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夜间灯光数据记录了地球表面的人造灯光强度,是估计社会统计指标的有效手段之一。为了评估DMSP-OLS和NPP-VIIRS 2种夜间灯光数据对社会统计指标的模拟潜力,采用4种常用的灯光校正方法分别对2种夜间灯光数据进行灯光饱和性校正,根据校正后的夜间灯光数据分别建立与京津冀地区县域GDP、人口和能源消耗3种社会统计指标间的线性回归模型,从模型拟合的相关系数、F统计量值与概率p值中分析并评价了2种夜间灯光数据对GDP、人口和能源消耗3种社会统计指标的测算能力。本文研究结果表明：EANTLI法是2种夜间灯光数据的最佳校正方式,而HSI法不适用于夜间灯光数据校正后与县域社会统计指标的线性关系拟合2种夜间灯光数据对GDP的拟合效果都较好,NPP-VIIRS夜间灯光数据估算社会统计指标的拟合能力要优于DMSP-OLS数据。 相似文献
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DMSP/OLS夜间灯光数据的四川省GDP空间化分析 总被引：1，自引：0，他引：1
针对DMSP/OLS夜间灯光数据模拟省级格网GDP问题,该文选取2000、2006以及2010年DMSP/OLS稳定夜间灯光数据、辐射定标夜间灯光数据和四川省第二、三产业社会经济GDP数据,运用相关性分析、对比分析以及回归分析的方法,模拟出四川省GDP空间化密度图并分析与高程之间的关系。结果表明:在省级范围内,GDP与辐射定标灯光数据的相关性明显高于与稳定灯光数据的相关性,且前者的灯光指数CNLI与GDP相关性最高;运用3年的辐射定标灯光数据模拟得到四川省GDP密度图与GDP统计数据的拟合精度均达到0.99以上;2000-2010年四川省GDP呈现由成都市向四周不断扩张的趋势并随高程变化显著,四川省GDP高值区主要集中在高程1 000m以下的成都平原及周边区域,西部高原和山地地区GDP值较低。 相似文献
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《测绘科学》2021,(8)
针对DMSP/OLS夜间灯光数据模拟省级格网GDP问题,该文选取2000、2006以及2010年DMSP/OLS稳定夜间灯光数据、辐射定标夜间灯光数据和四川省第二、三产业社会经济GDP数据,运用相关性分析、对比分析以及回归分析的方法,模拟出四川省GDP空间化密度图并分析与高程之间的关系。结果表明:在省级范围内,GDP与辐射定标灯光数据的相关性明显高于与稳定灯光数据的相关性,且前者的灯光指数CNLI与GDP相关性最高;运用3年的辐射定标灯光数据模拟得到四川省GDP密度图与GDP统计数据的拟合精度均达到0.99以上;2000—2010年四川省GDP呈现由成都市向四周不断扩张的趋势并随高程变化显著,四川省GDP高值区主要集中在高程1 000 m以下的成都平原及周边区域,西部高原和山地地区GDP值较低。 相似文献
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《测绘科学》2020,(8)
针对DMSP/OLS夜间灯光数据模拟省级格网GDP问题,该文选取2000、2006以及2010年DMSP/OLS稳定夜间灯光数据、辐射定标夜间灯光数据和四川省第二、三产业社会经济GDP数据,运用相关性分析、对比分析以及回归分析的方法,模拟出四川省GDP空间化密度图并分析与高程之间的关系。结果表明:在省级范围内,GDP与辐射定标灯光数据的相关性明显高于与稳定灯光数据的相关性,且前者的灯光指数CNLI与GDP相关性最高;运用3年的辐射定标灯光数据模拟得到四川省GDP密度图与GDP统计数据的拟合精度均达到0.99以上;2000—2010年四川省GDP呈现由成都市向四周不断扩张的趋势并随高程变化显著,四川省GDP高值区主要集中在高程1 000 m以下的成都平原及周边区域,西部高原和山地地区GDP值较低。 相似文献
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高精度的夜间灯光数据能够有效反映人类空间活动特征,传统的SNPP-VⅡRS夜间灯光影像去噪方法容易忽略新增加或消失的有效灯光,且未处理灯光异常值,随着时间推移,去噪误差会逐渐增大。因此,本文提出了利用中值滤波与低阈值去噪相结合的方法过滤SNPP-VⅡRS夜间灯光影像中的异常值及背景噪声,并将去噪后的夜间灯光总量与GDP进行相关性分析及精度验证。试验结果表明,通过中值滤波与低阈值去噪结合的方法提取的夜间灯光总量与GDP的相关性优于传统方法,利用该方法建立的模型估算出的亮度值精度更高,证明该方法具有更高的去噪精度。 相似文献
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由美国国防气象卫星搭载的可见光成像线性扫描业务系统(DMSP/OLS)和国家极轨卫星搭载的可见光近红外成像辐射仪(NPP/VIIRS)获取的夜间灯光影像是监测人类社会经济活动和自然现象(如林火、油气燃烧等)的主要数据源。然而,现有的夜间灯光数据存在缺乏星上的辐射定标、像元饱和、时间尺度不连续、多源夜间灯光影像辐射不一致等问题。基于此,本文以中巴经济走廊区域为研究区,提出了一种基于线性拟合提取不变目标区域的方法,实现了DMSP/OLS影像间、DMSP/OLS与NPP/VIIRS两种数据间的相互校正。然后对中巴经济走廊的校正结果在不同空间尺度上选用区域灰度总量、标准化差异指数以及标准化差异指数和作为评价指标进行检验。结果表明:两种校正模型的拟合优度均在0.78以上,校正后的DMSP/OLS影像灰度总量与GDP和人口数据的相关性显著提高(GDP:R~2=0.7689;人口:R~2=0.9033),且标准化差异指数明显降低;NPP/VIIRS影像经过与DMSP/OLS互校正后在辐射亮度、时空分布上与DMSP/OLS更加一致,空间细节信息更加突出,从而增强了多源夜间灯光影像的一致性,更加适合用于长时间序列社会经济要素发展趋势的分析。 相似文献
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以往在基于夜间灯光数据的区域城市空间扩展研究中,多从城市建成区平面形态扩张的角度进行分析,较少考虑灯光亮度信息对城市扩张强度的表征作用.针对此问题,通过整合两类夜间灯光数据,充分利用灯光亮度信息分析都市圈中各城市的空间扩展差异,并结合统计年鉴数据构建重心转移的时空地理回归模型,探测武汉都市圈的空间扩展进程及其驱动因素.结果表明:①1992—2018年武汉都市圈建成区的空间扩展进程经历了1992—2009年、2009—2013年、2013—2018年3个阶段;②3个阶段各区县加权重心转移方向的变化表明,在武汉都市圈内,武汉市对其他区县的吸引特征增强,同时各区县间的局部吸引特征增强;③2013年后社会经济、人口资源对都市圈建成区空间扩展的影响强烈. 相似文献
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《国土资源遥感》2016,(3)
为了分析像素级社会经济活动的空间分布状况,以Landsat8和NPP-VIIRS夜间灯光影像为数据源,分别对北京市第一产业和第二、三产业GDP进行空间化操作。利用分类回归树(classification and regression tree,CART)算法,通过Landsat8影像生成北京市的土地利用图,在分析第一产业GDP与土地利用类型面积相关性的基础上,构建了第一产业GDP与耕地面积的线性回归模型。建立了5种灯光指标与第二、三产业GDP的数学关系,通过相关性和回归分析确定第二、三产业GDP与综合灯光指数呈明显的幂函数关系。根据以上2种模型分别生成对应2类产业的像素级GDP密度图,再分别对其进行线性纠正并求和后制作出北京市500 m格网尺寸的GDP密度图。误差分析发现,第一产业GDP、第二、三产业GDP和GDP总量与实际统计值的平均相对误差分别为0.86%,0.61%和1.37%。结果表明,结合土地利用数据的NPP-VIIRS夜间灯光GDP空间化方法可以精确估算北京市GDP产值,反映北京市经济空间分布特征。 相似文献
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单元路网长度的DMSP/OLS夜间灯光数据去饱和方法 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来DMSP/OLS夜间灯光数据被广泛应用到人类活动强度及城市化进程的研究中,但由于OLS传感器的限制导致,在夜间灯光强度过高的城市中心区,NTL数据存在较为明显的饱和现象。这种饱和现象直接掩盖了城市中心区内部的灯光差异、细节,限制了DMSP/OLS数据在城市中心区的应用。目前缓解灯光数据饱和的方法主要分为:辐射定标法和非辐射定标法。其中辐射定标法虽精度较高,但定标算法复杂,干扰因素多,目前只有部分定标产品;非辐射定标法利用辅助数据(包括自然因素指标、社会经济指标)构建函数模型,对饱和区稳定灯光数据进行去饱和处理,具有较好修正效果。本文在总结VANUI(基于NDVI所构建)、EANTLI(基于EVI所构建)等去饱和指数的基础上,利用地理探测器对NDVI、EVI和UNL(单元路网长度)进行因子探测,量化对稳定灯光数据的解释力,提出了UNLI指数。为了验证UNLI、EANTLI及NTL数据之间的差异,通过"饱和区灯光强度细节刻画程度"、"UNLI、EANTLI与辐射定标数据RCNTL相关性分析"、"耗电量及GDP等经济指标回归拟合优度"3个方面进行比对分析,可以看出:(1)UNLI、EANTLI在修正过饱和灯光数据上均有较好的效果,但UNLI对饱和区灯光强度差异的刻画更加准确;(2)UNLI较之VANUI、EANTLI,可以突破空间分辨率的限制,增加灯光强度细节差异;(3)在灯光强度最高的饱和区,UNLI在与RCNTL的相关性最高,但随着灯光强度的减弱,UNLI、EANTLI与RCNTL的线性回归判断系数R~2逐渐接近,UNLI与RCNTL相关性优势正逐渐丧失;(4)在对耗电量、GDP的拟合分析中,引入UNLI指数的"EANTLIUNLI"的分段式修正模型,充分发挥EVI、UNL各自的优势,具有最优的拟合效果(R~2)_(Adj)=0.873)。实验结果表明,本文引入的修正夜间灯光饱和方法,能够有效的缓解城市中心区的灯光数据饱和问题,并在细节刻画和空间分辨率上有较为明显的提升,可以更精确的从灯光强度的角度反映城市结构的特征。 相似文献
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下龙湾西岸是越南北部沿海的养殖大区,随着水产养殖用地规模的逐渐扩大,周边三生用地（生产用地、生活用地、生态用地）空间格局受到影响。本文以下龙湾西岸的5个沿海地区为研究区,利用1990、2000、2010、2015年4期无云Landsat TM/OLI遥感数据,采用分类回归树方法,对1990—2015年的土地利用变化进行监测。通过土地利用净变化量、土地利用动态度模型、相关性分析等方法,定量分析养殖塘时空格局演变特征及对三生用地的影响。结果表明：①25年间,养殖塘面积呈“单峰”式先增后减变化,净增加66.65 km2,2000年面积为156.65 km2,较1990年面积增长113%,2015年较2000年面积减少11%。总体呈现数量上“北增南减”、速率上“东快西慢”的面积变化特征。②养殖塘转入面积中,生产用地对养殖塘转移面积占31%,生活用地占4%,生态用地占65%。空间格局整体以白藤江及陆地中轴为界线,呈南北分区、东西分界的转入转出规律。③养殖塘占用生活用地7.24 km2,二者呈正相关关系,R2为0.46;养殖塘分别占用生产用地和生态用地55.14、115.14 km2,并与两者成负相关关系,R2分别为-0.96和-0.81。由此可知,利用遥感技术监测养殖塘时空变迁对土地资源的规划配置与可持续发展具有重意义。 相似文献
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基于Google Earth Engine与机器学习的省级尺度零散分布草地生物量估算 总被引：4，自引：0，他引：4
大区域草地地上生物量估算对草地资源利用管理及全球碳循环研究具有重要意义。为高效快速地估算大区域零散分布草地地上生物量,本文选取安徽省为研究区,在谷歌地球云引擎（Google Earth Engine）平台的支撑下,通过机器学习方法建立Landsat 8 OLI及其他辅助数据与地面实测草地地上生物量之间的联系,开展了草地零散分布地区省级尺度草地地上生物量高分辨率估算,并与传统的基于归一化植被指数（NDVI）回归模型进行了比较。研究结果表明,综合利用光谱与地形因子的机器学习方法,估算零散化分布草地地上生物量的精度可以达到65%以上,其中分类回归树（CART）模型R2=0.57,预测精度为68.60%,支持向量机（SVM）模型R2=0.59,预测精度为75.74%,而使用NDVI的回归分析产生的误差较大,R2=0.37,预测精度为57.51%,因此机器学习方法相对于传统基于NDVI的回归分析具有明显优势。另外,谷歌地球云引擎平台数据来源广泛、获取方便,可以高效地实现海量影像数据的预处理及计算分析,大大提升了工作效率,与地面调查数据的结合可实现更大区域乃至全国尺度上的零散分布草地地上生物量高分辨率遥感估算。 相似文献
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Forecasting China’s GDP at the pixel level using nighttime lights time series and population images 总被引：1，自引：0，他引：1
China’s rapid economic development greatly affected not only the global economy but also the entire environment of the Earth. Forecasting China’s economic growth has become a popular and essential issue but at present, such forecasts are nearly all conducted at the national scale. In this study, we use nighttime light images and the gridded Landscan population dataset to disaggregate gross domestic product (GDP) reported at the province scale on a per pixel level for 2000–2013. Using the disaggregated GDP time series data and the statistical tool of Holt–Winters smoothing, we predict changes of GDP at each 1 km × 1 km grid area from 2014 to 2020 and then aggregate the pixel-level GDP to forecast economic growth in 23 major urban agglomerations of China. We elaborate and demonstrate that lit population (brightness of nighttime lights × population) is a better indicator than brightness of nighttime lights to estimate and disaggregate GDP. We also show that our forecast GDP has high agreement with the National Bureau of Statistics of China’s demographic data and the International Monetary Fund’s predictions. Finally, we display uncertainties and analyze potential errors of this disaggregation and forecast method. 相似文献
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Nighttime light imagery is a powerful tool to study urbanization because it can provide a uniform metric, lit area, to delimit urban extents. However, lit area is much larger than actual urban area, so thresholds of digital number (DN) values are usually needed to reduce the lit area. The threshold varies greatly among different regions, but at present it is still not very clear what factors impact the changes of the threshold. In this study, urban extent by province for China is mapped using official statistical data and four intercalibrated and geometrically corrected nighttime light images between 2004 and 2010. Lit area in the imagery for most provinces is at least 94% greater than the official amount of urban area. Regression analyses show a significant correlation between optimal thresholds and GDP per capita, and larger thresholds more commonly indicate higher economic level. Size and environmental condition may explain a province’s threshold that is disproportionate to GDP. Findings indicate one threshold DN is not appropriate for multiple (adjacent) province urban extent mapping, and optimal thresholds for one year may be notably different than the next. Province-level derived thresholds are not appropriate for other geographic levels. Brightness of nighttime lights is an advantage over imagery that relies on daylight reflection, and decreases in brightness indicate faster growth in the horizontal direction than the vertical. A province’s optimal threshold does not always maintain an increase with population and economic growth. In the economically developed eastern provinces, urban population densities decreased (and this is seen in the brightness data), while urban population increased. 相似文献
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滑坡位移预测是滑坡灾害实时监测预警的重要组成部分,良好的滑坡位移预测模型有助于预测地质灾害发生。滑坡变形受多种外界因素影响呈现出随机性和非线性的特点,在现有的滑坡位移预测方法中,机器学习方法在滑坡位移预测中得到了广泛的应用。针对滑坡位移预测是趋势项位移和周期项叠加的特点,本文研究采用基于集成经验模态分解(EEMD)的滑坡趋势项和周期项位移提取方法,结合支持向量回归(SVR)模型实现对滑坡的位移预测。首先,详细介绍了该模型的构建过程和预测性能,并以均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和决定系数(R2)作为评估模型的预测性能指标。然后,分别利用EEMD-SVR、SVR、Elman模型对贵州省岩溶山区的一处滑坡进行位移预测,结果表明,EEMD-SVR模型连续1 d预测的RMSE值、MAPE值和R2值分别为0.648 mm、0.518%和0.996 8,可以提供更高可靠的滑坡位移预测精度,对同类滑坡的位移预测具有一定的参考价值。 相似文献
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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=0.9852,RMSE=3.4607),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R2≈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。 相似文献
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针对国内外日益复杂的疫情形势,本文以2020年6月北京疫情为例,利用NPP-VIIRS卫星的逐日夜间灯光数据,分析疫情受影响区域及疫情的控制与恢复状况,探索与人口密度等社会经济因素的关系。研究结果表明,逐日夜间灯光遥感可以有效提取疫情影响的区域范围及反映该区域受影响程度,所提取的受影响区域与国家划定的中高风险区域情况一致;同时基于逐日夜间灯光遥感能够及时监测疫情发展及疫情防控措施状况,区域夜间灯光强度随着疫情及防控的进展呈现明显的变化;平均夜间灯光损失强度及恢复强度同疫情暴发期区域人口密度均具有较强的相关性,相关性指标R2分别为0.97和0.91。本文研究结果表明逐日夜间灯光影像在快速提取新冠肺炎疫情变化信息方面有较大潜力。 相似文献
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实现全国连续空间覆盖未来小时尺度的PM2.5浓度实时、高精度预报是一个难题。本文建立基于深度学习的多层长短期记忆迭代模型和改进的空间反向传播神经网络S-BPNN模型来实现全国小时尺度PM2.5浓度的空间预报。首先,研究基于空间相关性将全国1286个空气质量监测站点在空间上进行自适应分区,并对各个分区分别构建多层LSTM迭代预报模型实现未来24 h各个监测站点的PM2.5浓度的实时预报。其次,应用改进的S-BPNN空间化模型实现未来24 h全国连续空间覆盖的PM2.5浓度精细化制图。然后,利用2016—2019年中国PM2.5监测站的历史数据进行训练和验证,结果显示预报模型和空间化模型的相关系数R2分别为0.88和0.87,表明模型都能实现较高的精度。最后,基于提出的预报模型和空间化模型,辅助从监测站实时获取的大气污染数据和气象数据,通过搭建的大气污染物浓度预报智能化在线信息原型系统可实时发布预报结果并可进行空间化展示。研究实现了全国连续空间覆盖的PM2.5浓度高时空精度的实时预测,以支持大气污染联防联控和公众环境空间质量信息服务。 相似文献