基于卫星灯光遥感图像数据的全球典型国家夜间光环境分布评估

夜间人工光治理已经是生态光环境的重要议题之一。夜光遥感技术从外空视角为夜间光环境研究提供了丰富的数据库,但当前遥感为基础的夜间光环境研究在时间序列、大尺度研究方面较少。为揭示全球夜间灯光的时间演变及空间格局,本文使用DMSP-OLS、NPP-VIIRS两类开源夜间灯光遥感数据,以三个夜间灯光参量,对1992—2018年全球典型国家的夜间光环境的时空演变格局进行评估,并探讨相关社会影响因素。研究发现:(1)全球夜间灯光总量占比最多的国家分别是美国、俄国、中国、印度、加拿大、巴西;(2)以美国、俄国、加拿大为代表的发达国家夜间灯光均值呈下降趋势,以中国、印度、巴西为代表的发展中国家夜间灯光均值呈上升趋势;(3)夜间灯光数值较高的国家主要分布在亚洲、欧洲和美洲;(4)夜间光环境水平和国家社会指标(GDP、国家人口总量)密切相关。

利用夜光遥感影像进行城市化监测

成渝地区快速城镇化的背景下,利用该地区夜晚灯光的分布和亮度变化来模拟区域城市扩展情况。对近21年的DMSP/OLS夜光遥感数据的相互定标、梯度分割、灰度阈值分类,提取出城市空间分布,同时采用面积比值法进行提取精度评估。基于Geo-Spatial Analyst模块对成渝地区城市分布的矢量图形进行空间叠加分析,结合该区域的交通网,来监测区域城市化进程和城市结构的变化,研究结果表明:梯度分割和灰度阈值分类的组合方式,提高了对图像城市区的识别精度,精度An达到了0.052;成渝双核城市化扩展呈现不同特点,成都以及毗邻区主要呈现以绵阳—成都—乐山为主轴的东北西南向扩展特点,从2003年以后开始,该地区城市扩展范围增加明显。而重庆地区则是重庆为内核向四周扩展;成都和重庆的城市扩展呈现了独特的扩展结构,成都及其毗邻区呈现以成都外环、彭州-乐至-中江-眉山-都江堰、绵阳-遂宁-内江-自贡-乐山,的三环卫星城网络结构。而重庆的扩展结构呈现星型,以重庆为中心向外辐射,辐射方向主要是西北和西南。