本发明涉及碳收支平衡，特别是涉及一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法与系统。
背景技术：
1、当前，区域碳平衡计算技术局限于仅对特定区域在特定时段内直接或间接产生的碳排放总量与自然生态系统碳吸收量的简单加总，而忽略了影响各区域实际达成碳平衡的各种重要因素，比如各区域的人口规模、地区生产总值、碳排放效率、城市建成区面积以及生态底色等。因此，应当针对不同区域的具体实际情况，计算合理的修正量，以便更准确地评估各区域的碳平衡状况。
2、此外，现有的碳平衡计算方法仅关注对碳排放与碳吸收的碳平衡计算，未能从区域可持续发展的视角深入探索经济发展与生态保护之间的碳平衡关系。平衡经济发展与生态保护是区域可持续发展的关键，而现有的碳平衡研究方法无法满足基于可持续发展的研究需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法与系统，以确定碳视角下经济发展和生态保护平衡的研究。
2、为实现上述目的，本发明提供如下方案：一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，包括如下步骤：
3、步骤s1：获取数据，搜集碳排放的产生数据、碳吸收的相关数据、社会经济数据以及碳排放系数；
4、步骤s2：碳排放量与碳吸收量计算，根据步骤s1获取的数据，分别计算各区域的碳排放量和碳吸收量；
5、步骤s3：修正量计算，综合考虑各区域的人口规模、地区生产总值、碳排放效率、城市建成区面积以及生态底色五个影响因素，为不同区域计算合理的修正量；
6、步骤s4：数据修正，根据步骤s3计算的修正量，对步骤s2计算的各区域碳排放量和碳吸收量进行数据修正；
7、步骤s5：指标构建，根据步骤s4修正的各区域碳排放量和碳吸收量建立结合碳排放量数据的经济发展水平指标和碳吸收量数据的生态保护水平指标；
8、步骤s6：平衡性评估，确定步骤s5所得碳排放经济发展水平指标和碳吸收生态保护水平指标的权重，并计算碳排放经济发展水平指标和碳吸收生态保护水平指标的平衡性。
9、进一步的，步骤s1中，碳排放的产生数据包括牲畜数量、废弃物处理量、居民生活能源消耗量、工业化石能源消耗量和农业活动使用量；
10、碳吸收的相关数据包括不同覆盖度的林地和草地的面积、农作物收获量、水域面积以及林地、草地和水域的生态系统服务价值；
11、社会经济数据包括人口数量、地区生产总值、城市建成区面积；
12、碳排放系数包括能源消耗碳排放系数、农业活动碳排放系数、不同覆盖度林地和草地的碳排放系数、各农作物碳吸收系数、各农作物含水系数、各农作物经济系数以及各土地利用类型碳排放系数；
13、对收集的数据进行整理，进行单位统一转换，方便后续的计算过程。
14、进一步的，步骤s2中，碳排放量与碳吸收量计算，根据步骤s1获取的数据，分别计算各区域的碳排放量和碳吸收量；具体包括如下步骤：
15、步骤s2.1，计算工业碳排放量：
16、（1）；
17、式中，为工业碳排放量；为化石能源使用数量；为化石能源碳排放因子；为化石能源类型；
18、步骤s2.2，计算废弃物碳排放量：
19、（2）；
20、式中，为废弃物碳排放量；为废弃物排放量；为废弃物排放因子；为废弃物类型；
21、步骤s2.3，计算居民生活碳排放量：
22、（3）；
23、式中，为居民生活碳排放量；为居民生活能源使用数量；为居民生活能源碳排放因子；为居民能源类型；
24、步骤s2.4，计算农业活动碳排放量：
25、（4）；
26、式中，为农业生产活动碳排放量；为农业生产活动使用量；为农业生产活动碳排放因子；为农业生产活动类型；
27、步骤s2.5，修正前碳排放总量为：
28、（5）；
29、式中，为修正前碳排放总量；
30、步骤s2.6，计算农作物碳吸收量：
31、（6）；
32、式中，为农作物碳吸收量；为第种农作物的碳吸收率；为第种农作物经济产量；为第种农作物的经济系数；为第种农作物的含水率；
33、步骤s2.7，计算林地、草地、水域碳吸收量：
34、（7）；
35、式中：表示所有土地利用类型的碳吸收量;土地利用类型；表示该土地利用类型的面积；代表碳吸收系数；
36、步骤s2.8，修正前碳吸收总量：
37、（8）；
38、式中，为修正前碳吸收总量。
39、进一步的，步骤s3中，修正量计算，综合考虑各区域的人口规模、地区生产总值、碳排放效率、城市建成区面积以及生态底色五个影响因素，为不同区域计算合理的修正量；具体包括如下步骤：
40、步骤s3.1，计算各区域的人口规模、地区生产总值、碳排放效率和城市建成区面积四个影响因素所占比例：
41、（9）；
42、式中，为影响因素所占比例；为不同的区域；为区域的指标值影响因素值；为影响因素类型；
43、步骤s3.2，计算各影响因素所占权重：
44、（10）；
45、（11）；
46、式中，为影响因素的权重；为影响因素所占比例；为影响因素的熵值；为区域的总数；为不同的区域；为影响因素的类型；
47、步骤s3.3，计算各区域碳排放修正量：
48、（12）；
49、式中，为不同的区域碳排放修正量；为不同的区域修正前碳排放量，为影响因素所占比例；为影响因素的类型；为影响因素的权重；
50、步骤s3.4，计算各区域碳吸收量修正量，根据各区域生态底色的不同进行修正，采用生态系统服务功能价值表示各区域的生态底色进行基准值计算：
51、（13）；
52、式中，为不同的区域碳吸收修正量；为不同的区域修正前碳吸收量；为所有区域的平均生态系统服务功能价值；为不同的区域的生态系统服务功能价值。
53、进一步的，步骤s4中，数据修正，根据步骤s3计算的修正量，对步骤s2计算的各区域的碳排放量和碳吸收量进行数据修正；具体为：
54、（14）；
55、（15）；
56、式中，为不同的区域修正后的碳排放量；为不同的区域修正后的碳吸收量。
57、进一步的，步骤s5中，指标构建，根据步骤s4修正的各区域碳排放量和碳吸收量建立结合碳排放量数据的经济发展水平指标和碳吸收量数据的生态保护水平指标；包括如下步骤：
58、步骤s5.1，计算经济发展水平指标：
59、（16）；
60、式中：表示区域经济相对发展水平即经济发展水平指标；和分别表示不同的区域生产总值和总区域生产总量；表示修正后总区域碳排放总量；
61、步骤s5.2，计算生态保护水平指标：
62、（17）；
63、式中：表示区域生态相对保护水平即生态保护水平指标；和分别表示不同的区域及总区域的修正后碳吸收量。
64、进一步的，步骤s6中，平衡性评估，确定步骤s5所得碳排放经济发展水平指标和碳吸收生态保护水平指标的权重，并计算碳排放经济发展水平指标和碳吸收生态保护水平指标的平衡性；包括如下步骤：
65、步骤s6.1，标准化经济发展水平指标和生态保护水平指标：
66、（18）；
67、式中：为标准化后的值；为标准化前的值；为不同的区域；为指标的类型，经济发展水平指标和生态保护水平指标；
68、步骤s6.2，计算碳平衡过程中经济发展程度和生态保护程度的熵权：
69、（19）；
70、（20）；
71、（21）；
72、式中：表示不同的区域不同的指标的比重；表示不同的指标的熵值；表示不同的指标的熵权；为区域的总数；
73、步骤s6.3，计算碳排放经济发展指标和碳吸收生态保护指标的平衡性：
74、（22）；
75、（23）；
76、（24）；
77、式中：是碳排放经济发展指标和碳吸收生态保护指标的耦合度，是碳排放经济发展指标和碳吸收生态保护指标的协调指数，为碳排放经济发展指标和碳吸收生态保护指标的耦合协调度即平衡性，对各区域经济发展与生态保护平衡性划分等级；和分别为经济发展指标和生态保护指标；和分别是碳排放经济发展指标和碳吸收生态保护指标的最大值和最小值。
78、进一步的，一种基于区域可持续发展的碳平衡计算系统，包括获取数据模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块、输出数据模块；获取数据模块处理后连接第一计算模块，第一计算模块处理后连接第二计算模块，第二计算模块处理后连接第三计算模块，第三计算模块处理后连接第四计算模块、第四计算模块处理后连接输出数据模块；
79、其中获取数据模块根据研究区域生成对应的研究任务，并收集各区域在预设时间内生成的数据得到预处理数据集；
80、第一计算模块根据碳排放系数对收集的数据进行计算，计算各区域的碳排放量和碳吸收量数据，得到各区域的原始的碳排放量数据和碳吸收量数据；
81、第二计算模块对各区域的原始的碳排放量数据和碳吸收量数据基于人口规模、地区生产总值、碳排放效率、城市建成区面积以及生态底色五个影响因素进行数据修正量计算，计算后获得各区域碳排放量和碳吸收量的修正量；
82、第三计算模块负责处理各区域的原始碳排放量与碳吸收量数据，同时将这些数据与相应的修正量进行相应计算，得出各区域经过修正后的碳排放量与碳吸收量的数据；
83、第四计算模块即构建碳排放经济发展水平指标和碳吸收生态保护水平指标，根据地区生产总值进行构建各区域的碳排放经济发展水平指标，基于各区域修正的碳吸收数，构建各区域的碳吸收生态保护水平指标；
84、输出数据模块负责确定碳排放经济发展水平指标与碳吸收生态保护水平指标的权重分配，进而计算这两个指标之间的平衡性，依据预设的经济发展与生态保护平衡性的划分标准，输出各区域的具体碳平衡状态。
85、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
86、1.本发明通过综合考虑不同地区的人口规模、地区生产总值、碳排放效率、城市建成区面积以及生态底色等五个因素，进行多元标准的碳排放与碳吸收修正计算。这种方法兼顾了区域发展的实际情况，从而能够更准确地反映各地区之间的碳排放与吸收平衡情况。相较于现有技术仅对特定区域在特定时段内的碳排放与吸收进行简单加总的方法，本发明显著提高了碳平衡计算的准确性和实用性。
87、2.本发明从区域可持续发展的角度出发，创新性地构建了结合碳排放和碳吸收的经济发展水平指标以及生态保护水平指标。这两个指标的构建，使得能够更加全面地评估区域在经济发展与生态保护之间的平衡状态，为政策制定和区域规划提供了有力的数据支持。
88、3.本发明通过创新耦合协调度模型，引入指数函数，提供了一个更灵活、更适应不同情况的耦合协调度度量方法，本发明的模型在处理不同量纲和数值范围的指标时更加灵活，评估系统耦合协调关系时更加精确，从而提供了更可靠的评估结果。
89、4.本发明提供了一种系统性的碳平衡计算方法，从数据获取、碳排放与吸收量计算、修正量计算、数据修正、指标构建到平衡性评估，形成了一套完整的解决方案。这一方案不仅有助于推动区域的碳平衡进程，还能够促进经济与生态的双重平衡，为实现可持续发展目标提供有力支撑。
1.一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：
8.一种基于区域可持续发展的碳平衡计算系统，应用于权利要求7所述的一种基于区域可持续发展的碳平衡状态计算方法，其特征在于：包括获取数据模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块、输出数据模块；获取数据模块处理后连接第一计算模块，第一计算模块处理后连接第二计算模块，第二计算模块处理后连接第三计算模块，第三计算模块处理后连接第四计算模块、第四计算模块处理后连接输出数据模块；
