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_徐梦洁

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DMSPOLS夜间灯光影像中国区域的校正及应用

DMSPOLS夜间灯光影像中国区域的校正及应用一、本文概述本文旨在探讨DMSPOLS夜间灯光影像在中国区域的校正方法及其应用。

DMSPOLS（Defense Meteorological Satellite Program Operational Linescan System）是一种重要的遥感数据源，能够提供全球范围内的夜间灯光信息，对于城市扩张、经济发展、能源消耗等研究领域具有广泛的应用价值。

然而，由于传感器本身及大气条件等多种因素的影响，DMSPOLS夜间灯光影像在实际应用中往往存在亮度失真、噪声干扰等问题，影响了其数据的准确性和可靠性。

因此，对DMSPOLS夜间灯光影像进行校正处理，以提高其数据质量，对于后续的应用研究具有重要意义。

本文首先介绍了DMSPOLS夜间灯光影像的基本原理和特点，分析了其在中国区域的应用价值和潜力。

随后，针对DMSPOLS夜间灯光影像中常见的亮度失真、噪声干扰等问题，本文提出了一种基于统计分析和图像处理的校正方法，并对其校正效果进行了实验验证。

在此基础上，本文进一步探讨了校正后的DMSPOLS夜间灯光影像在城市扩张监测、能源消耗评估等实际应用领域中的潜力与价值。

本文的研究不仅为DMSPOLS夜间灯光影像的校正处理提供了一种有效的方法，同时也为其在中国区域的实际应用提供了有益的参考和借鉴。

通过本文的研究，我们可以更好地利用DMSPOLS夜间灯光影像数据，为城市规划、环境保护、经济发展等领域提供更加准确、可靠的信息支持。

二、DMSPOLS夜间灯光影像校正方法对于DMSPOLS夜间灯光影像在中国区域的应用，校正步骤至关重要，它能够显著提高影像的质量和精度，从而增强其在各种应用中的效能。

校正过程主要包括辐射校正和几何校正。

辐射校正主要是用来消除或减小由于传感器本身特性、大气条件、太阳位置等因素引起的辐射误差。

这包括相对辐射校正和绝对辐射校正。

相对辐射校正主要是消除影像内部不同像元之间的亮度差异，使得同一地物在不同时间、不同角度的影像上具有相同的亮度值。

基于DMSPOLS夜间灯光数据的广西沿海地区GDP预测分析

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的广西沿海地区GDP预测分析□ 贾艳红覃孔韬[摘要] 基于DMSP/OLS夜间灯光数据，构建GDP预测模型对广西沿海地区——北海、防城港、钦州3市GDP值进行估算并分析其GDP空间分布特征。

结果表明：首先，夜间灯光数据与GDP值具有线状的相关性，其各市的个体预测模型比3市总体预测模型的预测值更加精准。

其次，北防钦3市中，钦州市GDP值最高，北海市排在第二，防城港市相对较低。

最后，北防钦3市GDP空间分布主要集中在各市的城市中心区域，主要是服务业、商贸业促进各市GDP发展，而3市的县域经济发展较落后。

基于夜间灯光数据构建GDP预测模型对分析广西沿海地区未来GDP值增长、GDP值空间分布以及其城市化发展有着重要的借鉴意义。

[关键词] 夜光遥感；灯光指数；GDP1 引言美国军事气象卫星DMSP（Defense Meteorological Satellite Program）能够探测到城市灯光、居民点以及车流发出的灯光，从而获取人类夜间活动状况。

DMSP 卫星作为较前卫的数据信息获取来源，受到了越来越多的国内外学者的青睐。

DMSP/OLS夜间灯光数据主要运用在获取城市建成区[1-3]、城市化[4-5]、城市扩张[6-7]以及社会经济活动[8-9]等方面。

目前利用夜间灯光数据应用于GDP方面研究也非常成熟，Elvidge等[10]发现夜间灯光与GDP存在较强的相关性；韩向娣等[11]利用夜间灯光数据对GDP进行建模和空间化分析；王琪等[12]利用夜间灯光数据对中国GDP总量进行了分析；杨妮等[13]利用夜间灯光数据对广西省域GDP进行了统计和分析。

基于前人研究结果，夜间灯光数据能更好地将GDP这一社会经济指标空间化，其影像提取结果有助于直观进行GDP可视化分析。

本研究以广西沿海地区——北海、防城港、钦州3个沿海城市为研究区域。

随着全国城市发展进程的加快及沿海经济区的快速发展，北海、防城港、钦州（简称为“北防钦”）3个沿海城市逐渐形成城市群，北部湾城市群的发展使北防钦3市逐渐成为广西壮族自治区乃至我国西南沿海区域的核心经济地区。

参考文献背景方法概述-遥感

1 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数据源：本文使用 AcrGis Desktop 作为地理信息处理软件(数据源包括美国国家地球物理数据中心提供的DMSP-OLS夜间灯光数据以及通过国家基础地理信息系统网站(htttp://) 下载的全国1:400万数据库中的县级以上境界面状数据和主要交通线状数据(二者的数据都是地理坐标)，椭球体为WGS-84，可以相互叠加(为了计算面积，需对二类数据的坐标加以转换，本文将其转换为横轴墨卡托( UTM) 投影，椭球体仍为WGS-84。

在县级以上境界面状数据中提取长三角洲地区各市和市辖区边界，用以裁剪全球灯光数据的计算。

原始数据是消除了云( 通过热红外通道阈值法) 及火光等偶然噪声影响后对全年VNIR通道灰度值直接平均化处理后得到的，数据灰度值范围1~63，饱和灯光灰度值为63。

研究方法：(1)构建城市化指数。

通过分析了城市灯光数据（区域灯光面积属性指标顿、平均灯光强度属性指标、城市灯光亮度总值、复合夜间灯光数据）与长三角地区各城市经济（全市GDP、全市人均GDP、第二和第三产业产值比重）、人口（全市人口密度、市辖区人口密度、非农业人口占总人口比重）和土地利用（市辖区建设用地面积、市辖区建成区面积）的相关性。

采用平均灯光强度属性指标作为基于DMSP-OLS的城市化水△S(DNT+1）分别为阈值DNT-1、DNT+1时的面积与建设用地面积之差的绝对值；IF[△S(DNT-1）≥△S(DNT）≤△S(DNT+1）表示阈值为DNT时的面积与建设用地面积之差绝对值最小。

结果分析：1城市群城市化空间模式。

城市化过程可以理解为城市用地在空间上通过占有非城市用地而实现扩展的过程。

2城市群城市化过程分析。

通过区域内平均灯光强度均值的变化分析城市群整体城市化的过程，平均灯光强度的变差系数来反应城市群内部城市化水平的差异。

3城市群用地扩展类型。

基于夜间灯光数据的城市化水平动态评价

基于夜间灯光数据的城市化水平动态评价作者：徐知宇胡寻寻李佳慧和秀娟陈林官冬杰来源：《绿色科技》2018年第08期摘要：选取长江经济带为研究区域.以DMSP_OLS夜间灯光数据为遥感数据源，对长江经济带省级尺度城市化水平进行了动态评价。

首先，提取1992～2012年长江经济带的综合灯光强度（1）和建成区面积（S），构建基于夜间灯光数据的综合灯光指数模型（Compounded night light index，CNLI），计算长江经济带省级尺度的CNLI;其次，构建基于统计数据的两种传统城市化水平评价指数模型：综合城市化水平指教模型（IU）和城市化复合指数模型（Cf）.计算长江经济带省级尺度的城市化水平;最后，建立了CNLI与IU和Cf的城市化水平估算模型，对CNLI、IU和Cf进行相关分析和精度验证，明确夜间灯光指数模型计算结果的准确性。

研究结果表明：基于DMSP_OLS夜间灯光数据的CNLI与基于统计数据的IU和Cf间存在明显的线性相关，CNLI能较好地反映该区域综合城市化水平。

关键词：长江经济带;综合灯光指数模型CNLI;城市化水平中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1674-9944（2018）8-0200-031 引言长江经济带横跨我国东中西三大区域，是我国未来经济发展格局中最具影响力和最有发展潜力的重要区域。

改革开放以来，我国城市化进程取得巨大成就[1].城市化是现代化过程的必经阶段，也是推动国家和地区现代化的重要力量，该地区的城市化水平是长江经济带发展的主体内容。

对长江经济带城市化水平进行动态评价，分析城市化进程在时间、空间差异，对区域制定科学的决策和长江经济带可持续发展有着重要意义。

传统的城市化水平的测度方法普遍认为有两种：主要指标法和复合指标法[2]。

随着遥感技术的发展，越来越多的学者开始了DMSP/OLS夜间灯光数据的探索。

城市化信息提取方面，国内陈晋[3[卓莉[4]等学者首次应用DMSP/OLS夜间灯光数据构造了相加灯光指数，估算中国省际城市化水半。

基于DMSP—OLS夜间灯光数据的中国城市扩张规律研究

基于DMSP—OLS夜间灯光数据的中国城市扩张规律研究作者：郭鸣球白林燕来源：《绿色科技》2017年第10期摘要：分别以1992年、1998年、2003年、2008年和2013年的DMSP-OLS稳定夜间灯光数据为基础，提取出我国八大综合经济区范围内的城市建成区范围，并从城市面积变化、扩张类型、扩张强度3方面对不同经济区城市扩张特征进行了分析研究。

结果表明：北部沿海、东部沿海、南部沿海综合经济区城市扩张相似，其中东部沿海综合经济区是城市扩张最快的综合经济区；东北综合经济区和黄河中游综合经济区在1992～2003年城市扩张缓慢，2003～2013年城市扩张开始加速；长江中游、大西南和大西北3大综合经济区城市扩张速度稳定，但扩张速度较沿海地区较为缓慢。

关键词：DMSP-OLS稳定夜间灯光数据；八大经济区；城市扩张中图分类号：F299文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）100183021 引言20世纪90年代以来，随着经济的快速发展，我国城市化进入高速发展时期，大量人口向城市聚集，城市占地面积不断向外扩张，中心城区建成区的扩张状况成为城市发展和城市用地变化的一个重要特征[1]。

由于区域发展的不平衡性，我国经济和城市化发展存在很大的差异，并表现出明显的地域性特性。

为了促进不同地区经济和城市化合理发展，探索不同地区典型城市或城市群发展历程与规律具有重大的意义[2～4]。

遥感观测覆盖范围大及其时效性和重访周期特点，广泛地应用于时序空间监测方面。

DMSP（the Defense Meteorological Satellite Program）是美国于1976年发射的军事气象卫星，所搭载的OLS（Operational Linescan System）传感器可以探测到夜间城市灯光甚至更小规模居民地、车流等发出的低强度灯光，使其明显地区别于黑暗的乡村背景，适合大尺度的人类活动和城市发展的动态监测[5，6]。

基于DMSPOLS夜间灯光数据的黄土高原地区城镇化发展研究

安徽农业科学，J.Anhui Agric.Sci. 2019,47(7) :1 -5
基于 DMSP/ O L S夜间灯光数据的黄土高原地区城镇化发展研究
张桂霞，夏嘉欣，魏建洲 * ( 甘肃农业大学理学院数量生物研究中心，甘肃兰州 730070)
地退化。黄土高原已成为世界上水土流失最严重和生态环济水平之间存在较
，因此，使用 DMSP/ OLS数据
境最脆弱的地区之一，0 世纪 5 0 年代，该地区开展了兴修梯
一个地区
展水平是
的、合理的。
田、植树造林、小流域综理、退林还草等一的生
and nighttime light of DMSP-OLS were highly linear correlated in 23 typical study counties. Therefore，the DMSP-OLS nighttime light data
could be used to characterize the
关键词黄土高原 ;夜间灯光;城镇化
中图分类号 TP 79 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2019) 07-0001-05
doi：10. 3969/ j. issn. 0517-6611. 2019. 07. 001
开放科学（资源服务）标识码（O S I D ):
the
data
was
used
to
compare with
the

转载：浅说DMSPOLS夜间灯光数据的应用

转载：浅说DMSPOLS夜间灯光数据的应⽤原⽂地址：/article/whyd/dxjb/201408/20140800004958.shtml有⼈甚⾄⽤这颗星的数据做流⾏病的预测，很有意思。

美国国防⽓象卫星计划Defense Meteorological Satellite Program（DMSP）是美国国防部极轨卫星项⽬，其轨道特点类似NOAA卫星，运⾏在⾼度约830公⾥的太阳同步轨道，扫描条带宽度3000公⾥，周期约101分钟，每天绕地球飞⾏14圈，得到4次全球覆盖图，分别是清晨、⽩天、黄昏和夜晚。

DMSP上的线性扫描业务系统Operational Linescan System（OLS）最初是专门为云层监测设计的振荡扫描辐射计，共设有两个波段：可见光-近红外（VNIR）波段，0.4~1µm，光谱分辨率6⽐特，灰度值范围0~63；热红外（TIR）波段，10~13µm，光谱分辨率8⽐特，灰度值范围0~255。

其中可见光波段⼜有两套探测器，⽩天使⽤光学望远镜头，夜间使⽤光学倍增管。

夜间光学倍增管的⼊瞳单位波长辐亮度允许低⾄10-9watts/cm2/sr/µm，这⽐OLS⽩天可见光通道或NOAA/AVHRR、LANDSAT/TM等其它传感器的相应通道所能探测到的辐射⼤约低4个数量级。

光学倍增管起初是为⽓象⽬的设计，⽤于探测⽉光照射下的云，后来由于其具有很强的光电放⼤能⼒，因此逐渐被应⽤于探测城镇灯光、极光、闪电、渔⽕、⽕灾等等地表活动。

通常来说，卫星传感器获取的主要是地表的太阳辐射反射信号，⽽DMSP/OLS传感器独辟蹊径，采集的是夜间灯光、⽕光等产⽣的辐射信号。

DMSP/OLS传感器在夜间⼯作，能探测到城市灯光甚⾄⼩规模居民地、车流等发出的低强度灯光，并使之区别于⿊暗的乡村背景。

因此，DMSP/OLS夜间灯光影像可作为⼈类活动的表征，成为了⼈类活动监测研究的良好数据源。

夜间灯光遥感数据应用综述和展望

夜间灯光遥感数据应用综述和展望一、本文概述随着遥感技术的不断发展和进步，夜间灯光遥感数据作为一种重要的地球观测数据源，已经在多个领域展现出其独特的应用价值。

本文旨在全面综述夜间灯光遥感数据的应用现状，并对其未来的发展趋势进行展望。

我们将首先介绍夜间灯光遥感数据的获取原理和技术特点，然后重点分析其在城市规划、环境监测、社会经济研究等领域的具体应用案例，最后探讨夜间灯光遥感数据应用面临的挑战及未来的发展方向。

通过本文的综述和展望，我们希望为相关领域的研究者和实践者提供有益的参考和启示。

二、夜间灯光遥感数据获取与处理夜间灯光遥感数据主要来源于地球观测卫星，如DMSP/OLS、NPP/VIIRS 等。

这些卫星搭载的高性能传感器能够捕捉到地球表面在夜晚发出的微弱光信号，从而生成夜间灯光遥感图像。

DMSP/OLS数据具有较高的时间分辨率，但其空间分辨率相对较低，而NPP/VIIRS数据则提供了更高的空间分辨率。

这些数据为城市研究、经济发展评估、能源消耗监测等领域提供了全新的视角。

在获取夜间灯光遥感数据后，需要进行一系列处理以提取有用的信息。

需要对原始图像进行辐射定标和几何校正，以消除传感器误差和地形影响。

为了消除云层、阴影和其他非城市光源的干扰，需要对图像进行滤波和增强处理。

通过阈值分割和形态学运算等方法，可以从图像中提取出城市区域的光亮信息，包括城市范围、亮度分布等。

随着遥感技术的不断发展，夜间灯光遥感数据的获取和处理方法也在不断改进。

一方面，新型传感器的研发和应用提高了数据的空间和时间分辨率，使得我们能够更加准确地捕捉到城市发展的动态变化。

另一方面，先进的图像处理技术和算法也为数据提取和分析提供了更多可能性。

例如，基于机器学习和深度学习的图像分类和识别技术可以进一步提高城市区域的提取精度；时间序列的夜间灯光遥感数据则可以用于监测城市扩张趋势和经济增长动态。

夜间灯光遥感数据的获取和处理是城市研究和应用的关键环节。

夜间灯光数据研究的现状与趋势

Data Base Technique •数据库技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 197【关键词】夜间灯光数据研究方法研究领域 1 引言全球DMSP/OLS 夜间灯光数据，主要是由美国地理数据中心所提供的，而夜间灯光数据正是由此得来。

其主要包括的产品稳定灯光数据，以及负荷标定和非辐射标定夜间灯光强度数据，而稳定夜间灯光数据所包括的地点，主要以城镇等灯光具有一定稳定性的特点，而去除了短暂性事件如火灾等，此数据这个时候就有了大约1km 的数据空间分辨率，63级的数据值，其中夜间灯光数据在对数据的获取上，有着较强的获取性，无需较大的处理量，亮度指标可以对空间经济活动强度进行反映等方面的优势，在研究长时间和大尺度的城市群空间扩展是非常适合的。

2 发展背景针对城市区域人类活动的广度还有强度，DMSP/OLS 夜间灯光均可以进行全面的表征，同时对于城市体系时光所关联的各种矢量网络要素之间，具有着明显的联系。

不但如此，在对城市体系时空评估上，DMSP/OLS 夜间灯光在让单一统计指标所存在的缺陷得到较好改善的同时，也对综合指标体系所存在的过度性等不足进行了完善，对单一评估指标和综合指标体系，从理论上进行了深度的融合，而且通过实证发现，在分析我国大陆地区城市体系等级结构，还有其在空间上所采取的格局上都是切实可行的，而且还能够对此种可行性实施相应的评估。

3 研究方法从最近几年来发展的趋势来看，城市建设的步伐越来越快，由此在城市建成区的提取上让DMSP/OLS 夜间灯光数据得到了诸多的应用。

现阶段所采取的提取方式，其中有很大一部分因素，是因为在空间分辨率上，DMSP/OLS 数据与 A VHRR 是相同的，由此就为更大尺度城市的研究提供了一种好的手段，有利于独特数据的获取。

主要集中在如下几种方法：3.1 经验阈值法因为在研究此方法上，主要是基于前人夜间灯光数据研究的现状与趋势文/尹晓雪所研究的基础，并且和自身有关的背景知识紧密结合从而进行确定的，基于此，在全部方法当中，此种方法自然而然的就成为了一个非常方便，并且有着较高实现性的一种方法。

中国电力消费多尺度时空格局分析--基于DMSP-OLS夜间灯光数据

的操作线性扫描系统（operational linescan system, O L S )所获取的夜间灯光数据进行校正，
结合省级电力消费量构建 2000—2013年省级尺度电力消费模拟模型。模型的拟合优度为
0.714 9 , 这表明模拟模型有效。在此基础上反演出市级、县级和栅格级电力消费量，最后采
收稿日期：2 0 1 9 - 1 0 - 1 6 通信作者：王涛，高工，研究方向为电力消费。E-mail: 1 6 4 0 9 8 2 2 7 @ q q . c o m
第3 期王涛，等：中国电力消费多尺度时空格局分析— 基于 DMSP-O L S 夜间灯光数据
5elation and local spatial autocorrelation. Computation results indicated that the electric power consumption in China showed a significant growth trend from 2000 to 2013. Total electric power consumption increased from 1 360.629 billion kWh in 2000 to 5 342.339 billion kWh in 2013. It is also found that the Beijing-Tianjin-Hebei region, the Yangtze River Delta and the Pearl River Delta were the high electric power consumption zones, while the western region presented low electric power consumption. This power con sumption distribution showed the characteristics of Hu line. The power consumptions of all different scales presented a consistent spatial distribution trend, and there were differ ences of electric power consumption in different regions. Prefectural scale was an effective administrative unit to simulate electric power consumption. 12.9% of provinces, 16.56% of prefectural, and 40.95% of counties in 2013 showed local spatial correlation in electric power consumption. Keyw ords: multiscale, electric power consumption, nighttime light data, global spatial autocorrelation, local spatial autocorrelation

基于DMSP_OLS夜间灯光数据_省略_城市人口估算_以湖北省各县市为例_曹丽琴

基于DMSP /O LS 夜间灯光数据的城市人口估算———以湖北省各县市为例曹丽琴,李平湘,张良培(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079)收稿日期:2008-03-19 修订日期:2008-06-16基金项目:国家“973计划”资助项目(2009CB723905),国家“863”计划课题项目(2007A A12Z148,2007AA12Z181)、国家自然科学基金项目(40771139,40523005)、“极地测绘科学国家测绘局重点实验”开放基金。

作者简介:曹丽琴(1981-),女,汉族,湖北天门人,博士研究生,研究方向为遥感应用及遥感图像处理。

E -m ail :caoliqin0823@摘要:城市人口数据是了解城市发展的重要因素,对研究城市环境等方面也有重要意义。

随着G IS 和遥感技术的发展,利用大面积、多时相的遥感数据研究城市人口的技术也日渐成熟。

本文借助遥感数据和G IS 手段分析2000年湖北省各县市DMSP /OLS 卫星的夜间灯光数据亮度值与各县市城镇人口之间的关系,建立相应的模型模拟湖北省2002年76个县市城区人口,其结果预测吻合度为98.94%,平均相对误差为10.95%,说明利用夜间灯光数据对城镇人口做短期的预测可以达到很好的效果。

关键词:遥感;夜间灯光数据;人口;预测中图分类号:T P 79,P208 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2009)101-0083-051　引　言城市人口信息直接影响其经济、社会的发展和资源的利用,正确的认识人口的分布和增长对提高人口素质、资源和环境的综合管理能力意义重大。

传统的由统计部门获得人口资料的方法需要消耗大量的人力、物力和时间,特别是对大范围的人口信息的统计困难较大。

GIS 和遥感技术的发展为人口信息的获取提供了新的途径。

美国军事气象卫星De -fense M eteoro logical Satellite Prog ram (DMSP )搭载的Operational Linescan Sy stem (OLS )传感器为大尺度的城市研究提供了一种新的数据获取手段,DMSP /OLS 传感器可在夜间工作,能够探测到城市灯光甚至小规模居民地、车流等发出的低强度灯光,并使之明显区别于黑暗的乡村背景[1]。

探讨DMSPOLS夜间灯光数据的校正

探讨DMSP/OLS夜间灯光数据的校正作者：李梦真来源：《大经贸·创业圈》2019年第07期【摘要】随着夜间灯光数据的广泛应用，夜间灯光数据的长时间序列应用逐渐受到人们关注。

但应用最广的DMSP/OLS数据，具有数据之间的不连续性以及像元饱和问题，所以需要对这种数据进行校正。

本文介绍了一种基于不变区域的夜间灯光数据校正方法，能够合理的解决DMSP/OLS数据所存在的问题。

【关键词】夜间灯光 DMSP/OLS 像元饱和校正美国国防气象卫星（Defense Meteorological Satellite Program， DMSP）搭载的业务型线扫描传感器（Operational Linescan System， OLS）最初主要为气象监测而设计，用于探测月光照射下的云，后来由于其独特的光电放大能力使其能在夜间探测到地表微弱的近红外辐射，因此，该传感器获取的夜间灯光影像被越来越多的用来研究人类活动，目前主要应用于社会经济参数估算、城市化监测与评估、人口发展与估算以及重大事件评估。

一、存在的缺陷DMSP/OLS 夜间灯光影像本身存在缺陷，该数据集包括由多个DMSP卫星传感器获取的自1992-2012年共33期影像，其中存在由不同传感器获取的同一年度的影像。

因为卫星传感器在获取地表数据的过程受到多种因素的影响，所以不同传感器获取的同一年度的影像之间是有差异的。

同时，不同的OLS传感器在获取影像时并没有进行星上辐射校正，造成了同一个卫星传感器获取的连续不同年度的影像间相同位置的亮值像元DN值之间的异常波动。

所以长时间序列的DMSP/OLS夜间灯光影像数据集主要存在2个问题需在校正中解决：（1）原始影像数据集中的影像是非连续性的;（2）数据集中的每一期影像都存在着像元DN值饱和的现象。

所以针对这些问题前人做了很多研究，目前已经能较好的解决长时间序列的DMSP/OLS 夜间灯光影像数据的非连续性问题以及像元DN值饱和现象。

基于夜间灯光数据的全国栅格尺度碳排放模拟

Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第04期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.04.031基于夜间灯光数据的全国栅格尺度碳排放模拟郑秋红（江西理工大学土木与测绘工程学院，江西赣州341000）摘要：以DMSP-OLS和NPP-VIIRS夜间灯光数据为基础数据，对其进行融合校正形成DMSP-OLS长时序夜间灯光数据集，结合省域碳排放统计数据，利用空间面板数据模型对全国栅格尺度碳排放进行模拟，构建2000—2019年1 km×1 km分辨率的全国栅格尺度碳排放模拟数据，分析全国碳排放时空格局变化特征。

结果表明，DMSP-OLS和NPP-VIIRS数据重叠年份之间存在较高的关联性，回归拟合优度为0.907 7，拟合效果良好；碳排放空间面板数据模型模拟结果良好，R2=0.874；2000—2019年，全国碳排放总量持续增长，且高碳排放地区呈现出显著连片扩张趋势。

关键词：夜间灯光数据；面板数据模型；碳排放模拟；栅格尺度中图分类号：X321 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）04-0111-03由碳排放引起的全球环境问题引发了国际社会的密切关注。

中国作为最大的发展中国家，碳排放问题已成为制约中国经济绿色协调发展的主要原因。

准确地获取碳排放强度的时空动态信息和分析碳排放强度影响因素，是探索适合中国国情节能减排策略的前提。

根据国际能源署IEA的数据，1971—2018年间，全球人均二氧化碳排放水平整体较为稳定，增长幅度约20%。

2018年，全球人均碳排放达4.4 t，中国人均碳排放达6.8 t。

中国的人均碳排放自2003年开始呈现明显上升趋势，并于2006年超过了全球平均水平，成为全球最大的碳排放国[1]。

中国作为负责任的大国，积极承担减排任务，将发展绿色低碳经济作为中国制定相关政策的重要原则。

中国政府于2014年发布了《能源发展战略行动计划》，计划强调清洁能源将作为消费能源的主要发展方向，中国政府承诺到2030年前实现碳达峰目标，2030年单位GDP碳排放比2005年下降60%～65%。

基于DMSP-OLS_与NPP-VIIRS_的长时序夜间灯光数据模拟

科技与创新｜Science and Technology & Innovation2024年第05期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.05.050基于DMSP-OLS与NPP-VIIRS的长时序夜间灯光数据模拟郑秋红（江西理工大学土木与测绘工程学院，江西赣州341000）摘要：以2000—2013年DMSP-OLS数据和2012—2019年NPP-VIIRS数据为基础数据，对其进行预处理之后，选取2012年和2013年数据，提取县域行政范围内灯光亮度值进行拟合。

结果表明，2类灯光数据间存在明显的相关关系，且模拟数据与原始数据之间存在更为显著的相关关系。

关键词：夜间灯光数据；线性拟合；融合校正；结果评价中图分类号：P237 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）05-0172-03DMSP-OLS数据具有空间覆盖范围广和时间跨度长等优点，但同时也存在以下缺陷：①城市中心像元饱和值的问题，像元值达到特定值63以后就统一设置为63，不会继续增大；②DMSP-OLS数据缺少连续性和对比性，同一卫星在不同年份获取到的影像像元之间存在异常波动；③同一年份2颗卫星的发光像素个数不同，以及同一卫星的光照像元数在不同年份间异常减少。

与DMSP-OLS数据相比，NPP-VIIRS数据并不存在DN值（Digital Number，遥感影像像元亮度值）有最大值的问题，具有更高的时间空间分辨率，同时NPP-VIIRS为月度合成数据，从2012年投入使用开始获取影像。

以上2类灯光数据无法同时使用，因此本文将对2类灯光数据进行融合校正，共同构建2000—2019年长时序夜间灯光数据集。

1 数据来源与研究方法1.1 DMSP-OLS数据本文采用的DMSP-OLS夜间灯光数据来自美国国家海洋与大气管理局（NOAA），DMSP是美国空军国防气象卫星计划的卫星传感器，OLS传感器是DMSP卫星的主要遥感器之一，每天可以获取白天和晚上2景全球灯光数据[1]。

基于夜间灯光数据与Landsat数据

基于夜间灯光数据与Landsat数据城市建成区提取对比评价摘要：基于DMSP/OLS稳定夜间灯光均值数据构建了一个反映区域城市化水平的灯光指数。

以德阳市建成区为例，基于2011年稳定夜间灯光均值数据采用统计数据法，根据Landsat数据提取的建成区面积作参考，分析成为城市建成区的DMSP/OLS 稳定夜间灯光均值数据的灯光指数值。

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差异分析和城市化进程监测。

一．引言遥感技术具有多波段、多时相以及覆盖范围广的特性使其在城市扩展监测、环境监测、生态评价、人口密度和城市规划管理等研究中得到了广泛的应用。

夜间灯光遥感数据来源于美国军事气象卫星DMSP(Defense Meteorological Satellite Pro-gram)搭载的OLS(Operational Linescan System)传感器。

OLS有别于传统的传感器,它具有很强的光电放大能力,可在夜间工作,能探测到城市灯光甚至小规模居民地、车流等发出的低强度灯光,明显区别于黑暗的乡村背景。

二．研究区概况德阳市位于四川盆地成都平原东北部，地处东经103°45′-105°15′北纬30°31′-31°42′之间。

南靠成都，北接绵阳，东壤遂宁，西邻阿坝。

1983年8月经国务院批准为省辖地级市，四川省重点建设的九大城市之一，是成都旅游门户圈的重要组成部分。

全市幅员面积5818平方公里。

德阳市境狭长，东西宽约65公里，南北长约162公里，地势西北高东南低。

西北部为龙门山脉中段，山地面积1171.87平方公里，占全市总面积的19.68%；中部为成都平原东北部，面积1838.75平方公里，占全市总面积的30.88%；东南部为盆中丘陵，面积2943.13平方公里，占全市总面积的49.44%。

三．数据与方法3.1数据来源夜间灯光数据来源于美国国家海洋和大气管理局NOAA(National Oceanic and Atmospheric Ad-ministration)下属的国家地球物理数据中心NGDC (National Geophysical Data Center ,/dmsp/download.html)。

基于DMSPOLS夜间灯光数据的城市建成区时空演化特性及驱动力研究

浙江建筑，第３７卷，第４期，２０２０年８月ＺｈｅｊｉａｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．４，Ａｕｇ．２０２０收稿日期：２０１９－１１－１５基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）（ＪＳ２０１８３６９０５９）作者简介：葛天弘（１９９８—），男，浙江宁波人，本科在读。

基于ＤＭＳＰ／ＯＬＳ夜间灯光数据的城市建成区时空演化特性及驱动力研究ＳｔｕｄｙｏｎＳｐａｃｅｔｉｍｅＥｖｏｌｕｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＤｒｉｖｉｎｇＦｏｒｃｅｓｏｆＵｒｂａｎＢｕｉｌｔｕｐＡｒｅａＢａｓｅｄｏｎＤＭＳＰ／ＯＬＳＮｉｇｈｔＤａｔａ葛天弘，何　悦，李　璐ＧＥＴｉａｎｈｏｎｇ，ＨＥＹｕｅ，ＬＩＬｕ（浙江工商大学旅游与城乡规划学院，浙江杭州３１００１６）摘　要：中国处于城市化加速发展的中期阶段，如何准确把握城市建成区空间形态特征及扩张机制对于制定城市发展战略有重要意义。

基于１９９３—２０１３年ＤＭＳＰ／ＯＬＳ夜间灯光数据和社会经济统计数据，利用阈值法、回归分析法、空间主成分分析法等方法，研究城市建成区空间演变规律及其扩张机制。

结果表明：ＤＭＳＰ／ＯＬＳ夜间灯光可以作为估算浙江省人口、经济发展情况的数据源；浙江省各地级市分别以北部的杭州、宁波，东南部的温州，中部的金华为中心并扩张形成三个都市圈；从城市扩张速度、空间扩张强度指数、紧凑度指数来看，发达城市的扩张速度更快，落后地区的空间扩张强度指数更大，浙江省总体紧凑度指数呈现下降趋势；浙江省城市建成区扩张主要受社会经济发展及人民生活水平提高与政府政策干预的正向推动，以及受产业升级与城镇人口数量、密度的增长的抑制。

关键词：夜间灯光数据；城市空间形态；驱动力；主成分分析中图分类号：Ｆ２９１文献标志码：Ａ文章编号：１００８－３７０７（２０２０）０４－００１６－０８１　概　述城市建成区是指市行政区范围内经过征收的土地和实际建设发展起来的非农业生产建设，包括市区集中连片的部分以及分散在近郊区与市区有着密切联系具有基本完善的市政公用设施的城市建成区。

DMSPOLS数据应用研究综述

DMSPOLS数据应用研究综述一、本文概述随着遥感技术的快速发展，各种地球观测数据在各个领域得到了广泛应用。

其中，Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Operational Linescan System (OLS) 数据作为一种重要的夜间灯光遥感数据，因其独特的夜间探测能力和广泛的应用前景，受到了学者们的广泛关注。

DMSPOLS数据能够提供大范围的、连续的夜间灯光信息，对于城市扩张、人口分布、能源消耗等研究具有重要的价值。

本文旨在对DMSPOLS数据的应用研究进行综述，总结其在国内外的研究现状和发展趋势，以期为未来DMSPOLS数据的应用提供有益的参考和借鉴。

本文将介绍DMSPOLS数据的基本特点和优势，包括其覆盖范围、分辨率、数据连续性等方面的优势，为后续应用研究提供基础支撑。

本文将重点综述DMSPOLS数据在城市扩张、人口分布、能源消耗等领域的应用研究，分析其在不同领域的应用效果和应用前景。

本文还将对DMSPOLS数据的应用研究方法和技术进行介绍，包括数据处理、信息提取、模型构建等方面的技术方法和研究进展。

本文将探讨DMSPOLS 数据的应用研究面临的挑战和未来的发展方向，以期为相关领域的学者和研究人员提供有益的启示和借鉴。

通过对DMSPOLS数据应用研究的综述，本文旨在推动DMSPOLS数据在不同领域的应用研究，为相关领域的学术研究和实践应用提供有益的参考和借鉴。

本文也希望能够促进遥感技术的发展和应用，推动地球观测数据在各个领域的广泛应用和发展。

二、DMSPOLS数据获取与处理DMSPOLS（Defense Meteorological Satellite Program Operational Linescan System）数据是由美国国防气象卫星计划（DMSP）提供的重要遥感数据源之一，广泛应用于全球气候变化、海洋环境监测、灾害预警等领域。

基于夜间灯光数据的中国能源消费碳排放特征及机理_苏泳娴

地理学报ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第68卷第11期2013年11月V ol.68,No.11Nov.,2013收稿日期：2013-04-05;修订日期：2013-10-11基金项目：十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAJ15B02);国家自然科学基金项目(41001385);广东省科技计划项目(2011B031100003)[Foundation:The National Science &Technology Pillar Program during the 12thFive-year Plan Period,No.2012BAJ15B02;National Natural Science Foundation of China,No.41001385;Sci-ence &Technology Plan Project Grant,Guangdong province,China,No.2011B031100003]作者简介：苏泳娴(1985-),女,硕士,助理研究员,主要从事区域生态与区域发展研究。

E-mail:suyongxian@ 通讯作者：张虹鸥(1962-),男,研究员,中国地理学会会员(S110000213M),近年来主要从事城市与区域规划等研究。

E-mail:hozhang@1513-1526页基于夜间灯光数据的中国能源消费碳排放特征及机理苏泳娴1,3,4,陈修治2,叶玉瑶1,吴旗韬1,张虹鸥1,黄宁生3,匡耀求3(1.广州地理研究所,广州510070;2.中国科学院华南植物园,广州510650;3.中国科学院广州地球化学研究所,广州510640;4.中国科学院大学,北京100049)摘要：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CO 2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。

夜间灯光数据在我国自然保护区人类活动监测中应用的思考

夜间灯光数据在我国自然保护区人类活动监测中应用的思考陈妍1,2，李双成1（1.北京大学城市与环境学院，北京 100871；2.环境保护部卫星环境应用中心，北京 100094）摘要：夜间灯光数据的应用一直以来都在围绕人类活动展开；同时，我国自然保护区工作的人类活动监测早已引入遥感手段。

单从夜间灯光数据的观测特点与自然保护区人类活动的监测需求非常契合这一点来看，夜间灯光数据在自然保护区人类活动监测中应该具有一定的使用价值。

本文以DMSP/OLS数据为例，对其在自然保护区人类活动监测中的应用前景进行预测，同时指出其存在的问题，并提出可行的解决办法和应用方法。

关键词：夜间灯光数据；DMSP/OLS；自然保护区；人类活动中图分类号：X87 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2018)05-0146-02DOI:10.16647/15-1369/X.2018.05.086The application of nighttime light data in the monitoring of human activities in nature reserves of ChinaChen Yan 1,2, Li Shuangcheng 1(1.School of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871,China;2. Center for Satellite Environmental Applications, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100094,China)Abstract: The application of nighttime lighting data has always been centered on human activities. At the same time, monitoring of human activities in China’s nature reserves has long been the introduction of remote sensing methods. From the point of view that the observational characteristics of nighttime light data are in good agreement with the needs of human activities monitoring in nature reserves, nighttime lighting data should have a certain value in the monitoring of human activities in nature reserves. This article will use the DMSP/OLS data as an example to predict the application of the DMSP/OLS in the monitoring of human activities in the nature reserve. At the same time, it also points out deficiencies and proposes possible solutions and application methods.Keywords:Nighttime lighting data;DMSP/OLS;Nature reserves;Human activities夜间灯光数据最初的设计是以捕捉地球上夜晚灯光数据为主要职责，目的是气象应用；然而随着人类社会的发展，人口聚集、城市扩张、经济飞速增长等社会现象在夜间灯光影像上得到了明确的表达——地球越来越多的地方被灯光笼罩，黑暗的区域越来越少，我们的地球正变得越来越明亮。