卫星对地观测下的碳指标监测体系标准（征求意见稿）

ICS

CCS

团体标准

T/CXXX-2021

卫星对地观测下的碳指标监测体系

Carbonindexmonitoringsystembasedonsatelliteearth

observation

（征求意见稿）

2021-X-XX发布2021-X-XX实施

中国国际科技促进会发布

前言

本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规

则》起草；

本标准涉及专利说明如下：某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这

些专利的责任。

本标准由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出。

本标准由中国国际科技促进会归口。

本标准起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、国家国防科技工业局重大专项工

程中心、中国科学院生态环境研究中心、生态环境部卫星环境应用中心、北京大学、浙江

大学、中国矿业大学、中国农业大学、中国地质大学、中国铁塔股份有限公司、北京京能

国际能源股份有限公司、新疆地矿投资（集团）有限责任公司、中国电信研究院、中国移

动研究院、内蒙古小草数字生态产业有限公司、内蒙古峰茂科技创新有限公司、航天宏图

信息技术股份有限公司、北京华通广信科技有限公司、中科海慧（天津）科技有限公司。

本标准主要起草人：池天河、李莘莘、王树东、姚晓婧、杨邦会、吕婷婷、王大成、

高绿化、韩伟、姚延娟、任华忠、邓劲松、陈伟、张晓东、闫凯、何训、李西军、李桃、

孙震强、曾宇、刘建华、高俊刚、苑峰、廖通逵、周令泉、史寅虎、王春红……

本标准为首次发布。

II

引言

碳中和概念在全球气候变暖的时代背景中孕育产生，它是指人类经济社会活动所必需的

碳排放，通过森林碳汇和其他人工技术或工程手段加以捕集利用或封存，而使排放到大气中

的温室气体净增量为零。2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大

会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧

化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”中国承诺从碳达

峰到碳中和的时间，远短于发达国家所用时间，需付出艰苦努力，这将是影响我国未来40

年政治、经济、社会的重要变革。

卫星遥感作为一种先进的实用技术，其效果已在各个领域得到广泛验证，并得到越来越

多行业的认可，“双碳计划”的国家战略定位，将进一步推进遥感技术的实用化发展。围绕碳

达峰、碳中和实施过程中定量化评估的核心需求，利用以卫星遥感为基础的多源时空大数据，

依托中科院空天信息创新研究院的技术团队，在中国国际科技促进会碳中和工作委员会指导

下，自主研发算法用来反演高时空分辨率的碳中和相关指标，开发一个基于卫星数据的碳中

和空天地一体化精准监测平台，实现算法模型和业务平台的在线运行和可视化，以期对区域

双碳指标进行客观评价，为各级政府主管部门有效开展双碳达标任务中的监控、核查、实施、

考核等工作提供科学指导和技术支撑。

III

卫星对地观测下的碳指标监测体系

1适用范围

本标准规定了卫星对地观测下的碳指标分级体系、碳指标遥感监测产品体系和碳指标监

测技术体系框架等。

本标准适用于采用卫星对地观测技术进行双碳相关遥感信息产品的业务化反演生产和

双碳监测技术系统的建设，为碳交易宏观监测提供量化依据。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

适用于本文件。凡是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/T14950-2009摄影测量与遥感术语

GB/T32453-2015卫星对地观测数据产品分类分级规则

GJB2700-1996卫星遥感器术语

GB/T17694-2009地理信息术语(ISO/TS19104:2008)

ISO/TS19101-2:2008地理信息参考模型第2部分：影像

3术语与定义

3.1碳源Carbonsource

向大气中释放碳化的母体，分为自然碳源与人为碳源，其中自然碳源是指自然过程释放

碳化，人为碳源是指人类生产与生活活动释放二氧化碳。

注：《2006国家温室气体清单指南》中列出四大类人为碳排放源，包括能源、工业过程

及产品用途、农业林业和其他土地利用与废弃物。

3.2碳汇Carbonsink

自然界中碳的寄存体，主要表现为陆地与海洋等吸收并储存二氧化碳的生态系统，包括

森林碳汇、海洋碳汇、耕地碳汇、草地碳汇、湿地碳汇等。

3.3碳达峰Carbonemissionspeak

指一个经济体或地区二氧化碳的排放量在某个时间点达到峰值，其核心是碳排放增速持

续降低直至负增长。

3.4碳中和Carbonneutral

通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现碳收支平衡。

3.5净碳排放Netcarbonemissions

在一定时间内特定区域的生态系统的生物跨吸收输入与碳排放输出的收支状况。

3.6全球变暖潜值Globalwarmingpotential

1

表示一定质量的温室气体所捕获得到的热量相对于同样质量的CO2所捕获的热量之比。

3.7二氧化碳当量Carbondioxideequivalence

通过把某一温室气体的质量（吨数）乘以其全球变暖潜能值(GWP)后得出的值，用CO2

来表示。

3.8影像Imagery

通过电和光学技术将现象表现为影像。

注：在本技术标准中，假定现象已经被一种或多种设备（如雷达、照相机、光度计和红

外及多光谱扫描仪）感知或探测到。

[GB/T17694-2009,定义B.243]

3.9遥感Remotesensing

在不直接接触物体的情况下，收集、解释目标信息的技术。

[ISO/TS19101-2:2008,定义4.33]

3.10空间分辨率Spatialresolution

a.遥感系统能区分的两个邻近目标之间的最小角度间隔或线性间隔；

b.微波遥感器的天线主波束宽度所覆盖的地域大小。

[GJB2700-1996,定义3.1.3.2]。

3.11时相分辨率Temporalresolution

即重访周期，遥感器为测量目标随时间的变化而对同一景物重复观测的最小时间间隔。

[GJB2700-1996,定义3.1.3.7]。

3.12热辐射通量密度Thermalradiantfluxdensity

通过单位面积的辐射通量。

3.13通量观测网络FLUXNET

国际上启动的地面碳水循环和碳水通量的实验观测研究网络，利用微气象技术获取某地

区代表性植被与大气间的二氧化碳、水汽和热量通量信息，评价各陆地生态系统在区域和全

球碳收支中的作用。

注：目前FLUXNET包括中国通量网(ChinaFLUX)、美国通量网(AmeriFIux)、欧洲通量网

(CarboEurope)、澳洲通量网(OzFlux)、加拿大通量网(Fluxnet-Canada)、日本通量网(AsiaFlux)、

韩国通量网(KoFlux)7个主要的区域性通量研究网络。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

HFCs：氢氟碳化物(Hydrofluorocarbons)

PFCs：全氟化碳(Perfluorocarbons)

2

CAS-ESM2：中国科学院地球系统模式(EarthSystemModelVersion2oftheChinese

AcademyofSciences)

IPCC：联合国政府间气候变化专门委员会(IntergovernmentalPanelonClimateChange)

5监测体系分级原则

依据GB/T32453-2015《卫星对地观测数据产品分类分级规则》第5章对地观测数据分类

分级原则，结合碳中和背景下的遥感碳指标监测需求，制定以下体系分级原则：

（1）科学性：体系划分和级别的界定应符合碳源汇的分类科学体系，并能反应卫星遥

感数据应用对类别和级别划分的客观需求，符合已经发布的国家标准和国际标准。分级结构

清晰，能反映不同级别产品之间的内在特征与联系。

（2）可扩展性：体系制定首先考虑目前使用广泛、可标准化程度高的主流遥感监测产

品，同时还应考虑未来一定时期出现的新类别、级别可能性，应具备可扩展性；

（3）实用性：分级设置应简洁明确，易于操作并为各类用户所接收和使用。

（4）兼容性：应能够与现行使用的国际温室气体排放分类、国内外遥感卫星数据分级

规则建立明确的映射关系，能方便地与内国外相关分类分级方案接轨。

3

6卫星对地观测下的碳指标分级体系

卫星对地观测下的碳指标监测体系分为二级。根据碳中和核算要素分为净碳排放监测指

标、碳源监测指标和碳汇监测指标三个一级指标。在一级指标的基础上，依据碳源汇目标地

物或要素能够利用遥感卫星对地观测技术手段监测获得原则进行二级指标的划分。

其中，净碳排放监测指标主要是碳收支计算后空气中的温室气体，将政府间气候变化专

门委员会〔2006〕《IPCC国家温室气体清单指南》中提出的七种主要温室气体作为其二级监

测指标；碳源监测指标主要是人类生产生活产生的碳排放指标，基于发改办气候〔2011〕1041

号《省级温室气体清单编制指南（试行）》中表1.5罗列的主要碳排放部门和行业，立足监测

体系分级原则，建立碳源监测指标的基本架构。

卫星对地观测下的碳指标分级体系见表1。

表1卫星对地观测下的碳指标分级体系(第4页/共2页)

一级指标二级指标

净碳排放监测指标二氧化碳CO2

甲烷CH4

氧化亚氮N2O

全氟化碳PFCs

氢氟碳化物HFCs

六氟化硫SF6

三氟化氮NF3

碳能源加工电力系统

源热力系统

监煤炭生产

测油气生产

指炼焦生产

标工业热源工业生产（钢铁、化工等）

工业废水

建筑运营

交通运输公路

铁路

航运

水运

农业水田（如水稻）

旱地

土地利用森林燃烧

4

一级指标二级指标

森林分解

居民生活生活垃圾

生活污水

碳汇监测指标森林碳汇

耕地碳汇

草地碳汇

湿地碳汇

海洋碳汇（生物）

7卫星对地观测下的碳指标遥感监测产品体系

对应表1二级指标，构建卫星对地观测下的碳指标遥感监测产品体系，碳指标监测产品、

对应卫星数据和传感器主要参数、辅助数据和碳排放／吸收核算方法见表2。

基于碳指标监测应用需求，可结合卫星对地观测遥感数据的时空分辨率和观测要素，进

行全球／全国尺度（优于10公里）、省级尺度（优于3公里）、市县级尺度（优于1公里）和园

区／社区尺度（优于30米）的碳指标监测产品生产。

5

表2卫星对地观测下的碳指标遥感监测产品体系(第6页/共4页)

二级指标碳指标遥感监测产品卫星对地观测原始数据及传感辅助数据碳排放／吸收核算方法

器主要参数

二氧化碳CO2气体浓度高光谱遥感监测（当前主要碳地基通量观测网络数据、局地利用辅助数据进行气体浓度校核

甲烷CH4卫星及传感器参数见附录微观站点温室气体监测数据、和空间插值计算，估算目标区域

B），空间分辨率优于1公气象数据等温室气体浓度和排放总量，基于

氧化亚氮N2O

里，重访周期不超过2天全球变暖潜值计算各温室气体的

全氟化碳PFCs

二氧化碳当量

氢氟碳化物HFCs

六氟化硫SF6

三氟化氮NF3

电力系统a．能源加工生产设施位置a．设施占地面积监测：高分地基通量观测网络数据、地面结合辅助数据建立地面能源设施

热力系统和占地面积辨率可见光监测，空间分辨率重大能源设施分布、运行状态热辐射能量与碳排放关系模型，

煤炭生产b．热辐射通量密度优于1米，重访周期不超过数据、生产过程数据等提升热源企业具体排放量估算的

油气生产15天时空分辨率

炼焦生产b．可见光-近红外、热红外遥

热源工业生产（钢感数据监测；空间分辨率优于

铁、化工等）1公里，重访周期不超过1天

工业废水a.工业黑臭水体分布面积多／高光谱多源遥感监测，空地基通量观测网络数据、废水结合辅助数据，建立废水有机物

b.废水有机物浓度间分辨率优于5米，监测周期采样数据、水体分布数据，工浓度、废水分布面积与碳排放关

不超过8天业废水地面实时监测数据等系模型，提升工业废水有机物碳

排放量估算的时空分辨率

6

二级指标碳指标遥感监测产品卫星对地观测原始数据及传感辅助数据碳排放／吸收核算方法

器主要参数

建筑运营a.建筑占地面积a.多源光学遥感监测，空间分地基通量观测网络数据、建筑结合辅助数据，建立建筑高度、

b.建筑高度辨率优于1米，重访周期不超能源消耗碳排放数据、园区人面积与碳排放关系模型，提升建

过16天口入驻数据等筑运营碳排放量估算的时空分辨

c.无人机可见光立体像对遥感率

监测，激光雷达数据，空间分

辨率优于0.05米，按需监测

公路分布面积高分辨率高/多光谱遥感监地基通量观测网络数据、交通结合辅助数据，建立交通运输载

铁路分布面积测，空间分辨率优于1米，重运输流量、运输排班数据、运体监测相关参数与碳排放关系模

访周期不超过16天输载体规模、等级等型，提升交通运输碳排放量估算

航运机场面积，飞机数量的时空分辨率

水运中大型船只分布位置及运

行轨迹

水田（如水稻）位置、分布面积、植被类高/多光谱多源遥感、微波遥地基通量观测网络数据、作物结合辅助数据，建立农田监测相

旱地型、土壤含水量、植被结感监测，空间分辨率优于30不同生长期碳排放数据清单、关参数与碳排放关系模型，提升

构参数、植被生理参数、米，重访周期不超过30天地面核查数据等农业作物碳排放量估算的时空分

物候参数辨率

森林燃烧森林过火面积、燃烧时热红外、多/高光谱遥感监地基通量观测网络数据、地面结合辅助数据，建立森林燃烧相

长、植被类型、森林生物测，空间分辨率优于1公里，核查数据等关参数与碳排放关系模型，提升

量、死亡有机物重访周期不超过1天；森林燃烧碳排放量估算的时空分

辨率

7

二级指标碳指标遥感监测产品卫星对地观测原始数据及传感辅助数据碳排放／吸收核算方法

器主要参数

无人机热红外遥感，空间分辨

率优于1米，按需监测

森林分解占地面积、生长阶段、长高/多光谱遥感监测，空间分地基通量观测网络数据、地面结合辅助数据，建立森林分解相

势、植被类型、森林生物辨率优于1公里，重访周期不核查数据等关参数与碳排放关系模型，提升

量、死亡有机物超过1天森林分解碳排放量估算的时空分

辨率

生活垃圾垃圾占地面积高分辨率可见光监测，空间分地基通量观测网络数据、地面结合辅助数据，生活垃圾相关参

辨率优于1米，重访周期不超核查数据、垃圾场分布及监测数与碳排放关系模型，提升生活

过15天数据等垃圾碳排放量估算的时空分辨率

生活污水a.黑臭水体分布面积高光谱遥感监测，空间分辨率地基通量观测网络数据、污水结合辅助数据，建立污水有机物

b.污水有机物浓度优于5米，重访周期不超过8采样数据、水体分布数据，排浓度、污水分布面积与碳排放关

天污口水质实时监测数据等系模型，提升污水有机物碳排放

量估算的时空分辨率

森林碳汇位置、分布、植被类型、多源遥感监测，空间分辨率优地基通量观测网络数据、地面结合辅助数据，建立监测相关参

耕地碳汇植被结构参数（如于1公里，重访周期小于8天核查数据、不同自然要素碳储数与碳储量关系模型，估算碳汇

草地碳汇LAI\FPAR\树高等）、植量清单等量

被生理参数(如水含量、叶

8

二级指标碳指标遥感监测产品卫星对地观测原始数据及传感辅助数据碳排放／吸收核算方法

器主要参数

绿素含量)、物候参数、生

物量、生产力

湿地碳汇位置、分布、植被类型、多源遥感监测，空间分辨率优地基通量观测网络数据、地面

植被结构参数（如于1公里，重访周期小于1天核查数据、湿地碳储量数据等

LAI\FPAR\树高等）、植

被生理参数(如水含量、叶

绿素含量)、物候参数、生

物量、生产力

海洋碳汇（生物）类型、覆盖度、生物量多源遥感监测，空间分辨率优地基通量观测网络数据、地面

于3公里，重访周期小于8天核查数据、海洋生物固碳清单

等

注：遥感监测原理及优势见附录A。

9

8空天地一体化碳指标监测技术体系框架

基于碳达峰、碳中和目标，亟需从地球系统模式、气候监测指标、温室气体监测技术、

碳源/汇核算方法体系等方面，支撑碳中和的关键技术手段来有效监测碳排放。主要包括：

基于地球系统模拟和预估气候变化、空天地一体化温室气体观测系统、温室气体源-汇清单

核算，具体关系见图1：

陆地和海洋碳通量变化

基于地球系统模型模拟和预估陆表植被和水文变化

气候变化

卫星遥感观测

天

空地面温室气体通量观测

地天空地一体化温室气体观测系统

系

发展人为碳排放观测

统

加强城市碳监测平台建设

排放因子

温室气体源-汇清单核算

过程模型

图1空天地系统关系图

8.1基于地球系统模型模拟和预估

地球系统模式能够定量刻画大气、陆地、海洋碳循环等地球系统各部分之间的相互作用

过程，是认识、理解全球碳循环过程和机制，以及模拟和预估气候变化的核心工具。通过设

置不同的碳中和目标约束（如何减排、如何增汇等），地球系统模式得到最有效、最合理的

碳中和路径，从而为寻找碳中和最优科学路径提供强有力的技术和工具支持。当前，我国具

有自主知识产权的第二代中国科学院地球系统模式(CAS-ESM2）实现了碳循环和气候的完

全耦合可以模拟地球各主要分系统对不同碳中和路径的响应，包括陆地和海洋碳通量变化、

陆表植被和水文变化、气候变化等。然而，当前地球系统模式在功能和性能上还需进一步完

善，特别是提升对人为过程、植被动态演变、火干扰、氮循环等过程的描述。

8.2空天地一体化温室气体观测系统

8.2.1卫星遥感观测

卫星遥感观测可以在碳源/汇核查方面发挥重要作用。我国于2016年发射了第一颗二氧

化碳监测科学实验卫星，又陆续发射风云三号D星和高分五号大气成分监测卫星。由于幅

宽较小(10—20km)且重访周期长，国际上现有卫星主要在全球尺度碳源/汇反演中发挥作用，

还无法满足点源、城市、区域尺度监测需求。

10

新一代的温室气体监测卫星的主要发展方向包括:①提高观测的时空分辨率。例如，增

加跨轨扫描宽度(>100km)以提高覆盖范围（中国风云三号G星、大气环境监测卫星2星），

提高时间分辨率(欧洲CO2M多星组网、美国GEOCARB静止轨道卫星)，采用激光雷达（欧

洲MERLIN、中国“环境一号”卫星）实现昼夜观测，以及温室气体和污染气体协同观测。②

发展先进的遥感反演算法、快速高精度辐射传输模式和改进分子光谱学数据库。③进一步

发展卫星数据同化方法，实现人为温室气体源汇清单反演能力。

8.2.2地面温室气体通量观测技术

过去20多年，全球范围内形成了通量观测网络(FLUXNET)，为全球碳收支与全球变化

研究提供了高质量的温室气体地面通量长期观测数据。面向碳中和的需求，也应把温室气体

地面通量的监测网作为整个碳核算监测体系的重要组成部分。该监测网络的建设应关注5个

方面:①加强典型城市下垫面的通量监测;②推动观测方法、数据处理、仪器操作和维护的规

范化和标准化建设，提升地面观测通量数据的质量和可靠性;③强化非二通量先进测量技术

的研发和加强CO2与主要非CO2温室气体（CH和N2O）的地面通量同步观测;④加快自主

技术仪器设备的研发;⑤加强基于自主技术气体分析仪的温室气体和污染气体地面通量观

测研究。

8.2.3发展人为碳排放观测技术

目前的观测技术在观测非CO2,温室气体方面还有较大欠缺。虽然所有7种温室气体都

有可满足精度需求的较成熟检测方法，但还存在体积大、成本高、运维难度大、在线化程度

低等缺点，因此不利于获得广泛的高分辨观测数据。例如，氧化亚氮、六氟化硫、三氟化氮

需要带有电子捕获检测器的气相色谱仪，而氢氟碳化物（HFCs)、全氟碳化物（PFCs）需要

气相色谱质谱联用仪。另外，不同高度的浓度观测所代表下垫面通量贡献区有显著的差异，

因此基于雷达、高塔、飞机、探空的垂直分布观测也至关重要。

8.2.4加强城市碳监测平台建设

城市占陆地面积不到3%，却直接排放了全球约44%的CO2，间接影响了近80%的能源

相关的CO2排放，是估计人为碳排放的关键区域。在城市尺度上，CO2排放清单的统计数据

和排放因子、时空分配方案等具有较大的不确定性，不同清单的差异可达70%—300%，并

且无法识别和定位未知的排放源。城市尺度的CO2浓度排放监测和反演可以提供独立的手

段校准碳排放清单数据，服务于城市清单碳排放总量验证，追踪城市碳排放清单的遗漏。

8.3温室气体源-汇清单核算方法

根据IPCC的国家温室气体清单指南，温室气体的人为源汇清单可用3个层级的方法编

制;其中，第一、二层级是排放因子法，第三层级是过程模型法，都统一属于“自下而

上”(bottom-up)方法。排放因子法目前还是各个国家或地方政府编制温室气体清单的通行方

法。由于活动水平资料难以快速更新，且排放因子数据通常是一些有限条件观测数据的平均

值，排放因子法往往不能比较客观地反映温室气体源-汇的动态变化与空间分布。相比而言，

过程模型法则可以克服排放因子法的上述不足。但是，过程模型的构建和检验，以及其驱动

11

数据的准备，难度相对较大，这导致过程模型法仅在极少数发达国家及我国的部分土地利用

类型（如农田、湿地等）温室气体源-汇清单编制中得到应用。另外，对于土地覆被和土地利

用变化引起的温室气体源-汇变化，以及畜牧业的温室气体排放，过程模型法的应用仍然具

有挑战性。

“自上而下”方法通过观测大气温室气体浓度，结合气象场资料和大气传输模式，利用同

化技术反演估算区域源-汇及变化状况。IPCC最新版的温室气体清单指南"首次提出，该方

法反演估算的温室气体源-汇状况，作为完全独立的数据，可以被用来验证排放因子法或过

程模型法编制的温室气体清单。当前，CO2同化系统发展趋势主要表现在4个方面:①联合

同化地基观测和卫星遥感的大气CO2柱浓度数据。②联合同化大气CO2浓度、站点通量、

遥感地表参数等数据。③同时优化生态系统和化石燃料燃烧的CO2通量。现有的全球碳同

化系统基本上都假设化石燃料燃烧的CO2通量数据无误差，仅优化生态系统CO2通量，但

事实并非如此。CO2是公认的理想化石燃料燃烧排放指示信号。④通过污染气体和CO2的联

合同化，以优化化石燃料燃烧CO2排放6%。

12

附录A

（资料性附录）

遥感碳中和监测原理及优势

A.1遥感监测原理

碳排放遥感监测方面：主被动卫星遥感观测大气二氧化碳都是基于碳分子在红外波段的

光谱特性。红外吸收光谱反映了红外辐射分子之间的相互作用，即分子由于吸收或反射而引

起的振动和旋转状态变化。就大气而言，其主要成分N2和O2在红外（IR）区域是弱吸收体，

而痕量气体如CO2、H2O或CH4是有效的吸收体，导致地球温度升高。只有在分子具有改

变它们在跃迁期间的偶极矩的能力时，红外辐射的吸收才会发生。目前GOSAT卫星和OCO-

2卫星所使用的反演算法都是利用近红外辐射光谱数据获得廓线浓度加权的柱二氧化碳干

空气混合比XCO2。反演算法的主要组成是前向模型、反演方法和误差分析。

碳吸收遥感监测方面：遥感技术在获取大尺度陆表参数等方面具有独特的优势，并且可

以从遥感影像上直接获取到重要的生态学特征和生物生长参数，包含了植被面积、净初级生

产力、净生态系统生产力等宏观参数，此外还可获取叶面积指数、冠层化学成分、冠层温度、

气孔导度、光合有效辐射、植被吸收光和有效辐射、冠层结构、土壤含水量、地表温度等参

数。通过遥感反演获取这些物理参数，可直接作为陆地生态系统模型的驱动变量或参量，结

合遥感影像上获取的土地覆盖度或植被现状动态信息进行碳汇的研究。

A.2遥感监测优势

传统的碳源汇计算主要依赖于地面观测、野外调查、统计数据分析、大气和生态系统模

型模拟等方法，但这些方法都存在很大的局限性，比如地面观测的空间代表性不足，野外调

查空间样本有限且耗费巨大等。目前，全球监测温室气体的地面观测站点不足300个，并且

地区分布很不均匀，大多分布在发达国家和人口稠密地区。虽然观测站点数量仍在不断扩展

中，但是其有限的空间代表性，导致定量理解大气温室气体的源汇分布仍存在较大问题。

卫星遥感资料可以获得全球和区域的温室气体和陆地碳汇分布，具有稳定、长时间序列、

广空间区域等优点，可弥补地基站点的不足，有助于提高对碳源汇和气候变化的认识。自本

世纪，国内外相继发射了多颗采用短波红外吸收带作为探测波段的星载温室气体探测器，随

着探测仪指标和反演方法的不断改进，探测的环境参数种类将越来越多，精度也将逐步提高。

通过发展先进的定量遥感技术，也推进我国自主的天基碳监测体系规划和系统论证，结合多

尺度、多维度各型卫星系统，分阶段部署、组网运行，协同服务“双碳”监测整体目标。基于

卫星对地观测技术进行双碳相关遥感信息产品的反演，包括碳源（二氧化碳、甲烷、氧化亚

氮等）和碳汇（森林、草地、湿地、农田、海洋等）监测指标体系的建立和指标的精准量化，

为碳交易宏观监测提供量化依据。

13

附录B

（资料性附录）

目前国内外碳卫星参数

目前国内外主要碳卫星参数见表B.1。

表B.1国内外主要碳卫星参数

空间分辨率光谱分辨误差范围

卫星国家传感器运行期重访周期

（km）率（um）（ppm）

ENVISAT欧洲SCIAMACHY2002-20126天30×600.24-2.4014

TANSO-FTS

GOSAT日本2009-3天100.76-14.304

CAI

TANSO-FTS-2

GOSAT-2日本2018-6天100.76-14.300.5

CAI-2

OCO-2美国光栅分光计2014-16天1.29×2.250.76-2.081

OCO-3美国光栅分光计2019-16天1.6×2.20.76-2.081

TanSaT中国CarbonSpec2016-16天20.76-2.084

GF-5中国GMI2018-2天10.30.76-1.66

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参考文献

[1]政府间气候变化专门委员会〔2006〕《IPCC国家温室气体清单指南》

[2]ISO14064-1-2018《在组织层级温室气体排放和移除的量化和报告指南》

[2]国发〔2007〕17号《中国应对气候变化国家方案》

[3]环办监测函〔2021〕435号《碳监测试点方案》

[4]发改办气候〔2010〕2350号《关于启动省级温室气体排放清单编制工作有关事项的通

知》

[5]发改办气候〔2011〕1041号《省级温室气体清单编制指南（试行）》

[6]于贵瑞．陆地生态系统通量观测的原理及方法：科学出版社，2006

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目次

前言.....................................................................................................................................................................II

引言....................................................................................................................................................................III

1适用范围.................................................................................................................................................1

2规范性引用文件....................................................................................................................................1

3术语与定义.............................................................................................................................................1

4缩略语......................................................................................................................................................2

5监测体系分级原则...............................................................................................................................3

6卫星对地观测下的碳指标分级体系...............................................................................................4

7卫星对地观测下的碳指标遥感监测产品体系............................................................................5

8空天地一体化碳指标监测技术体系框架..................................................................................10

8.1基于地球系统模型模拟和预估.......................................................................................10

8.2空天地一体化温室气体观测系统....................................................................................10

8.2.1卫星遥感观测.............................................................................................................10

8.2.2地面温室气体通量观测技术.........................