本报北京9月11日电(记者齐芳) 汽车排放被认为是气候变化的“元凶”之一,但学术界一直缺乏对城市道路碳排放进行精准刻画的工具。中国科学院空天信息创新研究院(以下简称“空天院”)遥感与数字地球全国重点实验室研究员王力团队,成功提出一项创新技术——将“全景人工智能”(以下简称“全景AI”)与多源走航观测相结合,实现了对城市道路二氧化碳排放量的高时空分辨率精准刻画与溯源,清晰揭示了二氧化碳排放的时空动态特征及驱动机制。相关研究成果近日发表于国际学术期刊《可持续城市与社会》。

  当前国内外广泛使用的碳排放清单的空间分辨率大多在1至5公里之间,难以准确捕捉道路二氧化碳排放快速变化的细节特征,尤其是在复杂城市环境中,无法有效区分不同区域的排放差异、追溯来源或分析变化原因。为解决这一难题,研究团队与深圳生态环境监测中心站合作,组建了“全景AI碳排放走航观测平台”。王力介绍:“这个平台集成了全景摄像机、高精度温室气体分析仪、气象要素传感器等多源设备,可同步获取道路场景的三维环境特征(如交通密度、建筑布局、植被覆盖率),气象参数(如风速、温度、湿度),二氧化碳排放等信息。”

  借助全景AI模型,可实现二氧化碳排放源的精准提取,模型的平均精度超过93%、平均误差低于1.3ppm(ppm为百万分比浓度)。同时,全景AI模型中的可解释机器学习模块能成功量化气象条件、交通流量、道路周边景观这三大因素对二氧化碳排放的影响程度。凭借以上优势,全景AI不仅成功捕捉道路二氧化碳排放量的时空动态变化,刻画城市道路日间逐小时30米空间分辨率的二氧化碳排放动态、来源和驱动因素,还清晰识别出不同因素对道路碳排放的影响边界和变化曲线,实现城市道路碳排放高分辨率的精准刻画和溯源。

  这项技术为碳排放计算与人工智能交叉创新提供了新思路,不仅在动态观测、精准预测和追溯二氧化碳排放来源方面具备智能化优势,还可与传统的碳排放清单、卫星温室气体监测技术结合,构建多维度、全方位的碳监测体系,为城市规划者和政策制定者开展低碳管理、强化减排举措提供科学支撑,将有效助力城市低碳规划与可持续发展。目前,该技术已在深圳市率先应用,未来有望推广到其他城市,用于评估城市道路二氧化碳减排的实际效果。