基于夜间灯光数据的中国海岛县碳排放时空分异及影响因素研究

该文基于2000-2017年中国12个典型海岛县经济发展与能源消耗数据,采用能源消耗碳排放模型测算碳排放量,借助融合校正后DMSP-OLS和NPP-VIIRS夜间灯光数据,构建能源消耗碳排放与夜间灯光数据模型,回归估算碳排放量并分析其空间分异特征,最后应用扩展STIRPAT及岭回归定量模型分析中国海岛县碳排放影响因素。结果表明：1)2000-2017年中国12个典型海岛县能源消耗碳排放量区域差异较显著,总体呈增长趋势;2)碳排放回归模型拟合优度达0.9447,平均误差为5.14%,该模型反映出研究区能源消耗碳排放总量呈持续增长态势,崇明区、定海区、普陀区和玉环市的碳排放量上升趋势最显著,南澳县碳排放量呈下降趋势,长海县和长岛县碳排放量始终较低;3)经济规模对海岛县碳排放量增加的影响最大,人口规模、产业结构的影响相对较小。     

基于夜间灯光影像数据的黄河流域中心城市建成区空间扩展及动力因子分析

研究黄河流域建成区扩展特征有助于透视用地开发效果和践行中心城市高质量发展规划。基于1992、1997、2002、2007、2012、2018年6期夜间灯光影像与统计数据,提取建成区范围,采用扩展强度指数、紧凑度指数、协调发展系数与灰色关联分析,探究1992—2018年黄河流域8个中心城市扩展的时空格局、质量及动力因子。结果表明：（1）黄河流域中心城市建成区面积分化明显,中下游城市扩展规模和强度大,扩展形态呈紧凑度普遍下降趋势。（2）夜间灯光影像数据刻画的西安建成区综合水平高、西宁水平低,银川综合发展快、兰州慢;除西宁、呼和浩特与太原外,其他中心城市平均夜间灯光指数在1997—2018年呈下降趋势,反映城市扩展水平降低。（3）中心城市人口-土地协调发展系数均呈波动下降趋势,除呼和浩特、太原和济南外,人口-土地由基本协调型向土地过快扩展型转变;中心城市经济-土地协调发展系数呈波动下降趋势,经济年均增长率降低,建成区面积年均扩展率增加,基本由经济过快增长型向经济-土地协调发展型转变。（4）中心城市空间扩展主要受经济发展（地区生产总值）影响;从中心城市整体看,全时段（1996—2018年）行政力（固定资产投资）和内源力（人口规模）影响作用较大,分时段（1996—2002年、2002—2012年与2012—2018年）行政力影响系数亦较高,市场力（社会消费品零售总额）与外向力（实际利用外资额）影响作用程度随时间增加明显。新时期黄河流域中心城市空间扩展应注重内部提质增效,提高建设用地利用效率,促进城市高质量发展。     

夜间灯光数据和兴趣点数据结合的建成区提取方法

提出一种夜间灯光数据和兴趣点(POI)数据相结合的建成区提取方法,根据NPP/VIIRS影像的亮度、纹理信息和POI数据的密度信息,分别利用阈值法对两种数据进行建成区提取,并应用数学形态学方法对提取结果进行融合。该方法利用POI数据位置准确、与建成区分布高度相关等特点,有效弥补了夜间灯光数据分辨率较低与灯光溢出问题,获取到较为准确的建成区边界。选取深圳、广州和惠州3个不同形态的城市,将该文方法与其他方法的提取效果进行对比,证明该方法提取精度较高,适用于市级尺度的精细化城市建成区提取和城市扩张研究。     

基于夜间灯光影像的中国电力消耗量估算及时空动态

提出夜间灯光降饱和指数模型,以中国大陆为研究对象,基于DMSP/OLS夜间灯光数据、MODIS NDVI产品、基础地理信息数据及社会经济统计数据,构建电力消耗估算模型,定量估算了2000-2012年电力消耗量,并采用空间统计分析方法,从不同时间、空间角度对省级、地级和县级单元的电力消耗量变化趋势和空间集聚程度进行分析。结果表明：夜间灯光降饱和指数模型能较好地降低夜间灯光的数据饱和和溢出,其中MDNVI模型的效果最好。从县级尺度电力消耗变化趋势的显著性来看,无明显变化区域主要出现在青藏高原,迅猛增长型多数分布在京津冀、长三角、珠三角和中东部省会城市。     

基于VIIRS夜间灯光的中国城市中心的分异特征及其影响因素

城市多中心是现代城市发展的重要趋势,精准识别城市中心和理解城市中心形成机制对推进以人为核心的新型城镇化具有十分重要的意义。基于VIIRS夜间灯光数据设计出城市中心识别方法,对全国286个地级以上城市的城市中心进行识别,从城市中心数和中心发展的均衡度两个方面对城市中心的分异特征及影响因素进行分析。结果表明：① 在全国286个城市中识别出181个多中心城市,所识别的城市中心与城市规划中心具有很大程度一致性,识别结果具有一定的可靠性。② 城市中心数表现为“东多西少”的空间格局,并随城市规模等级的增加呈现“S”型递增趋势。③ 城市中心发展的均衡度呈现“东高西低”的空间格局,并随城市规模等级的增加呈现稳定递增,到特大型城市基本保持稳定。④ 河流对市区的分割、市区是否临海以及市区平地占比等自然地理因素对城市中心发展具有影响,但是社会经济因素影响更大;社会经济因素中,轨道交通站点数、市辖区人口数、城市规模等级、地区生产总值、第三产业占地区生产总值比例、固定资产投资对城市中心发展具有显著影响。     

内蒙古的城市活力时空格局及影响因素研究

城市活力作为刻画城市社会经济发展的重要指标,其定性定量分析已成为研究热点。基于POI数据与夜间灯光遥感数据,运用空间可视化和空间统计分析方法对内蒙古城市白天及夜间活力水平、规模、结构及时空耦合进行测度,并深入分析其空间格局及影响因素。结果表明：(1)内蒙古城市大部分城市活力态势不佳,两极分化明显,活力规模位序转换显著,呈现非均衡化发展特征;(2)活力强度整体上以“扎赉特旗-阿拉善左旗”为分界,形成“南高北低”的分布格局。时空耦合强度呈层状由市中心逐渐向外递减扩散;(3)经济密度、三产占比、信息化程度、科技实力4个因素对内蒙古城市活力空间分异格局的影响较为显著,均具有明显的时空依赖特征。依据研究结果,结合内蒙古城市发展实际,提出相应政策建议。     

新疆和田绿洲夜间灯光数据的时空分布特征及演变趋势

DMSP/OLS夜间灯光数据在城市化发展研究中起着重要作用。基于5年（1992、1997、2002、2007、2012年）的稳定夜间灯光数据,从时空角度分析绿洲区域夜间灯光数据的变化特征,揭示其演变规律,探讨绿洲城市发展趋势。结果表明：（1）时间序列的夜间灯光数据表现出分散向规则分布转变的趋势。尤其是2007年的核心区域灯光达到饱和状态（值为63）,外部边缘区域增长明显,反映出绿洲城市中心可利用空间的有限性导致城市边缘区向外扩展的范围增加和速度加快的现象。（2）夜间灯光数据在空间上呈现出单核心点状向以道路为中心的带状发展趋势,这与绿洲城市发展建设过程相一致。（3）借助非确定型决策分析方法预测2027年绿洲地区发展趋势,结果显示2027年乐观估计整个区域夜间灯光数据比2012年增加0.3倍,城镇区域将扩大约0.6倍,悲观估计整个区域夜间灯光数据增加近2倍,城镇区域将扩大约3倍。从而可以推断社会经济发展将对绿洲环境有较大的影响,在未来15年内绿洲发展应注重环境承载力与人类社会经济发展的协调性问题。     

基于夜间灯光数据的黄河流域经济发展空间特征与影响机制分析

黄河流域作为中国重要经济地带和生态屏障,在全国经济社会发展格局中具有重要地位。探索黄河流域经济发展的空间特征与影响因素,对区域协调高质量发展具有重要意义。基于2013—2018年的NPP/VIIRS夜间灯光数据,采用经济重心、标准差椭圆、空间自相关和地理加权回归方法,对黄河流域市域经济发展的空间特征以及影响因素进行分析。结果表明：（1）2013—2018年黄河流域市域经济发展水平呈现一定的倒金字塔形结构特征以及下游>中游>上游板块递减特征;（2）经济发展重心位于陕西延安市,演变轨迹总体上朝着东南方向移动。标准差椭圆长轴有所增加,短轴则有所减少,椭圆方向与黄河流向大致相同;（3）黄河流域市域经济发展整体上不具有空间依赖性与溢出效应,高高（HH）集聚区集中于银川、咸阳、东营等地,黄河上游大部分地区以及一些省际交界区长期处于低低（LL）集聚区,低高（LH）集聚区大都位于省会城市或省域次中心城市附近,相应省会城市除银川外均处于HL聚集区;（4）从内外部影响机制来看,城镇化、产业结构、科技水平、交通条件均对黄河流域经济发展发挥着积极作用,而自然地理条件则产生了明显的地理环境约束作用。     

基于夜间灯光数据的中国能源消费碳排放特征及机理

本研究基于DMSP/OLS夜间灯光影像实现了1992-2010年以市级为基础单元的我国碳排放估算,弥补了统计数据不全、统计口径不一的缺点。从全国、4个经济区和6大城市群3个层面的碳排放分析结果显示,我国CO2排放总量持续增长,各地区、省市增速各不相同,空间聚集程度越来越明显,基本形成了"东部沿海城市高高集聚,西部欠发达城市低低集聚"的格局。人均碳排放强度基本呈现为"东部>东北部>西部>中部",单位GDP碳排放强度则呈现为"东北部和西部较高"、"东部和中部较低"。GDP增长是决定CO2排放总量增长的主导因素,而能源结构、能源利用效率、产业结构是影响碳排放强度的主要原因。对于西部和东北部等以能源和重工业为主导产业的城市,其减排策略应着重能源结构优化和能源利用效率的提高。对于东部和中部等以技术、劳动密集型和轻工业为主导产业的城市,其减排策略应侧重于产业结构调整和转型升级。     

夜间灯光遥感数据应用综述和展望

在遥感应用研究中,夜间灯光遥感作为发展活跃的一个重要分支,近年来受到越来越多来自自然科学领域和社会经济领域的关注。与传统的光学遥感卫星获取地物辐射信息不同,夜间灯光遥感是获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。相比于普通的遥感卫星影像,夜间灯光遥感所使用的夜间灯光影像记录的地表灯光强度信息更直接反映人类活动差异,因而被广泛应用于城市化进程研究、不透水面提取、社会经济指标空间化估算、重大事件评估、生态环境评估等领域。目前,虽然基于夜间灯光数据的应用研究成果正在不断积累,但对成果的系统性总结、整理的研究目前存在着覆盖面不全、时效性不强等不足。基于此,论文通过对近几十年来有关夜间灯光数据的研究成果的详细梳理,从数据处理与技术方法、应用研究等方面进行归纳总结。最后,文章从多源数据融合、应用领域拓展和短周期地表灯光监测3个方面指出了未来的研究热点。     

基于夜间灯光数据的环渤海地区城市化空间模式和过程研究

1 Introduction Urban agglomeration is a system of cities, supporting by the modern transportation and information network in the system, these cities, with different characteristics, types, sizes and hierarchies, interact with each other, and one or two …     

改革开放以来中国城市化的时空演变及其影响因素分析

改革开放以来,中国城市化进程进入稳定快速发展时期,国家的经济宏观调控政策以及区域发展战略在时间和空间上均对中国的城市化产生了巨大的影响。在此影响下,中国城市化水平的区域空间格局也由北南差异转变为东中西差异,同时,中国省级城市化水平的差距正在逐渐缩小。在影响中国城市化省际差异的因素方面,传统的农业发展水平对城市化的影响正逐渐减弱,乡镇企业及外商直接投资成为20世纪90年代后期中国城市化发展的重要影响因素。     

基于夜间灯光数据的珠三角地区镇级GDP估算

高精度地表GDP分布数据是开展小尺度区域发展相关研究的关键数据,但通常难以获得完整数据序列。文章比较了DMSP-OLS和NPP-VIRS两种夜间灯光数据在小尺度单元GDP估算工作上的适应性,证实NPP-VIIRS数据在镇级GDP估算中有更好的性能。利用修正后的NPP-VIIRS夜间灯光数据建立珠三角地区镇级GDP估算模型,并通过地区差异系数对估计结果进行校正。对2013年镇级GDP估算的实验结果总体精度达到85%。估算结果能够用于填补珠三角地区部分镇级GDP统计数据缺失,为相关研究获取、对比GDP数据提供技术手段。     

长三角城市群工业韧性的时空演变及影响因素研究

在世界经济不确定性日益增加的背景下,推进优化我国区域工业韧性演变格局和厘清工业韧性影响机制具有重要现实意义。本文以长三角城市群为例,在突变级数模型对工业韧性评价的基础上,利用核密度估计、泰尔熵指数和Tobit空间滞后面板模型,对长三角城市群工业韧性的时空演变特征及其影响因素进行探讨。研究发现：（1）长三角城市群工业韧性提升显著,总体上达到了中高韧性水平。长三角城市群工业韧性的内部差距不断缩小,但仍然存在不同空间尺度的“核心-边缘”分异格局。（2）综合实力较强的中心城市工业韧性具有显著的空间溢出效应。上海、杭州、南京、合肥及宁波等城市周边形成高水平工业韧性的集聚区。（3）工业结构是影响长三角城市群工业韧性的最主要因素。区域金融环境、政府公共服务以及区域外贸依存度均不同程度对工业韧性产生显著影响。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据提取城镇建设用地的邻域分析法

为提高城镇建设用地提取的精度,文章提出一种基于DMSP/OLS夜间灯光数据邻近象元特征差异的提取城镇建设用地的邻域分析方法。该方法主要是通过栅格运算识别建设用地和非建设用地的突变,结合阈值法准确提取建设用地边界。将该方法应用于2009年中国大陆34个主要城市的建设用地提取,并与基于TM数据以及基于DMSP/OLS数据传统全局阈值法和局部优化法提取的建设用地进行比较。结果显示,该方法提取的建设用地象元数与TM影像提取的象元数呈较好的相关性(R2=0.966),均方根误差为191.64个象元,相对精度为82.79%,景观形状指数、聚集度指数、边缘面积比指数和连接度指数也具有较高的相似性(R2分别为0.475 4、0.366 2、0.858 9和0.915 3)。该方法不仅能准确识别大面积的城市建设用地斑块边界,而且不会漏掉小面积的城市建设用地斑块,克服了传统全局阈值法和局部优化法的缺点。     

基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的湘鄂赣省际交界区县域经济空间格局及影响因素

采用NPP/VIIRS夜间灯光数据表征经济发展水平,结合空间自相关分析方法对湘、鄂、赣省际交界区县域经济空间格局进行可视化分析,利用地理加权回归模型(GWR)分析相关影响因素的空间异质性。结果表明:湘鄂赣交界区县域经济存在明显的"金字塔"型等级特征,且低水平县(市)相对其他地区更靠近省界,边界效应特征表现突出;空间集聚性层次较低,具有"连片贫困"特征;热点地区大都位于湘、鄂、赣交界区外围地区,冷点地区位于广大的内部腹部地区,"内冷外热"两极分化的不平衡格局仍未能有效化解;劳动、资本、政府作用均具有积极作用,其中劳动投入与资本投入回归系数高值易集中于热点地区,低值则集中于冷点地区。政府作用影响效应一方面随着地区到中心城区距离的增加而依次递减,另一方面表现为省份间影响差异。交通水平与教育发展水平对经济发展差异影响呈现出正负两极分化特征。     

中国市域居民住房支付能力时空演变及影响因素

利用泰尔指数、σ系数、莫兰指数和空间回归模型等方法,对2012—2017年中国大陆346个市域单元收入房价比的时空演变规律进行分析,并探究其影响因素。结果表明:2012—2017年,中国市域单元收入房价比排名整体表现为东部>中部>东北>西部,其相对差异和绝对差异均随时间呈现增大趋势,居民住房支付能力稳步增强。2012—2017年,中国市域单元收入房价比的空间集聚性显著增强,空间分布不均衡性有逐渐增强的趋势。经济水平、城镇化水平、房地产投资水平、城市规模是影响中国市域住房支付能力的主要影响因素,其中,经济水平和城镇化水平对居民住房支付能力具有较大的正向影响,而房地产投资水平和城市规模为负向影响;2012—2017年我国东北和东中西部则不同程度上受不同影响因素的影响。     

中国老工业基地城市收缩的时空演变及影响因素分析

当前中国快速城镇化进程中出现了城市增长与收缩并存的现象,而城市收缩又以老工业基地最为典型。以中国老工业基地城市为研究对象,根据2009—2018年各城市人口和经济变化,分析城市收缩状况及类型,探讨其影响机制。结果表明：(1)从城市收缩类型来看,总体上老工业基地城市以经济收缩型为主,人口-经济收缩型次之,而人口收缩型占比较少,在空间分布上经济收缩型、人口-经济收缩型城市多呈现连片的空间分布特征,而人口收缩型城市呈“点”状分布特征;(2)从城市收缩路径来看,经济下滑先于人口流失现象是多数老工业基地城市出现收缩的一个首要表征,较少部分老工业基地城市为早期的人口流失进一步导致后期经济下滑,符合前一个转变路径的城市主要分布在我国中部省区和东北部分地市,遵循后一个转变路径的城市主要集中连片分布在东北老工业基地;(3)分析老工业基地城市影响因素可见,出生率水平、工业就业、产业结构、对外开放、科技投入多个因素以不同形式和程度影响城市人口与经济的增长和收缩。