基于夜光遥感的南疆三地州农民收入年际变化特征

利用1992-2013年的DMSP/OLS灯光数据和农民人均纯收入数据,对南疆三地州的基础地貌特征,以及19个重点贫困县市的农民收入与灯光强度的关系进行分析,以期从时间和空间的角度探讨农民收入的变化。结果表明：南疆三地州的地势由南向北逐渐降低,绿洲主要分布于中海拔地段,包含中海拔风积地貌、中海拔梁峁、中海拔山地、中海拔平原、中海拔台地,总面积分别为10.34×10⁴、0.222×10⁴、0.318×10⁴、11.004×10⁴、0.227×10⁴km²;与各县农民收入存在最大相关性的民族主要为汉族和维吾尔族,最大相关系数分别为0.971和0.942;灯光强度可以在长时段的条件下反映出南疆三地州重点贫困县市农民收入的变化情况,但是较短时限的变化与灯光强度的关系较为复杂,必须结合更多的因素参考,收入变化相对灯光强度变化的比率最大的县（市）为塔什库尔干县（R=86841）,最小为叶城县（R=1069.86）;灯光强度的分布极为稀疏,以疏附县、疏勒县为中心的总体扩张方向为东北,以叶城县为中心的总体扩张方向为北,以和田县为中心的总体扩张方向为西南和北。应用灯光数据寻找沙漠腹地的绿洲或人迹意义重大。     

Use of an inside buffer method to extract the extent of urban areas from DMSP/OLS nighttime light data in North China

Defense Meteorological Satellite Program (DMSP)/Operational Linescan System (OLS) nighttime imagery provides a valuable data source for mapping urban areas. However, the spatial extents of large cities are often overestimated because of the effect of over-glow from nighttime light if a fixed thresholding technique is used. In the work reported here, an inside buffer method was developed to solve this issue. The method is based on the fact that the area overestimated is proportional to the extent of the lit area if a fixed threshold is used to extract urban areas in a region/county. Using this method, the extents of urban areas in North China were extracted and validated by interpretations from Landsat Thematic Mapper images. The results showed that the lit areas had a significant linear relationship with the urban areas for 120 representative cities in North China in 2000, with an R² value of over 0.95. This demonstrates that the inside buffer method can be used to extract urban areas. The validation results showed that the inside buffer model developed in 2000 can be directly used to extract the extent of urban areas using more recent nighttime light imagery. This is of great value for the timely updating of urban area databases in large regions or countries.     

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 …     

Extracting urban areas in China using DMSP/OLS nighttime light data integrated with biophysical composition information

DMSP/OLS nighttime light (NTL) image is a widely used data source for urbanization studies. Although OLS NTL data are able to map nighttime luminosity, the identification accuracy of distribution of urban areas (UAD) is limited by the overestimation of the lit areas resulting from the coarse spatial resolution. In view of geographical condition, we integrate NTL with Biophysical Composition Index (BCI) and propose a new spectral index, the BCI Assisted NTL Index (BANI) to capture UAD. Comparisons between BANI approach and NDVI-assisted SVM classification are carried out using UAD extracted from Landsat TM/ETM+ data as reference. Results show that BANI is capable of improving the accuracy of UAD extraction using NTL data. The average overall accuracy (OA) and Kappa coefficient of sample cities increased from 88.53% to 95.10% and from 0.56 to 0.84, respectively. Moreover, with regard to cities with more mixed land covers, the accuracy of extraction results is high and the improvement is obvious. For other cities, the accuracy also increased to varying degrees. Hence, BANI approach could achieve better UAD extraction results compared with NDVI-assisted SVM method, suggesting that the proposed method is a reliable alternative method for a large-scale urbanization study in China’s mainland.     

20世纪90年代中国城市时空变化特征——基于灯光指数CNLI方法的探讨

用DMSP/OLS夜间平均灯光强度图像在区域上的扩展特征和聚集特征构建了一反映区域城市化综合水平的灯光指数CNLI (compounded night light index) , 并分别在省级和县级尺度上对CNLI与基于统计数据的城市化水平指数做了相关分析,结果表明CNLI与基于统计数据的城市化水平复合指数显著相关,最后用CNLI分析了中国省际城市化水平的时空特征。CNLI为客观、实时监测城市化水平的空间格局及其发展变化提供了新的指标和方法。     

中国城市用地与人口规模分布时空动态比较——以环渤海地区为例

复合1992-2012年DMSP/OLS稳定夜间灯光等多源遥感数据和统计数据,运用多种城市规模分布理论方法,对城市用地与人口规模分布时空演变特征进行系统比较。结果表明：环渤海地区城市用地规模增长速度明显快于城市人口规模增长速度,城市人口规模分布比城市用地规模分布更为均衡;城市用地规模呈首位型分布但首位优势在减弱,城市人口规模呈位次型分布但首位优势在增强;位序迅速上升的城市主要位于山东省和河北省,位序显著下降的城市主要位于辽宁省。环渤海地区城市规模空间分布呈显著的区域差异和空间极化特征,且城市用地规模分布空间特征比城市人口规模分布更为突出。研究结论可为优化区域城市空间开发格局、促进人地系统可持续发展提供参考。     

利用MODIS产品和DMSP/OLS夜间灯光数据监测城市扩张

选用多时序MODIS数据产品和晚间灯光指数数据,采用CART数据挖掘方法和改进的Niblack 阈值分割技术,对2001-2010 年之间的浙江省城市扩张情况开展了动态监测。结果显示：在多时序数据信息挖掘的基础上,利用区域灯光指数局部阈值,可以有效地分割城镇和非城镇类型,从而提高城镇专题信息提取的精度;从2001 年到2010 年,浙江省城市扩张迅速,年平均扩张速度为297.35 km²/a,平均扩张速度以余杭、萧山和绍兴为中心,以宁波和瑞安为次中心递减;扩张强度最大的是衢县,其次是开化县和海宁市。以杭州为例分析城市扩张的空间特征,其城市空间紧凑度从0.38 上升到了0.48,空间结构趋于紧凑;城市中心向西北方向移动了约3km,揭示着其向西北方向扩展的主要趋势。     

海洋中DMSP的研究进展

DMSP(dimethylsulfoniopropionate，β-二甲基巯基丙酸内盐)作为DMS(dimethylsulfide,二甲基硫)的前体，是1种重要的生源硫化物。根据其在海洋生态系统和生物地球化学循环中所起着的重要作用，作者综述了国内外海洋科学工作者十几年来在EMSP研究方面的进展。     

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。     

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。