基于多时相夜间灯光数据的城市建成区提取研究——以西南地区为例

城市化对地区经济的发展具有重要的战略意义,而地理信息系统(GIS)和遥感技术的应用,为城市化发展信息的获取提供新的研究途径。文中以2003年、2005年和2007年3期的DMSP/OLS夜间灯光数据为例,借助地理信息系统(GIS)平台,提取出西南地区城市空间信息。考虑区域差异性,将西南地区分为川渝、云贵和广西3个区域,分别进行城市化发展过程和趋势的分析。将夜间灯光数据应用到经济不发达的地区,在数据提取精度上还需进一步结合中尺度遥感影像进行分析。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的长江三角洲地区城市化格局与过程研究

利用1998、2003和2008年的DMSP/OLS夜间灯光数据,结合相关统计数据,分析灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关系,构建基于灯光数据的城市化水平指数,分析长三角城市群城市化进程和空间模式;通过与统计数据对比,按照最小误差原则确定市辖区建设用地信息提取的阈值,根据各城市在1998～2003年和...     

夜间灯光遥感数据一致性校正下成渝城市群扩张分析

针对DMSP/OLS和NPP-VIIRS两种数据不一致、不可比的问题,该文提出一种基于夜间灯光遥感数据一致性校正应用下的小面积城镇剔除方法,对1992—2019年成渝城市群进行城市区域提取,并对城市面积、扩张强度、景观格局指标及扩张方位进行综合分析。结果表明：成渝城市群在1992—2019年,新兴城镇数量较少,相邻区域逐渐连接成片,城市区域的形状复杂度不断上升。城市扩张主要经历了由低速到中、快速再到低速的变化趋势。研究结果揭示了成渝城市群的城市时间发展规律及空间发展特征,可为成渝城市群的发展规划及政策制定提供有价值的参考。     

中国区域DMSP/OLS夜间灯光影像的校正

美国国防军事气象卫星（DMSP）搭载的线性扫描系统（OLS）获取的夜间灯光影像具有很强的光电放大能力,存储量小,可直观反映人类活动,被广泛应用于城镇化监测、社会经济因素估算等方面。但是获取这些数据集的各传感器均未经过星上定标,存在像元饱和问题,并且传感器获得的1992—2013年的各数据之间缺乏可比性、连续性,无法直接用于长时间序列的研究,因此需要对长时间序列的DMSP/OLS夜间灯光影像进行校正处理。校正内容包括中国区域各灯光影像间的相互校正、饱和校正、年内融合、年际间校正等;并对校正后的DMSP/OLS夜间灯光影像进行合理性检验,检验结果表明该校正方法是可行的。     

基于夜间灯光数据的土地开发延期分析

基于DMSP/OLS夜间灯光数据,通过提取成熟像元增量指标,利用交叉相关系数法估算土地开发滞后期。该滞后期数据与2000~2010年间我国省级区域的土地价格涨幅和商品房价格涨幅呈现出很好的印证关系。     

夜间灯光数据的区域能源消费碳排放空间化

针对传统统计数据无法准确、客观地测量区域能源消费碳排放量并展现地理分布差异的问题,该文提出利用DMSP/OLS卫星数据稳定夜间灯光数据和能源消费数据,模拟区域碳排放空间分布,揭示区域碳排放分布特征和规律。以河南省为研究区的分析结果表明:1995—2012年河南省能源消费碳排放总量逐年增加,郑州、洛阳和新乡市的能源消费碳排放量年均增长较快,三门峡、济源市的碳排放量增长较慢;2012年各地区能源消费碳排放强度高于1995年,18年间地均碳排放强度均呈现出明显的地域分布差异规律,主要集中在郑州、洛阳和安阳市区域内。基于夜间灯光数据模拟区域能源消费碳排放具有一定的可行性,该数据能比较可靠地反映区域能源消费碳排放的时空动态变化规律。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的城市空间扩展研究综述

不同于传统的遥感探测器,DMSP/OLS可获取居民地、车流、渔船等夜间灯光信号,被广泛地应用于城市空间扩展研究中。目前,基于灯光数据的城市扩展研究很多,但缺乏对该领域研究进展的系统性分析与总结。基于此,分析比较现有研究实例,从阈值设定法提取城区和灯光数据城市监测两方面展开讨论,分析目前研究欠缺之处并探讨解决方案。同时,构建新型城市重心模型,进行实例分析,最后展望夜间灯光数据在城市空间扩展方面的研究趋势:1加强对数据本身处理方法的研究;2充分利用灯光强度信息;3构建新型指标反映城市扩展。     

基于DMSP/OLS数据的中国城市化过程研究——反映区域城市化水平的灯光指数的构建

基于DMSP/OLS非辐射定标的夜间灯光平均强度数据构建了一个反映区域城市化水平的灯光指数 ,并分析了该灯光指数与城市化水平在省级尺度上的相关性。研究表明 ,灯光指数与反映城市化水平的复合指数存在较高的相关关系 ,可以用于我国城市化水平及其时空分异分析和城市化进程监测     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据进行提取的实证研究——以福州为例

DMSP/OLS数据能够观测到夜间灯光,因而被广泛应用于人类活动与城市扩展研究。本文以福州市为例,分析比较现有夜光数据的城区提取方法。通过实例分析,从阈值设定方面进行讨论,比较各方法的优缺点,可为夜间灯光数据在提取城市区域方面提供借鉴。     

基于灯光数据的人口空间化

社会经济数据是研究城市发展的重要因子,而传统的社会经济数据由于与空间坐标不统一,对城市发展的空间变化难以提供有力的支持。本文利用DMSP/OLS灯光数据,基于生态控制线,通过回归运算制定深圳市2010年人口指数模型,得到深圳市2010年1 km~2人口空间化图,有利于对深圳市人口的空间分布特征进行分析,为城市的绿色发展提供依据。     

利用夜间灯光数据的城市群格局变化分析

针对传统的统计数据具有行政单元统计约束的缺点、DMSP/OLS夜间灯光数据存在分辨率低、像元辐射值饱和的问题,该文使用NPP/VIIRS夜间灯光数据、城区边界、列车时刻表、百度地图API等数据,通过空间统计、标准差椭圆、位序-规模分布、空间联系测度研究中国九大城市群2012与2017年的空间格局变化。结果表明:长三角、珠三角、京津冀城市群的灯光总量和平均灯光均位于前列;长三角、珠三角、成渝、哈长、关中平原城市群灯光变分散,京津冀、长江中游、中原、北部湾城市群灯光变集中,成渝城市群夜间灯光重心移动最大,向重庆方向移动;长江中游城市群接近捷夫分布,中原城市群为序列分布,其他城市群为首位分布;长三角、珠三角、京津冀城市群的总体联系强度最高,各城市群边缘中小城市与核心城市空间联系较弱。     

模式识别的空间数据联动更新技术研究

针对多尺度空间数据联动更新技术体系不完善的问题,该文提出了一套系统完善的多尺度空间数据联动更新技术体系。该技术体系以模式识别理论为基础,以"更新信息检测—自适应增量更新—更新信息多尺度匹配与传递"为主线,实现了模式识别理论技术与多尺度空间数据联动更新应用的深度融合,为空间数据快速更新提供了重要的技术支撑和保障。基于广州市增城区空间数据联动更新的实验结果表明:该文提出的方法对于复杂城市区域多尺度空间数据联动更新是非常有效的。     

厦门市景观格局的尺度效应分析

在景观生态学研究方法的指导下,本文利用遥感和GIS技术,采用半变异函数分析,选取多样性指数和斑块密度,对厦门市不同幅度下的景观格局进行探讨。首先选取出厦门市景观格局研究的最佳幅度,然后在此基础上,对最佳幅度下的景观指数进行克里金空间插值分析,研究厦门市景观格局的空间异质性特征。结果表明,3km幅度是研究厦门市空间变化的一个比较好的幅度,3km幅度下,景观多样性指数可分为三个区域,斑块密度可分为三个层次。     

基于DMSP/OLS数据的中国大尺度城镇用地信息提取

DMSP/OLS夜间灯光数据已在城镇用地信息提取中得到较多应用,其中,较高分辨率数据比较法是一种较为客观的方法,但现有研究主要通过逐个城市确定灯光数据的阈值提取城镇用地信息,这对于大尺度的城镇研究所需成本较大、处理效率较低.为此,提出了一种基于分区的较高分辨率数据比较法,将中国按经济发展程度划分为7大区,分别对各区提取城镇用地信息,并对提取结果进行真实城镇像元判定,得到1992,1995,2000年中国的城镇用地信息.结果表明,采用分区的方法不仅提高了较高分辨率数据比较法的提取效率,反映了特定区域的城镇整体状况,而且在总体区域上保证了提取精度.     

Broad-scale spatial pattern of forest landscape types in the Guiana Shield

Detecting broad scale spatial patterns across the South American rainforest biome is still a major challenge. Although several countries do possess their own, more or less detailed land-cover map, these are based on classifications that appear largely discordant from a country to another. Up to now, continental scale remote sensing studies failed to fill this gap. They mostly result in crude representations of the rainforest biome as a single, uniform vegetation class, in contrast with open vegetations. A few studies identified broad scale spatial patterns, but only when they managed to map a particular forest characteristic such as biomass. The main objective of this study is to identify, characterize and map distinct forest landscape types within the evergreen lowland rainforest at the sub-continental scale of the Guiana Shield (north-east tropical South-America 10° North-2° South; 66° West-50° West). This study is based on the analysis of a 1-year daily data set (from January 1st to December 31st, 2000) from the VEGETATION sensor onboard the SPOT-4 satellite (1-km spatial resolution). We interpreted remotely sensed landscape classes (RSLC) from field and high resolution remote sensing data of 21 sites in French Guiana. We cross-analyzed remote sensing data, field observations and environmental data using multivariate analysis. We obtained 33 remotely sensed landscape classes (RSLC) among which five forest-RSLC representing 78% of the forested area. The latter were classified as different broad forest landscape types according to a gradient of canopy openness. Their mapping revealed a new and meaningful broad-scale spatial pattern of forest landscape types. At the scale of the Guiana Shield, we observed a spatial patterns similarity between climatic and forest landscape types. The two most open forest-RSLCs were observed mainly within the north-west to south-east dry belt. The three other forest-RSLCs were observed in wetter and less anthropized areas, particularly in the newly recognized “Guianan dense forest arch”. Better management and conservation policies, as well as improvement of biological and ecological knowledge, require accurate and stable representations of the geographical components of ecosystems. Our results represent a decisive step in this way for the Guiana Shield area and contribute to fill one of the major shortfall in the knowledge of tropical forests.     

资源禀赋与资源型城市综合竞争力相关性研究

本文在总结已有的界定原则基础上,对中国资源型城市进行了界定和划分,确定51个地级及以上资源型城市,并研究了这些城市的在空间位置上的分布规律。同时利用构建的2005年-2008年中国资源型城市面板数据,从城市综合竞争力的角度,对资源禀赋、地理区位条件等因素与城市竞争力之间的相互关系进行了研究。研究发现,并不存在明显的"资源诅咒"现象,资源禀赋与城市竞争力之间不存在必然的负相关关系,地理区位因素对城市发展的影响十分明显。     

基于DMSP-OLS和珞珈一号夜光遥感影像的粤港澳大湾区城市空间格局演变

夜光遥感影像数据可有效反映城市空间格局变化。本文基于1992—2012年的DSMP-OLS夜光遥感影像和2018年的珞珈一号遥感影像,利用分层阈值法提取粤港澳大湾区内各城市建成区;通过计算平均灯光强度、平均灯光增长速率、城市建成区面积、城市建成区增长速率、城市重心、城市重心偏移距离等一系列指数,揭示区内各城市的空间格局演变过程。研究结果表明:①1992—2018年,粤港澳大湾区的城市规模大幅增长,沿珠江口两侧形成了以澳门、广州、深圳和香港为核心的倒“U”形城市群,并呈辐射状向周边扩张。②以珠江口为界,粤港澳大湾区东部各个城市的发展水平整体高于西部各个城市,广州、深圳、香港等核心城市发展水平明显高于江门、肇庆、惠州等外围城市。③1992—2018年,粤港澳大湾区建成区的增长速率由小变大,最后逐渐趋于稳定,2002—2007年是城市扩张最迅猛时期。④1992—2018年,粤港澳大湾区的各城市重心迁移方式表现为3种类型:持续向区域中心迁移;持续向相邻城市邻接区迁移;持续向海洋方向迁移。大部分城市的重心迁移方向呈“震荡”特征。     

融合多尺度影像数据的杞麓湖流域景观格局分析

景观格局是景观斑块秩序和规律的具体体现,分析景观格局特征能够在空间结构上推进流域生态保护红线的划定和管控工作,维持可持续发展的底线。基于不同遥感数据源测算的景观格局可能存在计算结果差异,以及对景观格局描述不一致的问题。本文以杞麓湖流域为研究区,选取最新的Sentinel-2、GF-1和Landsat 8卫星遥感影像,基于斑块尺度、类型尺度和景观尺度的7个景观指数,从景观类型分布和整体格局两个方面探讨了杞麓湖流域景观格局现状,并分析不同数据源对景观格局评价结果的异同。结果表明：①杞麓湖流域的景观格局以林地和耕地为基底,零碎分散着建设用地和其他用地;②不同卫星遥感影像对流域景观格局的描述存在差异,影像分辨率与斑块数目、最大斑块指数、形状指数、分离度指数存在显著的正相关关系,而对于测度整体的香农多样性指数、香农均匀度指数、优势度指数的影响相对较小。     

高分五号高光谱遥感影像的城市土地利用景观格局分析

本文以武汉市江北核心区域7个行政区为例,以"高分五号"(GF-5)高光谱遥感影像为实验数据,提出了一种基于深度学习的空—谱结合高光谱影像分类算法(SSUN)的改进算法SSUN-CRF,通过全连接条件随机场(FC-CRF)对SSUN分类结果进行细化,并结合选取的7个景观格局指数分别从类型斑块水平以及景观水平分析7个行政区景观格局特点及武汉市城市化趋势。结果表明:(1) SSUN-CRF算法能够快速准确地提取城市用地类型,总体精度可达0.9048,Kappa系数可达0.8807;(2)从斑块类型水平上分析:根据各行政区不同类别景观类型百分比(PLAND)可以看出,武汉市主城区以居住用地为主,汉阳区3类居住用地PLAND指数高于其他主城区,表明汉阳存在较大"城中村"现象;江汉区商业用地斑块密度(PD)高且聚合度(AI)低,即商业用地多且分布均匀,表明江汉区是武汉的重要商贸区;(3)从景观层次水平上分析:根据香农多样性(SHDI)、香农均匀度(SHEI)指数分析可以看出,武汉市江北区域各用地类型总体分布均衡,景观生态多样性和稳定性较好;从斑块密度(PD)和香农多样性(SHDI)空间布局分析可知武汉市的城市扩张呈现以主城区为核心向外蔓延趋势,且沿主城区东南、西南方向扩张趋势明显。本文研究成果对武汉市总体发展规划、优化土地利用及可持续发展建设具有重要的指导意义,进一步可为发展长江经济带、"长江主轴"提供决策参考。     

Research on data consistency in spatial database system

In this paper, two cases of data consistency problems are discussed in Multi-user Geographical Information System. When a user updates some spatial data that have been accessed by other users in database, or executes an UNDO/REDO operation, data consistency will probably be destroyed. To solve the problem caused by the first case, a “Notification-Reread Method” is introduced. As for the second case, there are many problems to be studied.