基于DMSP-OLS夜间灯光数据的中国城市扩张规律研究

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。

DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光遥感影像数据整合

DMSP-OLS夜间灯光遥感数据截至2013年,现已被NPP-VIIRS夜间灯光数据取代。因此,要获得长时间序列且稳定的夜间灯光数据集,需要整合两类夜间灯光数据。基于此,本文提出了基于重采样的两类数据整合方法,对2013—2020年NPP-VIIRS数据进行模拟,最终建立了1992—2020年长时间序列校正—模拟DMSP-OLS夜光遥感数据集。结果表明,基于重采样的整合方法效果良好(城市区域Pearson相关系数ρ=0.985 2,RMSE=3.460 7),整合数据集与相关社会经济参考量高度契合(影像DN值总和与GDP的相关系数ρ=0.946,与人口的相关系数ρ=0.971,二次多项式模型拟合R~2≈0.98,RMSE<5.55),优于已有研究。因此,利用该方法整合后的数据集能更好地支撑基于夜间灯光影像的长时间序列研究。

基于夜间灯光数据的西南地区城市扩张分析

文章基于2001年、2006年、2011年、2016年和2021年的类DMSP-OLS夜间灯光数据和中国统计年鉴的建成区面积数据,利用数据统计比较法提取各年份的建成区;结合灯光值、灯光值的增长率和建成区重心迁移等指标,研究了我国西南地区近20年城市扩张的时间和空间结构的特征。

融合DMSP-OLS和Landsat影像的城区边界提取

研究了融合DMSP-OLS夜间遥感数据和Landsat 7地表覆盖遥感影像以改善城区边界提取可靠性的方法.首先利用DMSP-OLS数据和Landsat 7数据分别提取城市建成区边界,然后通过加权融合法对两种数据获取的边界进行融合,以获取可靠性更高的城区边界.实验验证了该方法的有效性.

基于DMSP-OLS夜间灯光数据的中原城市群空间演变分析

以中原城市群30个地级市为研究对象,基于1992-2012年DMSP-OLS夜间灯光遥感影像,借助MATLAB、Arc GIS等软件,提取了城市群建成区的空间范围,在此基础上,选取重心偏离轨迹、扩展度指标,并结合中原城市群规划中确定的"一核四轴四区"网络空间布局对城市群空间结构的聚散程度等进行了量化分析。结果表明:(1)1992-2012年,中原城市群建成区面积持续增长,由823.12 km2增加至2916.87 km2,其中,2004-2008年间建成区的年扩张强度最大;(2)中原城市群1992-2012年建成区重心迁移轨迹基本上呈"先东北后东南"的发展态势,东南方向建成区扩张速率最快,且城市群内部城市建设用地逐渐趋向于均衡化分布;(3)中原城市群的城市扩展度在1992-2012年间经历了"先减后增再减"的过程,整体上呈相对稳定的变化趋势。中原城市群的聚集度不断增大,且东部地区聚集度的增长速度最快。太原-郑州-合肥发展轴和北部跨区域协同发展示范区建成区的斑块形状趋于不规则。北部地区的分离度较大,且保持不断增大趋势。整体来看,中原城市群的连结度较小,但整体呈现上升趋势。

高度城市化地区的降水集中度研究——以长三角城市群为例

在全球变暖和人类活动的背景下,降水在年内分布上发生了比较大的变化,对人民生产生活产生了巨大的影响,这一影响在城市化较高的地区尤为明显。基于多源降水数据(降水产品数据和气象站点数据)和夜间灯光数据,选定中国的长三角城市群作为研究区域,将基尼系数(Gini Index,GI)作为降水集中度的指标,利用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall显著性检验进行趋势分析,最后通过相关性分析探究城市化程度与降水集中度的关系。研究结果表明:(1)CHIRPS(Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station Data)数据计算得到的GI与站点数据结果的均方根误差为0.036,远小于CMFD数据(0.067)和MSWEP数据(0.083)的结果,表明CHIRPS数据具有最佳的适用性;(2)长三角城市群的降水不均匀性从南向北逐渐增加,并在城市群中部和西部呈现出显著上升的趋势,研究区域内的降水年内分布将会朝着集中分布的方向发展,极端降水事件出现的可能性增加;(3)城市化对降水集中度主要起到促进作用,城市的快速发展使得降水不均匀性增强,并且在城市群内的南京市、无锡市和镇江市等地区更为显著,更有可能发生城市内涝等灾害。研究对于城市的防洪设计、城市道路排水管道的设计和城市防洪应急响应预案的编制具有参考意义。

城市土地扩张与人类活动之间的关系识别——以环鄱阳湖城市群为例

为了在快速城市土地扩张的特征和模式研究下,充分考虑城市土地扩张与人类活动的耦合关系,该文以环鄱阳湖城市群为研究区域,利用陆地卫星和夜间稳定灯光遥感数据,探讨了1995—2015年研究区城市土地扩张与人类活动范围的关系。研究结果表明:①在城市区规模上,城市土地与人类活动范围之间存在着一种耦合关系。城市土地与人类活动范围的匹配程度随着时间的推移呈上升趋势。根据本文的回归模型和景观指数结果,得出城市土地以外的人类活动范围与城市土地的规模有关,经济发达地区城市土地以外人类活动范围内的土地变化更大。②通过计算匹配度,根据区位关系识别3种城市土地扩张类型:回填型、同步型和边缘型,表明新增城市土地与人类活动范围之间的耦合关系。③虽然城市用地的匹配程度有所提高,但其扩张的主导类型由边缘型向回填型转变,城市用地的无序扩张与空间分布和规模结构不平衡发展的问题仍存在。