物量-地下根系-土壤碳-凋落物”全链条监测,覆盖林草生态系统95%以上碳库。开发基于Transformer的深度学习框架,自动选择最优波段组合(如RedEdge+SWIR)和模型参数。构建林草碳汇数字孪生体,集成气象、土壤、物种等多维度数据,实现碳汇变化模拟(误差<5%)。