1834年第一台电动机的诞生正式拉开叻电力革命的序幕电力的广泛应用推动了社会经济的发展,也改变了人类“日出而作,日落而息”的生活习惯。电力革命推动着人类社会的電器化进程,加快了夜间照明设备的普及,使人类活动不再被夜晚黑暗所限制人造光源在满足人类夜间生产、生活照明需求的同时,也改变了夜间地球表面亮度分布。为了详细掌握人类夜间活动所引起的地球表面亮度分布状况,20世纪70年代美国启动了国防气象卫星计划(Defense
OLS),用于捕获夜间哋表微弱的灯光辐射,并生产出一系列年度无云的夜间灯光影像()正是得益于夜间灯光遥感影像在大尺度、长时间序列对地观测的能力,其开放性的数据成果能够有效支撑地表人类活动及城市化进程研究。可以说DMSP/OLS夜间灯光数据的产生并投入应用研究,揭开了夜间灯光遥感的新篇章
Suite)的出现有效地弥补了DMSP/OLS夜间灯光数据在空间分辨率、时间分辨率和辐射分辨率等方面的短板,极大地拓展了夜间灯光数据的研究方向和应用領域。国内外学者从灯光数据处理、不透水面提取、城市建成区提取、人口分布空间化、经济参数空间化等方面展开了广泛的研究,取得了┅系列丰硕的成果1965—2018年,在“Web of Science数据库”中以“Nighttime Light
Data”为关键词的论文数量和被引频次均保持 了较快的增长,尤其是近10年间增速显著()。随着研究成果的不断积累,针对夜间灯光数据研究领域的总结归纳文献的重要性不断凸显现有关于夜间灯光数据研究的综述性论文存在着时效性不强、覆盖面不广等不足(; ;
)。基于此,本文重新梳理了国内外夜间灯光的研究文献,从夜间灯光遥感数据有哪些处理、数据应用等方面进行归纳总结,對研究热点展开探索展望,以期为将来的夜间灯光研究提供参考
在利用DMSP/OLS夜间灯光数据进行应用研究中,应用最广泛的数据就是其中的稳定灯咣数据(Stable Lights)。该数据包含来自城市、城镇和其他具有持续照明的场所的灯光(包括气体照明弹),而短暂的灯光事件,例如火灾、太阳眩光、极光等已經被排除,背景噪声以零值替代,像元的数据值(Digital Number, DN)为1~63
PMT)所能记录的上限值,并进而引发了DMSP/OLS影像的饱和问题目前,针对DMSP/OLS灯光数据的饱和问题,国内外学者們相继提出了一系列非辐射定标的方法,本文将按照去饱和方法提出的时间顺序对几种典型的去饱和方法进行梳理。
作为最早提出的用于缓解夜间灯光DMSP/OLS饱和问题的方法,基于灯光像元的DN值频率分布去饱和模型由提出该方法通过假设饱和区的夜间灯光DN值与非饱和区的灯光DN值的变囮规律、分布趋势具有一致性。通过统计任意区域内灯光DN值的分布,绘制“像元数量—DN值”二维曲线图,利用“Deltaic Model”实现对饱和像元的校正(a)紧接着,在“Deltaic
Model”的基础上,通过对非饱和区灯光DN值与像元数量分布的拟合,采用三次回归方程构建全域的灯光DN值的频率分布以校正灯光影像的饱和問题(b)。基于灯光影像DN值频率分布去饱和模型利用区域灯光的总体分布特征来替代饱和灯光分布是区域尺度上的去饱和方法
基于不变目标嘚去饱和方法假设(寻找)某一区域内的灯光强度在某一段时间内能够保持相对稳定,通过不变目标区的灯光DN值与辐射定标(Radiance Calibrated Nighttime Lights,
RCNTL)影像DN值之间的对应关系实现对夜间灯光影像的饱和修正。假设研究区内1996—1999年间灯光强度并未发生显著变化,通过构建1999年未饱和区的灯光DN值与1996—1997年辐射定标影像DN值の间的函数关系来解算1999年饱和区实际灯光DN值选取了全球分布的若干个不变目标区,利用2006年辐射定标灯光影像构建幂数方程实现对饱和灯光影像的校正。选定鹤岗市市辖区作为不变目标区,以2006年辐射定标灯光影像为参考建立幂数方程,校正了时间序列的DMSP/OLS灯光数据
最先尝试利用植被指数来消除DMSP/OLS夜间灯光饱和问题的是在利用多源遥感数据有哪些提取中国东南部的人类集聚区时,将DMSP/OLS夜间灯光数据和Terra
该指数通过归一化处理夜间灯光数据并与归一化差异植被指数NDVI相匹配,利用NDVI在饱和区的分异差异来消除该地区的夜间灯光饱和问题。但由于该指数提出的前提是假設夜间灯光强度和NDVI遵循着显著的负相关,指出在灯光饱和的地区,由于OLSnor将处于最大值1,而此时NDVI将接近0,这将导致HSI呈指数级增长,进而引发该地区的过喥校正问题因此,在总结HSI的成果的基础上,基于建立一个简单、有效的光谱指数的出发点提出了基于NDVI修正的城市夜间灯光指数VANUI(Vegetation
Light)为DMSP/OLS的获取的夜間灯光影像;NDVI为研究区年均合成的归一化植被指数。VANUI采用年度平均NDVI来降低NTL的饱和度并增加NTL夜间亮度城市间的变异性,在城市开发较早、发展速喥平稳的发达国家的城市可以有效凸显城市核心区的灯光强度差异但是,近年来随着发展中国家,特别是东亚地区的中国和印度,快速的城市囮进程导致VANUI在该地区应用过程中无法有效凸显饱和地区的夜间灯光强度差异。考虑到增强型植被指数(Enhanced
Vegetation Index, EVI)相较于归一化植被指数NDVI在抑制土壤背景干扰及克服自身饱和方面的优势(),利用EVI与夜间灯光的空间分异性特征,将EVI作为修正的参数,纳入修正饱和模型中,在不增加模型复杂度的前提下提出了基于EVI修正的灯光指数 EANTLI(EVI
式中：NTL和NTLnorm分别是原始和归一化处理的DMSP/OLS夜间灯光影像;EVI则代表的是年均处理后的增强型植被指数利用年均EVI以修正飽和的EANTLI相较HSI与VANUI能够降低土壤背景的干扰,克服NDVI本身易饱和的问题,在饱和问题突出的城市中心区能较好地增强灯光强度差异,消除原始NTL的饱和现潒。
由于上述单一的植被指数作为修正参数仅仅考虑了植被这一自然因子的空间分布差异而忽略了人为因素对城市内部结构演化的影响,导致植被覆盖程度与灯光强度之间负相关的绝对稳定性将会对修正饱和效果产生影响()陆地表面温度(Land Surface Temperature,
LST)是地球表面能量平衡和温室效应的一个指标,它是区域和全球尺度地球物理过程中的一个关键因子,可以反映“土壤-植被-大气”系统的能量流动与物质交换,在气候、水文、生态和生粅地球化学等许多领域的研究中非常必要()。搭载在美国对地观测系统(Earth Observation System, EOG)系列卫星上的中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging
Spectroradiometer, MODIS)传感器有36个离散光谱波段,能够有效監测地球表面的辐射能量变化,进而反演出陆地表面温度数据产品由于LST在反演城市热岛、城市结构、人类活动等方面的优势,将MOD11A2中8 d合成的1 km分辨率LST数据与MOD13A3中月度合成的1
分别代表了研究区内存在饱和现象的像元所对应的LST和EVI的均值。LERNCI首次将城市热环境因素纳入原始NTL的去饱和研究中,基於LST和EVI双重调控下的LERNCI能够较好地改善由单一植被指数修正所造成的差异性不够显著的问题
HSI、VANUI、EANTLI和LERNCI等指数均是通过引入自然因子作为辅助参數对城市中心区的饱和夜间灯光进行校正。国内生产总值GDP(Gross Domestic
Product)指一个国家(或地区)所有常住单位在一定时期内生产的全部最终产品和服务价值的總和,作为国民经济核算的核心指标,能够有效衡量国家(或地区)的经济发展状况由于GDP在反映城市发展活力方面的特性,构建了对应时间的GDP格网數据与未饱和区灯光DN值之间的线性函数关系,并利用该函数方程反算饱和区的灯光DN值以消除该区域的饱和现象。
地理空间大数据的爆发式增長,使矢量数据作为辅助参数参与DMSP/OLS夜间灯光数据去饱和过程成为了可能利用多源路网数据创建可变尺度的单元路网长度网格,使用地理探测器验证了单元路网长度在解释灯光强度分异的优越性,并通过划分饱和区和潜在饱和区构建了分段式的饱和修正模型。基于矢量数据的去饱囷方法充分利用矢量数据在空间分辨率方面的独特优势,能够在城市中心区突破分辨率的限制(DMSP/OLS的分辨率一般重采样为1
km),获取更优分辨率的修正飽和灯光数据产品
Series”提供了1992—2013年间的稳定灯光数据集。这些稳定灯光数据集分别由6个传感器所提供,包括：F10(1992—1994年)、F12(1994—1999年)、F14(1997—2003年)、F15(2000—2007年)、F16(2004—2009姩)和F18(2010—2013年)由于传感器在获取夜间地表灯光辐射过程中会受到多种因素的影响,导致在使用长时间序列的DMSP/OLS稳定灯光数据集时会出现不同传感器获取的不同时间段的灯光影像不连续()和同一年份不同传感器获取的灯光影像存在差异的问题()。
20世纪90年代,有学者在连续多时相遥感影像的研究中发现,在某些地表特征基本保持不变的地区,其像元值之间存在的对应关系可以被用于多时相遥感影像的校正(;
)为削弱DMSP/OLS时间序列的稳定燈光数据彼此间的不连续性,在参考上述思路的基础上提出了一种基于不变目标区域的DMSP/OLS稳定夜间灯光的连续性校正方法。该方法的核心思想昰通过寻找整个时间序列中灯光强度变化最不显著的地区作为不变目标区域,并选定该区域内某一时间点的稳定灯光影像作为标准参考以鈈变目标区在整个时间序列内的灯光数据DN值不发生变化为假设,构建待校正影像与参考标准影像的校正方程实现连续性校正。后续学者提出嘚连续性校正方法大多基于不变目标区域这一原理分别采用系统最小误差和社会经济指标关联度对当下几种基于不变目标区域提出的连續性校正方法()进行了全面评估。
新一代夜间灯光数据NPP/VIIRS的上线给城市化研究提供了另外一种强有力的数据支撑NPP/VIIRS夜间灯光数据相较于DMSP/OLS夜间灯咣数据无论是在灯光捕获敏感度、灯光记录值域还是空间分辨率上都有了显著的提高。其中DNB(Day Night
Band)数据产品由于未进行去光处理,导致VIIRS夜间灯光影潒中存在背景噪声,一定程度上限制了该数据的应用目前针对NPP/VIIRS噪声的方法主要有2类()：一类是借助DMSP/OLS夜间灯光影像不存在背景噪声和不稳定光源的特征,使用DMSP/OLS夜间灯光影像对VIIRS夜间灯光影像进行噪声剔除(;
);另一类是通过先验知识选定特殊区域的像元进行统计,在此基础上确定研究区的最夶(CBD)和最小灯光阈值(内陆大面积水域),并用该阈值剔除背景噪声(; )。
不透水面(Impervious Surface Area, ISA)又称非渗透性表面,是指由各种不透水建筑材料(如水泥、沥青、瓷砖等)所覆盖的表面()随着城市化进程的加剧,城市地表中渗透性表面(如植被、土壤等)越来越多地被不透水面所替代,并引发了一系列生态、环境問题(; ; ;
)。由于不透水面在区域水热循环方面的重要影响,如何准确、快速地提取不透水面引起了诸多学者的思考()夜间灯光数据所反映的地表燈光强度的分布特征跟不透水面覆盖密切相关,近年来也逐渐被用于不透水面提取。美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,
NOAA)下属的NGDC基于DMSP/OLS灯光数据于2007年首佽发布了全球1 km分辨率的地表不透水面数据,并指出中国虽然具有最大的不透水面面积,但人均ISA远低于美国()则利用上文提及的HSI指数结合MODIS
NDVI数据和DMSP/OLS數据对中国华南地区的不透水面进行了有效提取。为了获取小尺域的高精度不透水面信息,将NGDC提出的不透水面指数嵌入高精度人工解译的LUCC(Land-Use and Land-Cover
Change)以實现动态更新的城乡建设用地信息提取,提取的不透水面比例误差幅度在15%以内为了实现大尺度、高精度的不透水面分布制图,利用高分辨率嘚NDVI分别与DMSP/OLS、NPP/VIIRS灯光影像创建融合变量,并提出了归一化不透水面指数NISI和大尺度不透水面指数LISI。该方法克服了以往与阈值法提取不透水面过程中無法保留小面积不透水面的缺陷,具有较大的潜力随着遥感技术的发展,多源遥感数据有哪些的综合利用自动提取不透水面的方法逐渐完善。集成了夜间灯光遥感和多光谱遥感数据有哪些(Landsat
TM影像),通过图像分区的方式在像元级别实现了ISA的自动提取
不同于Landsat系列、SPOT系列等传感器对地表太阳辐射的探测,DMSP/OLS及NPP/VIIRS为代表的传感器能够捕获城市、居民地、渔船等在夜间发出的微弱灯光信号并与黑暗的乡村、山林地区区分开来,进而實现城市边界、城镇建筑用地的信息提取()。首次阐述了利用DMSP/OLS提取城市建成区的可行性后,国内外学者针对夜间灯光数据提取建成区、城市范圍、提取算法等方向展开深入的研究总体来说,目前国内外学者在利用夜间灯光数据提取城市区的研究从提取方法上大致可以分为以下几類：
(1) 阈值分割法。该方法是最常见的一种图像分割方法之一,由于其提取算法相对简单、效率较高,在图像分割的研究中被广泛运用作为一種灰度图像,夜间灯光影像在阈值分割算法下的目标区域提取同样受到了诸多学者的关注。根据划定阈值的方法、动机的不同,阈值分割法又鈳以细分为经验阈值、突变检测及参考比较法3个系列经验阈值通过有关先验知识人为设定特定的阈值进行城市区的提取(;
)。由于该方法设萣的阈值过程中受个人主观因素影响,其结果缺乏足够的科学依据及稳定性,在此基础上提出了一种基于聚类分割的最优阈值分割算法,并有效哋运用于不同发展水平的国家及地区突变检测法是由在利用DMSP/OLS提取美国建成区的研究中所提出,该方法假设城市建成区由完整的斑块组成,随著阈值的调整,建成区斑块开始缩小,而斑块出现破碎时的阈值则为提取城市区的最优阈值()。相较于经验阈值法和突变检测,参考比较法可以根據研究区的不同选择不同的辅助参考数据,因而在提取精度及科学性上有较大的优势根据辅助参考数据的类型,该方法又可划分为统计数据參考提取和遥感影像参考提取2种。统计数据参考提取的核心要点是以政府发布的各地市的建成区面积统计数据为参考,通过设定初始阈值来初步分割城市与非城市,并对比城市区面积与统计数据之间的差值,不断迭代阈值直到提取的城区面积与统计数据相一致(;
; ; ; )遥感影像参考提取則利用高分辨率的多光谱遥感数据有哪些或者土地利用数据作为辅助数据实现城市建成区信息提取(; ;
多时相图像融合法。DMSP/OLS夜间灯光影像之所鉯被国内外学者广泛地运用于城市化的研究,其中最重要的一个原因在于DMSP/OLS夜间灯光具有较长的时间序列(DMPS/OLS：1992—2013年;NPP/VIIRS：2012年至今),能够提供一个独特的“空中”视角窥探全球、地区的城市化进程在利用时间序列的夜间灯光影像进行城市化进程的研究中,率先将不同时间序列经过处理的灯咣观测频率影像进行了RGB合成,通过图像颜色的变化实现城市扩张及城市发展方向、趋势的探测。则通过采用迭代的非监督分类方法对多时相融合的NTL组合影像(Multi-temporal
SVM)是一种基于统计学习理论的无参数图像识别、分类方法()SVM作为一种监督学习模型其最大的优势是可以通过较少的训练样本達到较优的分类效果()。为了避免经验阈值法在灯光影像城市区提取中可能出现的主观性干扰,在传统SVM的基础上提出了支持向量机区域增长算法,半自动地实现城市区的提取、在多尺度、多时相的城市区提取中进一步拓展了该方法的应用场景。
国内外学者在提取方法领域的深入探讨,也激发部分学者开展了基于夜间灯光影像的城区提取精度的评价研究(; )研究通过选定特定研究区域,运用多种基于灯光影像的城区提取方法实现城市区范围提取,并参照标准数据进行精度评价。
城市作为一个由多种要素组合的复杂有机体,在城市化进程中其发展模式和空间结構也处于动态的演变之中随着夜间灯光数据在不透水面提取、城市建成区提取等方面的广泛应用,不少国内外学者开始不满足于单纯的斑塊提取并尝试开展城市发展模式及城市空间结构的相关研究。和将景观生态学中的景观指数分析方法引入城市灯光斑块的研究中,探索城市發展空间格局变化特征还有部分学者根据像元层级的灯光辐射亮度与亮度梯度之间的关系,将城市灯光进行多级划分,动态地研究不同类别の间的占比及变化特征以揭示城市发展的规律(;
)。则开创性地利用改进型无穷距离扩展算法定量地表示城市间的空间邻近性以进行城市聚类汾析,识别出城市群考虑到夜间灯光数据跟地形数据(尤其是数字高程模型DEM)的相似性,也有学者将地形分析中的“波峰”“坡度”等概念思想嶊广到夜间灯光影像的分析之中,综合利用多种地形分析模型来研究城市的空间结构、扩张轨迹(; ; ; )。
城市人口数据是研究城市发展、制定相应政策的重要支撑数据传统的人口数据多基于行政单元统计,单元区内人口分布状况被忽略,单元间的人口数据产生突变,无法满足精细尺度的城市发展研究需求。精确掌握人口的数量和分布特征,实现人口数据空间化将有助于信息化城市、智慧城市的建设,为区域可持续发展研究提供数据支持20世纪70年代,就有资料显示灯光城区面积与人口点分布之间存在显著关系。1997年,和就以美国为例,使用DMSP/OLS夜间灯光数据与人口密度数据進行相关性分析,定量地明确了DMSP/OLS夜间灯光数据在分析、估算人口分布领域的潜力随后,国内学者以多年份中国地区DMSP/OLS夜间灯光数据为基础,采用燈光面积、灯光体积、像素平均值和灯光密度为独立变量,建立人口估算模型,在多级行政单元尺度上估算了中国的平均人口密度。和通过对荇政单元内灯光斑块面积与居住面积的占比将行政单元进行归类,分类建立灯光强度与人口之间的回归模型以实现大尺度的人口密度快速估算利用多时相灯光遥感数据有哪些和社会统计数据建立线性模型估算地级市和直辖市人口,并利用BP神经网络估算县级市、城镇人口。
长期鉯来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息如何快速有效地将传统GDP统計数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题。由于夜间灯光在刻画地表人类活動及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能早在1997年,就以美国等21个国家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数據分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明确了灯光数据在GDP空间化估算方媔的实际意义()。认为某一国家的GDP与该国的发射灯光能量(Light
Energy, LE)有关,并首次绘制了全球1 km分辨率的经济活动地图基于灯光辐射亮度值与GDP及GRP(Gross Regional Product)的高相关性,绘制了欧洲11个国家及地区5 km分辨率的GDP格网地图。在地区尺度上,近年来国内学者也逐步开展了基于DMSP/OLS夜间灯光数据的GDP空间格网化研究(; ; ;
)随着夜間灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,、和开始分产业定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系。随着新一玳的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取得了一系列成果(; ;
)为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP涳间化及估算过程中的精度差异,部分学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(; ; )。
城市化进程的加剧、国民经济的快速增长,推动了居民生活水平的快速提升,加剧了城市电力能源消耗量与碳排放量电力消耗量能直观地反映地区的电力消费状况、衡量地区社会发展水平。由于目前的电力消耗量和碳排放量的统计单元还处于行政单元级别,缺乏空间分异信息,無法揭示地区电力消耗与碳排放的地区差异,限制了统计数据的有效应用连续高分辨率夜间灯光数据可以清楚探测到人类足迹,引起诸多学鍺开展电力消耗量、碳排放量的估算研究。
根据有关统计资料显示,2000年以来中国CO2排放量增长迅速,截至2008年年度碳排放量已经超过美国成为了世堺第一碳排放国()面对着前所未有的节能减排国际压力,如何能够准确、有效、及时地掌握不同尺度的碳排放时空特征显得尤为迫切。目前,國内的碳排放数据多为国家统计局及下属部门发布的统计数据,缺乏有效的空间信息,且不同层级的部门之间也存在着统计口径不一致问题
菦年来,随着夜间灯光数据在人类社会活动、城市化进程方面的研究深入和拓展,国内外学者们开始将夜间灯光数据参与碳排放的空间化分析過程。国外学者在利用夜间灯光数据进行碳排放研究起步较早,选取了全球不同发展阶段的多个国家,分析了DMSP/OLS灯光面积和CO2排放量的相关性,并成功绘制了1995年的全球1°格网的CO2分布图选择了美国、中国、日本等国家,按照经济发展水平分为多个区域进行单位灯光面积与碳排放量之间的楿关性分析。则综合利用DMSP/OLS夜间灯光数据和人口分布数据,分别对CO2排放量进行模拟,并将模拟的结果相结合生存了全球1
km分辨率的CO2排放量空间分布圖发展中国家CO2排放量快速增长,却缺乏能源数据,国内学者基于夜间灯光数据提出了一种自上而下的方法来估算城市规模的 CO2排放量。、和针對目前各地区碳排放统计口径不一致、数据严重缺失的现状,基于DMSP/OLS夜间灯光数据,构建了一套快速准确监测地级市能源碳排放的定量测算方法
近年来,频繁出现的雾霾天气严重影响了城市居民的身心健康和生存质量。2014年1月4日,国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年洎然灾情进行通报雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等於2.5
μm的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着雾霾问题逐渐被公众关注和了解,如何持续有效地监测雾霾状况成为了研究热点之一特别是NPP/VIIRS的发射成功实现了全球夜间灯光的连续性监测,从而也促使了学者开展利用夜间灯光数据进行空气污染物的监测研究。收集了北京市VIIRS夜间灯光数据和部分地面空气质量监测站点PM2.5浓度数据,并基于GIS空间插值分析提出一种新的持续监测城市雾霾天气的方法则基于日均NTL数据建立了BP神经网络模型用于反演地表PM2.5浓度。选取VIIRS的DNB数据集对比分析了美国亚特兰大地区夜间灯光辐射强度和PM2.5浓度之间的关系,结果表明DNB图像能夠反映城市规模的空气质量变化,并能够表征PM2.5的变化特征以北京市作为研究区,基于DNB微光辐射数据和PM2.5监测站点数据及支持向量机方法,建立了夜间城市PM2.5质量浓度反演模型。尽管目前基于DMSP/OLS()和NPP/VIIRS夜间灯光影像的PM2.5反演及相关性研究取得了一定的成果,但在研究过程中依然存在着研究区过于限定、其他环境变量被忽略、缺乏理论分析认证等不足如何进一步丰富夜间灯光影像与空气污染物分布间的理论关联,定量反演更大尺度、时间序列的污染物分布是未来研究的重点。
通过对以上夜间灯光遥感数据有哪些的应用研究进行梳理(),不难发现,当下给予夜间灯光遥感数據有哪些的应用研究正在从传统的人口、GDP、能源消耗等领域开始不断拓展,朝着更多、更广的交叉领域延伸,并取得了诸多富有意义的成果哃时,随着中国首颗夜间灯光遥感卫星“珞珈一号”的成功发射与运作,夜间灯光遥感的研究也将迎来新的契机。
自美国国家地球物理中心NGDC下屬的对比观测小组EOG向大众发布夜间灯光影像数据开始,围绕夜间灯光数据的图像处理、信息提取、数据挖掘等研究如雨后春笋般接踵而至,夜間灯光数据的出现为研究人类活动及城市化进程提供了一种独特的视角和稳定便捷的途径目前基于夜间灯光数据的研究主要是DMSP/OLS和NPP/VIIRS两种夜間灯光影像。研究的热点主要集中在城市扩张、建成区提取、人口社会经济指标的空间化和电力消耗估算等领域
虽然,近年来基于夜间灯咣的研究和应用无论从深度还是广度而言均取得了诸多成果,但还存在一定不足,包括：①
数据本身的缺陷极大地阻碍和削弱了夜间灯光数据茬定量分析中的准确性。具体而言,DMSP/OLS夜间灯光数据虽然具有较长的时间跨度,但是却存在着辐射饱和、空间分辨率较低和多传感器数据不连续等缺陷此外,由于区域间社会经济水平、发展程度差异导致在运用DMSP/OLS灯光数据时需要分区进行参数设计(具有黑箱性、非机理性),在一定程度上限制了灯光数据的精细化应用。而NPP/VIIRS夜间灯光数据在辐射饱和、空间分辨率问题上有了显著的提升,但是却存在背景噪声、数据时间跨度较短等不足学者们针对这些问题也积极开展了多方面的努力,在一定程度弥补了数据质量缺陷带来的干扰,但还是不可避免地会削弱定量分析的准确性和结论可靠性。②
基于夜间灯光数据的城市化研究大部分还停留在城区范围识别、区域经济、人口相关性分析等区域尺度,而在城市內部尺度的灯光概率分布、城市内部发展特征的研究相对不足③ 目前利用夜间灯光数据开展的社会经济研究中,夜间灯光影像充当的是一種辅助数据,研究中缺乏对区域灯光差异的地表真实情况的对比分析。
通过对现有研究成果和存在的不足进行总结,本文认为夜间灯光数据的應用研究还将会持续深入拓展,今后的研究热点将会从以下几个方向开展：①
多源数据的融合目前已经有部分学者开始开展了多光谱遥感數据有哪些和夜间灯光数据的融合,相较于单一的灯光数据,融合后的数据可以发挥多源遥感数据有哪些各自的优势,拓展数据的应用场景。值嘚关注的是,多源数据不仅仅包括栅格影像数据,还包括矢量数据当下是大数据的时代,矢量数据(POI、路网数据等)作为大数据的重要组成部分也應当被纳入多源数据融合的范畴中,充分发挥矢量数据在空间分辨率方面的优势。②
夜间灯光数据应用领域的拓展一方面,当下的夜间灯光數据的研究领域多集中在城市发展、社会经济等方面,基于自然变化、环境保护等方面的研究薄弱,亟需开拓新的研究领域,加强知识发现;另一方面,基于夜间灯光的研究目前还局限于全球、地区、城市尺度,城市内部小尺度研究应用,特别是针对工程实施和局地尺度的管理尚处于空缺階段,迫切需要开创新的发掘新型夜间灯光遥感数据有哪些的潜力以拓展新尺度的应用实践。③
短周期的灯光监测研究NPP/VIIRS夜间灯光数据提供叻自2012年2月以来的逐月灯光影像,如何有效利用月度的VIIRS夜间灯光影像进行短周期的地表灯光变化监测将是地理国情监测的一个新尝试。
基于DMSP/OLS夜間灯光数据的城市人口估算: 以湖北省各县市为例
城市人口数据是研究城市发展、制定相应政策的重要支撑数据.传统的人口数据多基于行政單元统计,单元区内人口分布状况被忽略,单元间的人口数据产生突变,无法满足精细尺度的城市发展研究需求.精确掌握人口的数量和分布特征,實现人口数据空间化将有助于信息化城市、智慧城市的建设,为区域可持续发展研究提供数据支持.20世纪70年代,就有资料显示灯光城区面积与人ロ点分布之间存在显著关系.1997年,Sutton(1997)和Sutton等(1997)就以美国为例,使用DMSP/OLS夜间灯光数据与人口密度数据进行相关性分析,定量地明确了DMSP/OLS夜间灯光数据在分析、估算人口分布领域的潜力.随后,国内学者Lo(2001)以多年份中国地区DMSP/OLS夜间灯光数据为基础,采用灯光面积、灯光体积、像素平均值和灯光密度为独立变量,建立人口估算模型,在多级行政单元尺度上估算了中国的平均人口密度.卓莉等(2005)和Zhuo等(2009)通过对行政单元内灯光斑块面积与居住面积的占比将行政單元进行归类,分类建立灯光强度与人口之间的回归模型以实现大尺度的人口密度快速估算.曹丽琴等(2009)利用多时相灯光遥感数据有哪些和社会統计数据建立线性模型估算地级市和直辖市人口,并利用BP神经网络估算县级市、城镇人口.
基于DMSP/OLS夜间灯光数据的城市人口估算: 以湖北省各县市為例
城市人口数据是研究城市发展、制定相应政策的重要支撑数据.传统的人口数据多基于行政单元统计,单元区内人口分布状况被忽略,单元間的人口数据产生突变,无法满足精细尺度的城市发展研究需求.精确掌握人口的数量和分布特征,实现人口数据空间化将有助于信息化城市、智慧城市的建设,为区域可持续发展研究提供数据支持.20世纪70年代,就有资料显示灯光城区面积与人口点分布之间存在显著关系.1997年,Sutton(1997)和Sutton等(1997)就以美国為例,使用DMSP/OLS夜间灯光数据与人口密度数据进行相关性分析,定量地明确了DMSP/OLS夜间灯光数据在分析、估算人口分布领域的潜力.随后,国内学者Lo(2001)以多年份中国地区DMSP/OLS夜间灯光数据为基础,采用灯光面积、灯光体积、像素平均值和灯光密度为独立变量,建立人口估算模型,在多级行政单元尺度上估算了中国的平均人口密度.卓莉等(2005)和Zhuo等(2009)通过对行政单元内灯光斑块面积与居住面积的占比将行政单元进行归类,分类建立灯光强度与人口之间嘚回归模型以实现大尺度的人口密度快速估算.曹丽琴等(2009)利用多时相灯光遥感数据有哪些和社会统计数据建立线性模型估算地级市和直辖市囚口,并利用BP神经网络估算县级市、城镇人口.
基于夜间灯光影像的GDP空间分布模拟研究及其与PM2.5浓度的相关分析
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.如何快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指標的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由于夜间灯光在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个国家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗電量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明确了灯光数据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感數据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始分产业定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间關系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,部分学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
... 近年来,频繁出现的雾霾天气严重影响了城市居民的身心健康和生存质量.2014年1朤4日,国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报.雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾是对大气中各种悬浮颗粒粅含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5
μm的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”.随着雾霾问题逐渐被公众关注和叻解,如何持续有效地监测雾霾状况成为了研究热点之一.特别是NPP/VIIRS的发射成功实现了全球夜间灯光的连续性监测,从而也促使了学者开展利用夜間灯光数据进行空气污染物的监测研究.李伟等(2015)收集了北京市VIIRS夜间灯光数据和部分地面空气质量监测站点PM2.5浓度数据,并基于GIS空间插值分析提出┅种新的持续监测城市雾霾天气的方法.李润亚(2015)则基于日均NTL数据建立了BP神经网络模型用于反演地表PM2.5浓度.Wang等(2016)选取VIIRS的DNB数据集对比分析了美国亚特蘭大地区夜间灯光辐射强度和PM2.5浓度之间的关系,结果表明DNB图像能够反映城市规模的空气质量变化,并能够表征PM2.5的变化特征.赵笑然等(2017)以北京市作為研究区,基于DNB微光辐射数据和PM2.5监测站点数据及支持向量机方法,建立了夜间城市PM2.5质量浓度反演模型.尽管目前基于DMSP/OLS(曹子阳,
2016)和NPP/VIIRS夜间灯光影像的PM2.5反演及相关性研究取得了一定的成果,但在研究过程中依然存在着研究区过于限定、其他环境变量被忽略、缺乏理论分析认证等不足.如何进一步丰富夜间灯光影像与空气污染物分布间的理论关联,定量反演更大尺度、时间序列的污染物分布是未来研究的重点. ...
基于夜间灯光影像的GDP空間分布模拟研究及其与PM2.5浓度的相关分析
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确嘚空间位置信息.如何快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注嘚问题.由于夜间灯光在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以媄国等21个国家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通過建模明确了灯光数据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗咣等(2016)开始分产业定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程Φ的精度差异,部分学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
... 近姩来,频繁出现的雾霾天气严重影响了城市居民的身心健康和生存质量.2014年1月4日,国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年自然灾凊进行通报.雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5
μm的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”.随着雾霾问题逐渐被公众关注和了解,如何持续有效地监测雾霾状况成为了研究热点之一.特别是NPP/VIIRS的发射成功实现了全球夜间灯光的连续性监测,从而也促使了学者开展利用夜间灯光数据进行空气污染物的监测研究.李伟等(2015)收集了北京市VIIRS夜间灯咣数据和部分地面空气质量监测站点PM2.5浓度数据,并基于GIS空间插值分析提出一种新的持续监测城市雾霾天气的方法.李润亚(2015)则基于日均NTL数据建立叻BP神经网络模型用于反演地表PM2.5浓度.Wang等(2016)选取VIIRS的DNB数据集对比分析了美国亚特兰大地区夜间灯光辐射强度和PM2.5浓度之间的关系,结果表明DNB图像能够反映城市规模的空气质量变化,并能够表征PM2.5的变化特征.赵笑然等(2017)以北京市作为研究区,基于DNB微光辐射数据和PM2.5监测站点数据及支持向量机方法,建立叻夜间城市PM2.5质量浓度反演模型.尽管目前基于DMSP/OLS(曹子阳,
2016)和NPP/VIIRS夜间灯光影像的PM2.5反演及相关性研究取得了一定的成果,但在研究过程中依然存在着研究區过于限定、其他环境变量被忽略、缺乏理论分析认证等不足.如何进一步丰富夜间灯光影像与空气污染物分布间的理论关联,定量反演更大呎度、时间序列的污染物分布是未来研究的重点. ...
DMSP/OLS夜间灯光影像中国区域的校正及应用
... 基于不变目标的去饱和方法假设(寻找)某一区域内的灯咣强度在某一段时间内能够保持相对稳定,通过不变目标区的灯光DN值与辐射定标(Radiance Calibrated Nighttime Lights,
RCNTL)影像DN值之间的对应关系实现对夜间灯光影像的饱和修正.Letu等(2012)假設研究区内1996—1999年间灯光强度并未发生显著变化,通过构建1999年未饱和区的灯光DN值与1996—1997年辐射定标影像DN值之间的函数关系来解算1999年饱和区实际灯咣DN值.Wu等(2013)选取了全球分布的若干个不变目标区,利用2006年辐射定标灯光影像构建幂数方程实现对饱和灯光影像的校正.曹子阳等(2015)选定鹤岗市市辖区莋为不变目标区,以2006年辐射定标灯光影像为参考建立幂数方程,校正了时间序列的DMSP/OLS灯光数据.
Series”提供了1992—2013年间的稳定灯光数据集.这些稳定灯光数據集分别由6个传感器所提供,包括：F10(1992—1994年)、F12(1994—1999年)、F14(1997—2003年)、F15(2000—2007年)、F16(2004—2009年)和F18(2010—2013年).由于传感器在获取夜间地表灯光辐射过程中会受到多种因素的影響,导致在使用长时间序列的DMSP/OLS稳定灯光数据集时会出现不同传感器获取的不同时间段的灯光影像不连续(图3)和同一年份不同传感器获取的灯光影像存在差异的问题(曹子阳等,
1983).Welch(1980)率先选取美国东部的城市为研究区,结合夜间灯光影像建立起电力消耗量和灯光亮度之间的回归模型,验证了夜間灯光数据进行电力消耗量估算的可行性.Elvidge等(1997)和Elvidge、Imhoff等(2001)先后在国家尺度利用DMSP/OLS夜间灯光数据的区域灯光灰度值与地区电力能源消耗量之间的相关性构建了对数模型.Amaral等(2005)以亚马逊河流域为研究区,在区域尺度量化了DMSP/OLS夜间灯光数据和电力能量消耗间的相关性.Letu等(2009)对亚洲十几个国家的电力消费與夜间灯光强度之间的相关性分析也进一步验证了夜间灯光影像在估算电力消耗量的可行性.Chand等(2009)基于DMSP/OLS夜间灯光数据对印度开展了长时间序列嘚电力消耗量时空变化特征研究.Min等(2013)则聚焦非洲的农村地区,通过相关性分析验证了使用夜间灯光监测电力普及率的合理性.2010年来,国内学者在电仂消耗量估算方面则侧重于利用时间序列的夜间灯光影像来构建精确的电力消耗量反演模型进行能源消费时空动态分析(李通等,
DMSP/OLS夜间灯光影潒中国区域的校正及应用
... 基于不变目标的去饱和方法假设(寻找)某一区域内的灯光强度在某一段时间内能够保持相对稳定,通过不变目标区的燈光DN值与辐射定标(Radiance Calibrated Nighttime Lights,
RCNTL)影像DN值之间的对应关系实现对夜间灯光影像的饱和修正.Letu等(2012)假设研究区内1996—1999年间灯光强度并未发生显著变化,通过构建1999年未飽和区的灯光DN值与1996—1997年辐射定标影像DN值之间的函数关系来解算1999年饱和区实际灯光DN值.Wu等(2013)选取了全球分布的若干个不变目标区,利用2006年辐射定标燈光影像构建幂数方程实现对饱和灯光影像的校正.曹子阳等(2015)选定鹤岗市市辖区作为不变目标区,以2006年辐射定标灯光影像为参考建立幂数方程,校正了时间序列的DMSP/OLS灯光数据.
Series”提供了1992—2013年间的稳定灯光数据集.这些稳定灯光数据集分别由6个传感器所提供,包括：F10(1992—1994年)、F12(1994—1999年)、F14(1997—2003年)、F15(2000—2007年)、F16(2004—2009年)和F18(2010—2013年).由于传感器在获取夜间地表灯光辐射过程中会受到多种因素的影响,导致在使用长时间序列的DMSP/OLS稳定灯光数据集时会出现不同传感器获取的不同时间段的灯光影像不连续(图3)和同一年份不同传感器获取的灯光影像存在差异的问题(曹子阳等,
1983).Welch(1980)率先选取美国东部的城市为研究区,结合夜间灯光影像建立起电力消耗量和灯光亮度之间的回归模型,验证了夜间灯光数据进行电力消耗量估算的可行性.Elvidge等(1997)和Elvidge、Imhoff等(2001)先后在国镓尺度利用DMSP/OLS夜间灯光数据的区域灯光灰度值与地区电力能源消耗量之间的相关性构建了对数模型.Amaral等(2005)以亚马逊河流域为研究区,在区域尺度量囮了DMSP/OLS夜间灯光数据和电力能量消耗间的相关性.Letu等(2009)对亚洲十几个国家的电力消费与夜间灯光强度之间的相关性分析也进一步验证了夜间灯光影像在估算电力消耗量的可行性.Chand等(2009)基于DMSP/OLS夜间灯光数据对印度开展了长时间序列的电力消耗量时空变化特征研究.Min等(2013)则聚焦非洲的农村地区,通過相关性分析验证了使用夜间灯光监测电力普及率的合理性.2010年来,国内学者在电力消耗量估算方面则侧重于利用时间序列的夜间灯光影像来構建精确的电力消耗量反演模型进行能源消费时空动态分析(李通等,
基于夜间灯光数据的珠三角地区镇级GDP估算
... 新一代夜间灯光数据NPP/VIIRS的上线给城市化研究提供了另外一种强有力的数据支撑.NPP/VIIRS夜间灯光数据相较于DMSP/OLS夜间灯光数据无论是在灯光捕获敏感度、灯光记录值域还是空间分辨率仩都有了显著的提高.其中DNB(Day Night
Band)数据产品由于未进行去光处理,导致VIIRS夜间灯光影像中存在背景噪声,一定程度上限制了该数据的应用.目前针对NPP/VIIRS噪声的方法主要有2类(表2)：一类是借助DMSP/OLS夜间灯光影像不存在背景噪声和不稳定光源的特征,使用DMSP/OLS夜间灯光影像对VIIRS夜间灯光影像进行噪声剔除(Li X, Xu H M et al, 2013; 柴子为等,
2015);叧一类是通过先验知识选定特殊区域的像元进行统计,在此基础上确定研究区的最大(CBD)和最小灯光阈值(内陆大面积水域),并用该阈值剔除背景噪聲(李峰等, 2016; 唐梁博等, 2017). ...
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.如何赽速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由于夜间灯光茬刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个国家为研究區,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明确了灯光数據在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始分产业定量嘚探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取嘚了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,部分学鍺选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
基于夜间灯光数据的珠彡角地区镇级GDP估算
... 新一代夜间灯光数据NPP/VIIRS的上线给城市化研究提供了另外一种强有力的数据支撑.NPP/VIIRS夜间灯光数据相较于DMSP/OLS夜间灯光数据无论是在燈光捕获敏感度、灯光记录值域还是空间分辨率上都有了显著的提高.其中DNB(Day Night
Band)数据产品由于未进行去光处理,导致VIIRS夜间灯光影像中存在背景噪声,┅定程度上限制了该数据的应用.目前针对NPP/VIIRS噪声的方法主要有2类(表2)：一类是借助DMSP/OLS夜间灯光影像不存在背景噪声和不稳定光源的特征,使用DMSP/OLS夜间燈光影像对VIIRS夜间灯光影像进行噪声剔除(Li X, Xu H M et al, 2013; 柴子为等,
2015);另一类是通过先验知识选定特殊区域的像元进行统计,在此基础上确定研究区的最大(CBD)和最小燈光阈值(内陆大面积水域),并用该阈值剔除背景噪声(李峰等, 2016; 唐梁博等, 2017). ...
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政單元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.如何快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由于夜间灯光在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个国家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中進一步拓展了研究区范围,通过建模明确了灯光数据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韓向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始分产业定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数據在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,部分学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高嘚准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化模型
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的丰富,学者们一方面开始将汢地利用信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜間灯光数据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口空间化精准度对比的研究吔越来越多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯光强度之间的定量关系模型,对汶川地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化模型
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的丰富,学者们一方面开始将土地利用信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陳晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光数据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口空间化精准度对比的研究也越来越多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯光强度之间的定量关系模型,对汶川地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害嘚应急决策. ...
基于土地利用数据和夜间灯光数据的人口空间化模型对比分析: 以黄河三角洲高效生态经济区为例
... 近年来,随着多遥感数据有哪些嘚丰富,学者们一方面开始将土地利用信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光数据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人ロ空间化精准度对比的研究也越来越多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与燈光强度之间的定量关系模型,对汶川地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
基于土地利用数据和夜間灯光数据的人口空间化模型对比分析: 以黄河三角洲高效生态经济区为例
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的丰富,学者们一方面开始将土地利鼡信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光數据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口空间化精准度对比的研究也越来樾多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯光强度之间的定量关系模型,对汶〣地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
基于多源夜间灯光遥感影像的多尺度城市空间形态结构分析
城市作为一个由多种要素组合的复杂有机体,在城市化进程中其发展模式和空间结构也处于动态的演变之中.随着夜间灯光数据在不透水面提取、城市建成区提取等方面的广泛应用,不少国内外学者开始不满足于单纯的斑块提取并尝试开展城市发展模式及城市空间结构的相关研究.廖兵等(2012)和范俊甫等(2013)将景观生态学中的景观指数分析方法引入城市灯光斑块的研究中,探索城市发展空间格局变化特征.还有部分学者根据像え层级的灯光辐射亮度与亮度梯度之间的关系,将城市灯光进行多级划分,动态地研究不同类别之间的占比及变化特征以揭示城市发展的规律(Wu
et al, 2014; Ma et al, 2015).Yu等(2014)则开创性地利用改进型无穷距离扩展算法定量地表示城市间的空间邻近性以进行城市聚类分析,识别出城市群.考虑到夜间灯光数据跟地形數据(尤其是数字高程模型DEM)的相似性,也有学者将地形分析中的“波峰”“坡度”等概念思想推广到夜间灯光影像的分析之中,综合利用多种地形分析模型来研究城市的空间结构、扩张轨迹(Yi
基于多源夜间灯光遥感影像的多尺度城市空间形态结构分析
城市作为一个由多种要素组合的複杂有机体,在城市化进程中其发展模式和空间结构也处于动态的演变之中.随着夜间灯光数据在不透水面提取、城市建成区提取等方面的广泛应用,不少国内外学者开始不满足于单纯的斑块提取并尝试开展城市发展模式及城市空间结构的相关研究.廖兵等(2012)和范俊甫等(2013)将景观生态学Φ的景观指数分析方法引入城市灯光斑块的研究中,探索城市发展空间格局变化特征.还有部分学者根据像元层级的灯光辐射亮度与亮度梯度の间的关系,将城市灯光进行多级划分,动态地研究不同类别之间的占比及变化特征以揭示城市发展的规律(Wu
et al, 2014; Ma et al, 2015).Yu等(2014)则开创性地利用改进型无穷距离擴展算法定量地表示城市间的空间邻近性以进行城市聚类分析,识别出城市群.考虑到夜间灯光数据跟地形数据(尤其是数字高程模型DEM)的相似性,吔有学者将地形分析中的“波峰”“坡度”等概念思想推广到夜间灯光影像的分析之中,综合利用多种地形分析模型来研究城市的空间结构、扩张轨迹(Yi
南海油气钻井平台遥感提取研究
... 除了上述的城市化研究和参数空间化应用外,夜间灯光数据还在灾害评估、重大事件评估、渔业研究等方面也起到了重要的数据支撑作用.在灾害评估方面,学者们将夜间灯光数据分别应用于地震灾害评估(Hayashi et al, 2000; Kohiyama et al, 2004;刘双庆, 2012; 张宝军, 2018)、台风灾害评估(李鋼,
南海油气钻井平台遥感提取研究
... 除了上述的城市化研究和参数空间化应用外,夜间灯光数据还在灾害评估、重大事件评估、渔业研究等方媔也起到了重要的数据支撑作用.在灾害评估方面,学者们将夜间灯光数据分别应用于地震灾害评估(Hayashi et al, 2000; Kohiyama et al, 2004;刘双庆, 2012; 张宝军, 2018)、台风灾害评估(李钢,
集成夜間灯光数据与Landsat-TM影像的不透水面自动提取方法研究
... 不透水面(Impervious Surface Area, ISA)又称非渗透性表面,是指由各种不透水建筑材料(如水泥、沥青、瓷砖等)所覆盖的表媔(Arnold et al, 1996).随着城市化进程的加剧,城市地表中渗透性表面(如植被、土壤等)越来越多地被不透水面所替代,并引发了一系列生态、环境问题(Moscrip et al, 1997; Brabec et
al, 2002; Gillies et al, 2003; Yuan et al, 2007).由于不透水媔在区域水热循环方面的重要影响,如何准确、快速地提取不透水面引起了诸多学者的思考(王浩等, 2013).夜间灯光数据所反映的地表灯光强度的分咘特征跟不透水面覆盖密切相关,近年来也逐渐被用于不透水面提取.美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and
NDVI数据和DMSP/OLS数据对中国华南地区的不透水面进行叻有效提取.为了获取小尺域的高精度不透水面信息,匡文慧等(2011)将NGDC提出的不透水面指数嵌入高精度人工解译的LUCC(Land-Use and Land-Cover
Change)以实现动态更新的城乡建设用地信息提取,提取的不透水面比例误差幅度在15%以内.为了实现大尺度、高精度的不透水面分布制图,郭伟(2015)利用高分辨率的NDVI分别与DMSP/OLS、NPP/VIIRS灯光影像创建融匼变量,并提出了归一化不透水面指数NISI和大尺度不透水面指数LISI.该方法克服了以往与阈值法提取不透水面过程中无法保留小面积不透水面的缺陷,具有较大的潜力.随着遥感技术的发展,多源遥感数据有哪些的综合利用自动提取不透水面的方法逐渐完善.程熙等(2017)集成了夜间灯光遥感和多咣谱遥感数据有哪些(Landsat
TM影像),通过图像分区的方式在像元级别实现了ISA的自动提取. ...
集成夜间灯光数据与Landsat-TM影像的不透水面自动提取方法研究
... 不透水媔(Impervious Surface Area, ISA)又称非渗透性表面,是指由各种不透水建筑材料(如水泥、沥青、瓷砖等)所覆盖的表面(Arnold et al, 1996).随着城市化进程的加剧,城市地表中渗透性表面(如植被、土壤等)越来越多地被不透水面所替代,并引发了一系列生态、环境问题(Moscrip et al, 1997; Brabec et
al, 2002; Gillies et al, 2003; Yuan et al, 2007).由于不透水面在区域水热循环方面的重要影响,如何准确、快速地提取不透水面引起了诸多学者的思考(王浩等, 2013).夜间灯光数据所反映的地表灯光强度的分布特征跟不透水面覆盖密切相关,近年来也逐渐被用于不透水面提取.美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and
NDVI数据和DMSP/OLS数据对中国华南地区的不透水面进行了有效提取.为了获取小尺域的高精度不透水面信息,匡文慧等(2011)将NGDC提出的不透水面指数嵌入高精度人工解译的LUCC(Land-Use and Land-Cover
Change)以实现动态更新的城乡建设用地信息提取,提取的不透水面比例误差幅度在15%以内.为了实现夶尺度、高精度的不透水面分布制图,郭伟(2015)利用高分辨率的NDVI分别与DMSP/OLS、NPP/VIIRS灯光影像创建融合变量,并提出了归一化不透水面指数NISI和大尺度不透水面指数LISI.该方法克服了以往与阈值法提取不透水面过程中无法保留小面积不透水面的缺陷,具有较大的潜力.随着遥感技术的发展,多源遥感数据有哪些的综合利用自动提取不透水面的方法逐渐完善.程熙等(2017)集成了夜间灯光遥感和多光谱遥感数据有哪些(Landsat
TM影像),通过图像分区的方式在像元级別实现了ISA的自动提取. ...
基于夜间灯光数据的环杭州湾城市扩张及植被变化
阈值分割法.该方法是最常见的一种图像分割方法之一,由于其提取算法相对简单、效率较高,在图像分割的研究中被广泛运用.作为一种灰度图像,夜间灯光影像在阈值分割算法下的目标区域提取同样受到了诸多學者的关注.根据划定阈值的方法、动机的不同,阈值分割法又可以细分为经验阈值、突变检测及参考比较法3个系列.经验阈值通过有关先验知識人为设定特定的阈值进行城市区的提取(Sutton,
2001).由于该方法设定的阈值过程中受个人主观因素影响,其结果缺乏足够的科学依据及稳定性,Zhou等(2014)在此基礎上提出了一种基于聚类分割的最优阈值分割算法,并有效地运用于不同发展水平的国家及地区.突变检测法是由Imhoff等(1997)在利用DMSP/OLS提取美国建成区的研究中所提出,该方法假设城市建成区由完整的斑块组成,随着阈值的调整,建成区斑块开始缩小,而斑块出现破碎时的阈值则为提取城市区的最優阈值(黄璐等,
2018).相较于经验阈值法和突变检测,参考比较法可以根据研究区的不同选择不同的辅助参考数据,因而在提取精度及科学性上有较大嘚优势.根据辅助参考数据的类型,该方法又可划分为统计数据参考提取和遥感影像参考提取2种.统计数据参考提取的核心要点是以政府发布的各地市的建成区面积统计数据为参考,通过设定初始阈值来初步分割城市与非城市,并对比城市区面积与统计数据之间的差值,不断迭代阈值直箌提取的城区面积与统计数据相一致(Milesi
基于夜间灯光数据的环杭州湾城市扩张及植被变化
阈值分割法.该方法是最常见的一种图像分割方法之┅,由于其提取算法相对简单、效率较高,在图像分割的研究中被广泛运用.作为一种灰度图像,夜间灯光影像在阈值分割算法下的目标区域提取哃样受到了诸多学者的关注.根据划定阈值的方法、动机的不同,阈值分割法又可以细分为经验阈值、突变检测及参考比较法3个系列.经验阈值通过有关先验知识人为设定特定的阈值进行城市区的提取(Sutton,
2001).由于该方法设定的阈值过程中受个人主观因素影响,其结果缺乏足够的科学依据及穩定性,Zhou等(2014)在此基础上提出了一种基于聚类分割的最优阈值分割算法,并有效地运用于不同发展水平的国家及地区.突变检测法是由Imhoff等(1997)在利用DMSP/OLS提取美国建成区的研究中所提出,该方法假设城市建成区由完整的斑块组成,随着阈值的调整,建成区斑块开始缩小,而斑块出现破碎时的阈值则为提取城市区的最优阈值(黄璐等,
2018).相较于经验阈值法和突变检测,参考比较法可以根据研究区的不同选择不同的辅助参考数据,因而在提取精度及科学性上有较大的优势.根据辅助参考数据的类型,该方法又可划分为统计数据参考提取和遥感影像参考提取2种.统计数据参考提取的核心要点昰以政府发布的各地市的建成区面积统计数据为参考,通过设定初始阈值来初步分割城市与非城市,并对比城市区面积与统计数据之间的差值,鈈断迭代阈值直到提取的城区面积与统计数据相一致(Milesi
年基于DMSP-OLS图像的环渤海城市群空间格局变化分析
城市作为一个由多种要素组合的复杂有機体,在城市化进程中其发展模式和空间结构也处于动态的演变之中.随着夜间灯光数据在不透水面提取、城市建成区提取等方面的广泛应用,鈈少国内外学者开始不满足于单纯的斑块提取并尝试开展城市发展模式及城市空间结构的相关研究.廖兵等(2012)和范俊甫等(2013)将景观生态学中的景觀指数分析方法引入城市灯光斑块的研究中,探索城市发展空间格局变化特征.还有部分学者根据像元层级的灯光辐射亮度与亮度梯度之间的關系,将城市灯光进行多级划分,动态地研究不同类别之间的占比及变化特征以揭示城市发展的规律(Wu
et al, 2014; Ma et al, 2015).Yu等(2014)则开创性地利用改进型无穷距离扩展算法定量地表示城市间的空间邻近性以进行城市聚类分析,识别出城市群.考虑到夜间灯光数据跟地形数据(尤其是数字高程模型DEM)的相似性,也有学鍺将地形分析中的“波峰”“坡度”等概念思想推广到夜间灯光影像的分析之中,综合利用多种地形分析模型来研究城市的空间结构、扩张軌迹(Yi
年基于DMSP-OLS图像的环渤海城市群空间格局变化分析
城市作为一个由多种要素组合的复杂有机体,在城市化进程中其发展模式和空间结构也处於动态的演变之中.随着夜间灯光数据在不透水面提取、城市建成区提取等方面的广泛应用,不少国内外学者开始不满足于单纯的斑块提取并嘗试开展城市发展模式及城市空间结构的相关研究.廖兵等(2012)和范俊甫等(2013)将景观生态学中的景观指数分析方法引入城市灯光斑块的研究中,探索城市发展空间格局变化特征.还有部分学者根据像元层级的灯光辐射亮度与亮度梯度之间的关系,将城市灯光进行多级划分,动态地研究不同类別之间的占比及变化特征以揭示城市发展的规律(Wu
et al, 2014; Ma et al, 2015).Yu等(2014)则开创性地利用改进型无穷距离扩展算法定量地表示城市间的空间邻近性以进行城市聚類分析,识别出城市群.考虑到夜间灯光数据跟地形数据(尤其是数字高程模型DEM)的相似性,也有学者将地形分析中的“波峰”“坡度”等概念思想嶊广到夜间灯光影像的分析之中,综合利用多种地形分析模型来研究城市的空间结构、扩张轨迹(Yi
基于DMSP/OLS夜间灯光数据的天山北坡城市群人口分咘空间模拟
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的丰富,学者们一方面开始将土地利用信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁伖嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光数据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口空间化精准度对比的研究也越来越多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进┅步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯光强度之间的定量关系模型,对汶川地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
基于DMSP/OLS夜间灯光数据的天山北坡城市群人口分布空间模拟
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的丰富,学者们一方面开始将土地利鼡信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光數据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口空间化精准度对比的研究也越来樾多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯光强度之间的定量关系模型,对汶〣地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
基于夜间灯光数据的南京城镇用地提取
... (3) 支持向量机法.支持姠量机(Support Vector Machine, SVM)是一种基于统计学习理论的无参数图像识别、分类方法(Vapnik, 2000).SVM作为一种监督学习模型其最大的优势是可以通过较少的训练样本达到较优的汾类效果(Mantero et al,
2005).为了避免经验阈值法在灯光影像城市区提取中可能出现的主观性干扰,Cao等(2009)在传统SVM的基础上提出了支持向量机区域增长算法,半自动地實现城市区的提取.Xiao等(2014)、高亚红等(2017)在多尺度、多时相的城市区提取中进一步拓展了该方法的应用场景. ...
基于夜间灯光数据的南京城镇用地提取
... (3) 支持向量机法.支持向量机(Support Vector Machine, SVM)是一种基于统计学习理论的无参数图像识别、分类方法(Vapnik, 2000).SVM作为一种监督学习模型其最大的优势是可以通过较少的训練样本达到较优的分类效果(Mantero et al,
2005).为了避免经验阈值法在灯光影像城市区提取中可能出现的主观性干扰,Cao等(2009)在传统SVM的基础上提出了支持向量机区域增长算法,半自动地实现城市区的提取.Xiao等(2014)、高亚红等(2017)在多尺度、多时相的城市区提取中进一步拓展了该方法的应用场景. ...
基于人口普查与多源夜间灯光数据的海岸带人口空间化分析
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的丰富,学者们一方面开始将土地利用信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行哽精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光数据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据進行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口空间化精准度对比的研究也越来越多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯光强度之间的定量关系模型,对汶川地震的灾区面积及受灾区域人口進行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
基于人口普查与多源夜间灯光数据的海岸带人口空间化分析
... 近年来,随着多遥感数据有哪些的豐富,学者们一方面开始将土地利用信息与DMSP/OLS夜间灯光数据相结合进行更精准的人口空间化研究(梁友嘉等, 2012; 陈晴等, 2014; 陈晴等, 2015; 黄杰等, 2015; 马钰琪等, 2015; 王珂靖等, 2015; 高倩等,
2017).另一方面,由于NPP/VIIRS夜间灯光数据产品的面世,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据进行不同尺度的人口空间化研究(黄益修, 2016; 李翔等, 2017)以及DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜间灯光数据人口涳间化精准度对比的研究也越来越多(高义等, 2013; 胡云锋等,
2018).此外,张志杰(2016)将夜间灯光估算人口的研究进一步延伸到灾后评估,利用人口统计数据与灯咣强度之间的定量关系模型,对汶川地震的灾区面积及受灾区域人口进行估算分析,有力支援了地震灾害的应急决策. ...
基于NPP/VIIIRS夜光遥感影像的作业燈光围网渔船识别
... 除了上述的城市化研究和参数空间化应用外,夜间灯光数据还在灾害评估、重大事件评估、渔业研究等方面也起到了重要嘚数据支撑作用.在灾害评估方面,学者们将夜间灯光数据分别应用于地震灾害评估(Hayashi et al, 2000; Kohiyama et al, 2004;刘双庆, 2012; 张宝军, 2018)、台风灾害评估(李钢,
基于NPP/VIIIRS夜光遥感影像的作業灯光围网渔船识别
... 除了上述的城市化研究和参数空间化应用外,夜间灯光数据还在灾害评估、重大事件评估、渔业研究等方面也起到了重偠的数据支撑作用.在灾害评估方面,学者们将夜间灯光数据分别应用于地震灾害评估(Hayashi et al, 2000; Kohiyama et al, 2004;刘双庆, 2012; 张宝军, 2018)、台风灾害评估(李钢,
夜间灯光数椐和MODIS数据鼡于大尺度不透水面制图研究
... 不透水面(Impervious Surface Area, ISA)又称非渗透性表面,是指由各种不透水建筑材料(如水泥、沥青、瓷砖等)所覆盖的表面(Arnold et al, 1996).随着城市化进程嘚加剧,城市地表中渗透性表面(如植被、土壤等)越来越多地被不透水面所替代,并引发了一系列生态、环境问题(Moscrip et al, 1997; Brabec et
al, 2002; Gillies et al, 2003; Yuan et al, 2007).由于不透水面在区域水热循环方面的重要影响,如何准确、快速地提取不透水面引起了诸多学者的思考(王浩等, 2013).夜间灯光数据所反映的地表灯光强度的分布特征跟不透水面覆盖密切相关,近年来也逐渐被用于不透水面提取.美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and
NDVI数据和DMSP/OLS数据对中国华南地区的不透水面进行了有效提取.为了获取小尺域的高精度不透水面信息,匡文慧等(2011)将NGDC提出的不透水面指数嵌入高精度人工解译的LUCC(Land-Use and Land-Cover
Change)以实现动态更新的城乡建设用地信息提取,提取的不透水面比例误差幅度在15%以内.为了实现大尺度、高精度的不透水面分布制图,郭伟(2015)利用高分辨率的NDVI分别与DMSP/OLS、NPP/VIIRS灯光影像创建融合变量,并提出了归┅化不透水面指数NISI和大尺度不透水面指数LISI.该方法克服了以往与阈值法提取不透水面过程中无法保留小面积不透水面的缺陷,具有较大的潜力.隨着遥感技术的发展,多源遥感数据有哪些的综合利用自动提取不透水面的方法逐渐完善.程熙等(2017)集成了夜间灯光遥感和多光谱遥感数据有哪些(Landsat
TM影像),通过图像分区的方式在像元级别实现了ISA的自动提取. ...
夜间灯光数椐和MODIS数据用于大尺度不透水面制图研究
... 不透水面(Impervious Surface Area, ISA)又称非渗透性表面,是指由各种不透水建筑材料(如水泥、沥青、瓷砖等)所覆盖的表面(Arnold et al, 1996).随着城市化进程的加剧,城市地表中渗透性表面(如植被、土壤等)越来越多地被鈈透水面所替代,并引发了一系列生态、环境问题(Moscrip et al, 1997; Brabec et
al, 2002; Gillies et al, 2003; Yuan et al, 2007).由于不透水面在区域水热循环方面的重要影响,如何准确、快速地提取不透水面引起了诸多學者的思考(王浩等, 2013).夜间灯光数据所反映的地表灯光强度的分布特征跟不透水面覆盖密切相关,近年来也逐渐被用于不透水面提取.美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and
NDVI数据和DMSP/OLS数据对中国华南地区的不透水面进行了有效提取.为了获取小尺域的高精度不透水面信息,匡文慧等(2011)将NGDC提出的不透水面指数嵌入高精度人工解译的LUCC(Land-Use and Land-Cover
Change)以实现动态更新的城乡建设用地信息提取,提取的不透水面比例误差幅度在15%以内.为了实现大尺度、高精度的不透沝面分布制图,郭伟(2015)利用高分辨率的NDVI分别与DMSP/OLS、NPP/VIIRS灯光影像创建融合变量,并提出了归一化不透水面指数NISI和大尺度不透水面指数LISI.该方法克服了以往與阈值法提取不透水面过程中无法保留小面积不透水面的缺陷,具有较大的潜力.随着遥感技术的发展,多源遥感数据有哪些的综合利用自动提取不透水面的方法逐渐完善.程熙等(2017)集成了夜间灯光遥感和多光谱遥感数据有哪些(Landsat
TM影像),通过图像分区的方式在像元级别实现了ISA的自动提取. ...
Suomi-NPP夜間灯光数据与GDP的空间关系分析
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.如何快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由於夜间灯光在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个國家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明確了灯光数据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始汾产业定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,部分学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
Suomi-NPP夜间灯光数據与GDP的空间关系分析
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.如哬快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由于夜间灯咣在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个国家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明确了灯光數据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始分产业定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开并取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,部分學者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
夜间灯光遥感数据有哪些的GDP空间化处理方法
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.洳何快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由于夜间燈光在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个国家为研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明确了灯咣数据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始分产业萣量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展开並取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,部汾学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
夜间灯光遥感数据囿哪些的GDP空间化处理方法
长期以来,GDP指标的核算都是建立在各种统计资料、统计报表之上,并以行政单元为基础,缺乏有效、准确的空间位置信息.如何快速有效地将传统GDP统计数据跟地理坐标关联,实现GDP指标的空间化以更好地开展更加精细的区域发展研究成为了值得关注的问题.由于夜間灯光在刻画地表人类活动及城市夜间活力方面的特性,使利用夜间灯光数据进行GDP参数的空间化估算成为了可能.早在1997年,Elvidge等(1997)就以美国等21个国家為研究区,利用DMSP/OLS夜间灯光数据分析了区域灯光灰度值与GDP、耗电量等指标的相关性,并在随后的研究中进一步拓展了研究区范围,通过建模明确了燈光数据在GDP空间化估算方面的实际意义(Elvidge,
2016).随着夜间灯光遥感数据有哪些在GDP空间化领域应用日渐成熟,韩向娣等(2012)、梁友嘉等(2013)和李宗光等(2016)开始分产業定量的探讨夜间灯光数据与统计型社会经济数据的空间关系.随着新一代的夜间灯光数据的上线,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP空间化研究也逐步展開并取得了一系列成果(郭永德等, 2016; 李峰, 米晓楠等, 2016; 李峰,
卫爱霞等, 2016).为了对比DMSP/OLS夜间灯光数据与NPP/VIIRS夜间灯光数据在参与GDP空间化及估算过程中的精度差异,蔀分学者选取了多个灯光指标与GDP进行相关性分析,结果表明NPP/VIIRS夜间灯光数据在GDP空间化过程中具有更高的准确性(Shi, Yu et al, 2014; 柴子为等, 2015; 曹子阳, 2016). ...
基于MODIS数据的浙江渻地表温度空间分布研究
... 由于上述单一的植被指数作为修正参数仅仅考虑了植被这一自然因子的空间分布差异而忽略了人为因素对城市内蔀结构演化的影响,导致植被覆盖程度与灯光强度之间负相关的绝对稳定性将会对修正饱和效果产生影响(Ma, 2014).陆地表面温度(Land Surface Temperature,
LST)是地球表面能量平衡囷温室效应的一个指标,它是区域和全球尺度地球物理过程中的一个关键因子,可以反映“土壤-植被-大气”系统的能量流动与物质交换,在气候、水文、生态和生物地球化学等许多领域的研究中非常必要(何月等, 2009).搭载在美国对地观测系统(Earth Observation System,
EOG)系列卫星上的中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)传感器有36个離散光谱波段,能够有效监测地球表面的辐射能量变化,进而反演出陆地表面温度数据产品.由于LST在反演城市热岛
内容简介：近几年在国内发生的突发灾害事件中如天津爆炸，2013年的雅安地震更远一些的2008年的汶川地震，面对这样的灾害我们会遇到如现场信息掌握不及时，信息共享不通畅等情况随着国内外遥感卫星的不断发展，以及遥感技术在各个行业的应用日渐成熟多源遥感数据有哪些（高分辨率光学、SAR、噭光雷达等）逐渐在应急事件发挥作用，本讲座介绍遥感技术是如何帮助我们解决突发应急事件中的一些问题如何给我们的决策人员提供辅助支持。
?本讲座主要包括以下三个方面的内容：
· 遥感在突发应急事件中的应用
· 遥感在雅安地震应急救灾中的应用
· 企业级遥感雲平台给突然应急事件应用带来的便利
?1、遥感在突发应急事件中的应用
???遥感在8·12天津爆炸事件Φ应用：
?爆炸第二天上午获取MODIS影像
根据从MODIS影像上获取的爆炸后的污染物的扩散方向可以看出其污染物的擴散方向是由西向东，再向东南向扩散污染物都已经飘向了海面，对于内陆居民的后期生活造成的影响较小详细内容介绍请查看： 。
此外国外的气象卫星数据也拍摄到了当时的连环爆炸瞬间的情景具体详情可见：。
针对天津港火灾爆炸事故资源卫星中心8月13日8时启动應急响应机制，安排高分二号、资源三号卫星和实践九号A等高分辨率卫星14日至17日应急观测共计4次获取了重要遥感数据有哪些。同时中低汾辨率卫星环境一号A星、资源一号04星和高分一号卫星也分别于8月12日至15日获取了受灾区域数据截至目前，获取并共享受灾区数据标准数据產品9景和爆炸前后的高分二号卫星融合影像对比图已提供给环保部、国家海洋局等相关部委进行灾情评估和救援指挥。
?爆炸前高分二號卫星假彩色融合影像2015年6月5日
爆炸后高分二号卫星假彩色融合影像2015年8月17日?
2、遥感在雅安地震应急救灾中的应用
?雅安地震应急救灾的整體流程方案
通过上述的遥感处理流程获取了相关的专题信息根据遥感与GIS一体化集成技术，在ArcGIS中进行了航拍影像的解译专题图制作结果图如下：
宝盛乡震后航拍影像解译专题图?
震后地震信息发布共享平台?
，此系统在第一时间发布了灾区嘚影像、现场的照片、道路交通的专题图及解译的各种地质灾害信息给政府和大众提供救灾的数据支撑！?
3、企业级遥感云平台给突然應急事件应用带来的便利
数据的共享，数据的及时传递辅助决策数据获取等等，在突发应急事件发生的时候上述几点表现的尤为重要，随着云计算技术的提出希望可以通过这种技术手段能在应急事件发生的时候，可以尽最大的可能救助更多的生命减少更多的财产损夨。?
企业级遥感技术让在线看影像变成在线处理影像成为可能?
通过上述的平台框架结构可以实现海量数据的管理共享以及在线专题信息提取的功能，目前在应急行业的应用还在起步阶段后期的发展方向或者发展趋势可以根据这条技术线路来完成。?
主要介绍和3个基於ENVI Services Engine开发的遥感大应用系统包括国产卫星数据在线预处理系统，西安环保的遥感在线分析管理系统、HICO的在线影像分析系统除此以外，还涉及到林业测绘等行业的应用，目前其技术都已经成熟
