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1.
《地理学报(英文版)》2016,(3)
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. 相似文献
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DMSP/OLS夜间灯光数据被广泛应用于表征人类活动强度及其生态环境影响的诸多研究中,但因OLS传感器设计的局限,在用电强度较高的城市中心,灯光信号存在明显的饱和,这一不足可能影响到一些基于夜间灯光数据研究成果的可靠性。针对这一问题,NOAA-NGDC研发了辐射定标算法,但因缺乏星上定标系统,算法较为复杂,且受较多条件限制等原因,目前只有部分时期的辐射定标数据产品（RCNTL）。近期有学者提出一种基于植被指数NDVI构建的城市灯光指数VANUI,为灯光数据去饱和研究提供了一个操作简单且结果良好的方法,但该方法在一些城市效果不佳。基于此,本文综合利用夜间灯光与EVI指数信息,通过对VANUI指数构建方法进行改进,建立了一个新的缓解夜间灯光强度饱和的EANTLI指数。为了评价指数的效果,将EANTLI与VANUI从三个方面进行比较：① 区分、识别饱和区内地物的能力;② 与RCNTL的拟合程度;③ 对用电量估算的效果。结果表明：EANTLI在三个方面均表现出优势,在潜在饱和区内对特征地物具有更高的可区分性,与RCNTL的线性相关程度更高,与用电量的相关性相比于NTL、VANUI亦明显提高。因此可以认为EANTLI在指数的设计上较为合理,不仅易于计算,而且能达到较好的缓解灯光强度饱和、凸现城市内部差异的目的,在用于反演城市发展指标时能获得更为准确的结果,因此具有较高的应用价值。 相似文献
3.
Urbanization is a complex process reflecting the growth, formation and development of cities and their systems. Measuring regional urbanization levels within a long time series may ensure healthy and harmonious urban development. Based on DMSP/OLS nighttime light data, a human–computer interactive boundary correction method was used to obtain information about built-up urban areas in the Bohai Rim region from 1992 to 2012. Consequently, a method was proposed and applied to measure urbanization levels using four measurement scale units: administrative division, land-sea location, terrain feature, and geomorphological types. Our conclusions are: 1) The extraction results based on DMSP/OLS nighttime light data showed substantial agreement with those obtained using Landsat TM/ETM+ data on spatial patterns. The overall accuracy was 97.70% on average, with an average Kappa of 0.79, indicating that the results extracted from DMSP/OLS nighttime light data were reliable and could well reflect the actual status of built-up urban areas. 2) Bohai Rim's urbanization level has increased significantly, demonstrating a high annual growth rate from 1998 to 2006. Areas with high urbanization levels have relocated evidently from capital to coastal cities. 3) The distribution of built-up urban areas showed a certain degree of zonal variation. The urbanization level was negatively correlated with relief amplitude and altitude. A high level of urbanization was found in low altitude platforms and low altitude plains, with a gradual narrowing of the gap between these two geomorphological types. 4) The measurement method presented in this study is fast, convenient, and incorporates multiple perspectives. It would offer various directions for urban construction and provide reference values for measuring national-level urbanization. 相似文献
4.
闽南三市城镇发展与地表温度的空间关系 总被引：4，自引：2，他引：4
基于厦门、漳州、泉州三市1996—2017年的Landsat遥感数据与夜间灯光数据,应用总体耦合态势模型及协调性模型探讨了城镇发展与地表温度的时空耦合规律,并运用标准差椭圆、双变量空间自相关及景观指数分析两者之间的空间响应规律,结果表明：1996—2017年,闽南三市表征城镇发展变化的夜间灯光与地表温度的空间分布呈现出与地形、区位等因素的空间耦合性。三市夜间灯光与地表温度的总体耦合态势不断加强,协调类型逐渐增多;城镇发展早期,夜间灯光对地表温度的影响存在滞后性,在城镇发展后期,夜间灯光则对地表温度的影响呈超前性;夜间灯光与地表温度呈正相关关系,空间溢出效应明显。夜间灯光对地表温度的正向影响逐渐加强,其与地表温度的HH、LL聚集不断扩张;HH集聚连片趋势明显。厦门的城镇发展对地表温度的影响更显著,而在泉州、漳州则较弱。本文可为闽南三市热环境优化提供科学指导。 相似文献
5.
基于夜间灯光影像的中国电力消耗量估算及时空动态 总被引：2，自引：0，他引：2
提出夜间灯光降饱和指数模型,以中国大陆为研究对象,基于DMSP/OLS夜间灯光数据、MODIS NDVI产品、基础地理信息数据及社会经济统计数据,构建电力消耗估算模型,定量估算了2000-2012年电力消耗量,并采用空间统计分析方法,从不同时间、空间角度对省级、地级和县级单元的电力消耗量变化趋势和空间集聚程度进行分析。结果表明：夜间灯光降饱和指数模型能较好地降低夜间灯光的数据饱和和溢出,其中MDNVI模型的效果最好。从县级尺度电力消耗变化趋势的显著性来看,无明显变化区域主要出现在青藏高原,迅猛增长型多数分布在京津冀、长三角、珠三角和中东部省会城市。 相似文献
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基于DMSP/OLS夜间灯光数据的1995-2009年中国地级市能源消费动态 总被引：3，自引：0，他引：3
能源是国民经济发展的重要支撑,便捷准确地获取能源消费时空动态信息,对于合理制定能源政策具有重要意义。基于DMSP/OLS 夜间灯光数据和能源统计数据之间的定量关联,在地级市尺度上模拟了中国1995-2009 年能源消费的空间格局,并采用空间自相关分析探讨其时空动态特征。研究表明：基于DMSP/OLS夜间灯光数据模拟中国各地市能源消费具有一定的可行性,该数据能够比较可靠地反映能源消费的时空动态;1995-2009 年中国大多数地市的能源消费量较低,中低强度能源消费区土地面积占全国72.66%,高能源消费强度区集中分布在中国东部地区;中国能源消费量存在显著的空间集聚性（历年Moran’s I 指数都大于0.4）,全国地级市能源消费“高-高”聚集和“低-低”聚集现象明显。 相似文献
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中国城市体系等级结构及其空间格局——基于DMSP/OLS夜间灯光数据的实证 总被引：5，自引：0，他引：5
完善的城市体系可以不断优化各个城市的时空资源并强化区域城市的集聚效应,切实推动区域可持续发展与城市综合效益最大化。受惠于城市因素流与城市作用潜力的显著相关关系,节点体系研究可以准确测度城市体系内部各个城市之间的相互作用关系,又避免了功能体系研究所需矢量数据的难以获取与测算庞杂,而DMSP/OLS夜间灯光遥感数据可以综合地定量测度城市地区人类活动的广度与强度。基于夜间灯光指数的引力模型定量测度中国341个城市之间的相互作用关系,并通过二阶段聚类法综合分析其城市体系等级结构与空间格局。中国节点城市被划分为7 大国家节点城市（包括北京、天津、上海、广州、重庆、哈尔滨与沈阳）、26 个区域节点城市与107 个省域节点城市,而中国城市体系则被划分为2 个国家城市体系（北方城市体系与南方城市体系）、8 个区域城市体系（华北城市体系、东北城市体系、西北城市体系、黄河中游城市体系与华东城市体系、华南城市体系、西南城市体系、长江中游城市体系） 与31 个省域城市体系。城市体系的地域范围是相对的、局部的,没有明确的识别界线,不过通过对基于DMSP/OLS夜间灯光数据的中国城市体系等级结构与空间格局与顾朝林实证研究的分析结果进行进一步的综合比对评估,总体而言,基于DMSP/OLS夜间灯光数据对城市体系的等级结构与空间格局进行实证研究是可信的和可行的。 相似文献
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In this paper, the night-time light (NTL hereafter) data obtained by the Defence Meteorological Satellite Programme's Operational Line scan System (DMSP/OLS) were used to extract urban light index (ULI) for analysing urban growth and patterns in China. A unit circle mode was established to perform a comprehensive analysis and calculation of the variation of various types of urban land covers. In order to verify the ULI ability in extracting urban spatial patterns, eight typical cities were selected to make a comparison therein using Landsat TM/ETM + data. The objectives of this research include: 1) mapping temporal process of the urban growth; 2) exploring spatial characteristics of eight typical cities; 3) analysing spatial distribution pattern of primary urban agglomerations, and 4) assessing potential and tendency for urbanization in the future. The research results indicate that: the spatial pattern features of ULI generally agree with those of the features of urban pattern extracted from Landsat TM data. The morphological change of the urban light space can reflect the objective characteristics of the evolution of urban space. The study further illustrated that the NTL Data are applicable for extracting urban space information and have the potential to deepen understanding of urban space expansion. 相似文献
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Zihao Zheng Zhifeng Wu Xinyue Ye Guanhua Guo Qinglan Qian 《International journal of geographical information science》2019,33(3):431-453
The saturation of night light data caused by sensor defects conceals the differences and details of light luminance in the urban area, which greatly limits the application of Nighttime Light (NTL) in the study of urbanization. Although some methods have been proposed to mitigate the saturation of NTL data, the research of desaturation is worth further advancing due to its shortcomings in highlighting light differences and spatial resolution. Therefore, we propose a new spectral index, the Vector Data Adjusted NTL Index (VDANTLI) after analyzing the influence of different auxiliary parameters on saturation elimination. Then, we select the three most developed urban agglomerations in China and make a series of qualitative and quantitative analysis. The results of various assessments confirm that VDANTLI can effectively alleviate NTL saturation and enhance urban lighting differences. Moreover, by dynamically adjusting the length of the grid and single-phase vector data modified time-series NTL data, we further achieve the resolution-series and time-series VDANTLI. Therefore, compared with previous desaturation models, the VDANTLI can be used as an effective indicator and even an indispensable basic data for urbanization research and socio-economic spatial analysis because of its unique advantages in spatial resolution and the capability in time-series native NTL desaturation. 相似文献
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The Beautiful China Initiative(BCI)is a plan for the sustainable development of the Chinese nation as well as for China to fulfill the United Nations’2030 Agenda for Sustainable Development.The Chinese government’s“five-in-one”approach provides strategic arrangements for developing the BCI,and President Xi Jinping proposed a timetable and“road map”for the BCI at the National Conference on Ecological and Environmental Protection.Nevertheless,the theoretical basis,evaluation index system,evaluation criteria and effectiveness of the BCI are currently unclear.This paper begins by exploring the basic content of the BCI from narrow and broad perspectives.It regards the theory of human-nature harmonious coexistence and the five-in-one beauty theory as the core theoretical bases of the BCI and constructs a five-element BCI evaluation index system(ecological environment,green development,social harmony,system perfection and cultural heritage)and utilizes the assessment method of the United Nations’Human Development Index to assess scientifically the effectiveness of the BCI in 341 prefecture-level cities.The results show the average BCI index(the Chinese Academy of Sciences Beauty Index)score to be 0.28,which is quite low,while the average scores for the individual element indexes of the ecological environment index,green development index,social harmony index,system perfection index and cultural heritage index are 0.6,0.22,0.29,0.22 and 0.07,respectively.All of these are relatively low values,with relatively large discrepancies in regional development,indicating that progress in the BCI is generally slow and unbalanced.To realize the BCI’s timetable and roadmap to a high quality and high standard,it is suggested that a common system for evaluating the progress of the BCI is developed and promulgated so that dynamic monitoring and phased evaluations can take place;BCI technical assessment standards are compiled and published;BCI comprehensive zoning is undertaken;pilot projects adapted to local conditions are launched in BCI sample areas;and BCI results are incorporated into performance indicators at all levels of government. 相似文献
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以H市市辖区为例,基于POI数据识别城市功能区,并结合NPP-VIIRS夜光遥感数据与夜间“两抢一盗”犯罪数据,构建双变量空间自相关分析模型,从整体及不同功能区角度探讨城市夜光与夜间“两抢一盗”犯罪的空间关系。结果表明：1）整体上,H市夜间“两抢一盗”犯罪形成“一主一副”的犯罪热点,且夜光与夜间“两抢一盗”犯罪存在空间异质性关系。2）大部分功能区在全局Moran’sΙ上表现为正相关。在局部LISA聚类上,只有居住用地、商业服务业用地和道路与交通设施用地呈现显著的空间异质性。商业用地的高-高聚类多数分布在一环及二环以内,低-低聚类多数分布在城市外围及边缘地带,高-低聚类与低-高聚类则零散分布在二者之间的区域;居住用地的聚类情况呈现南北区域差异;道路与交通设施用地则由于报警地点与实际案发地点可能有所出入,因而结果可信度降低。 相似文献
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将VIIRS时间序列夜光遥感影像首次应用于粤港澳地区,结合LandScan TM人口分布图等辅助数据,采用夜间灯光统计、位序-规模法则以及由基尼系数构建的夜光发展指数等方法,在地市级、区县级2种尺度上对其城市发展空间格局进行分析,探究其城市规模的时空演变情况。结果发现,2012—2018年粤港澳地区所有城市的夜光总量均呈现出增长的态势,但中小城市的增速明显高于大城市,汕尾市的夜光增长率高达310.35%。在位序-规模分析中,地市级与区县级的q值在2012—2018年分别下降了16.86%和13.52%,城市规模分布趋于分散的力量大于趋于集中的力量,城市间规模发展日趋平衡。夜光发展指数同样随时间的变化逐渐降低,城市内部夜光与人口之间的分配水平差距正逐渐弥合,中小城市的发展相对更快。同时,夜光发展指数下降最为显著的几个地级市均位于粤东地区,说明粤东地区近年来正展现出强劲的发展态势。 相似文献
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国内外大城市的城市森林时空变化对比研究 总被引：1，自引：0，他引：1
城市森林在减弱噪声、净化空气、调节城市气温等方面具有十分重要的作用。中国城市正处于快速发展阶段,对国内外大城市的城市森林现状及其时空变化进行对比分析可为中国城市森林的建设提供理论借鉴。跨区域城市森林对比研究的主要困难在于城市区域定义的差异导致不同城市之间可比性差。论文利用强度梯度法,基于夜间灯光影像及GlobeLand30地表覆盖产品,提取12个国内外大城市2000年和2010年的城市森林数据,探究其时空变化。结果表明,从现有城市森林量看,城市森林覆盖率及人均城市森林面积在发达国家城市中普遍偏高,而在亚洲发展中国家城市中非常低,例如纽约的人均城市森林面积高达316.5 m 2,而上海、新德里和雅加达则低于2 m 2。从时间变化看,2000—2010年城市森林面积增长率在发达国家城市中均小于70%,而在大部分发展中国家城市超过了100%。城市森林增加的最主要来源是城市面积扩张,减少的主要原因是转为硬化地面和城市草地。按照基于缓冲区分析得到的城市森林空间分布格局,这些城市可以分为3类：中心城区高、周边城区低(北京、首尔),中心城区低、周边城区高(广州、东京、圣保罗等),整个城区均低(上海、新德里、雅加达)。最后,基于对比结果为中国城市森林未来的发展提供了建议。 相似文献
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基于夜间灯光数据的快速城镇化地区城市扩展与重心演变分析——以河南省为例 总被引：2，自引：0，他引：2
利用DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,结合社会经济统计数据,分析了河南省城市建成区空间格局的变化;通过引入重心理论模型,识别了河南省经济、人口、灯光重心轨迹演变。结果表明：①以郑州为核心的中北部城市群,城市化进程较快,郑州和开封的空间扩展联系紧密;河南省东西向建成区扩展水平高于南北方向,中部平原区好于西南部山区,整体呈现集聚式扩张;②灯光重心主要向东北方向移动,与经济重心转移方向一致,与人口重心方向明显偏离。③夜间灯光强度与建成区面积相关性较高,经济发展情况与夜间灯光强度以及建成区面积的相关性均高于人口与灯光及建成区面积的相关性。 相似文献
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长江三角洲城市带扩展对区域温度变化的影响 总被引：24，自引：1，他引：23
利用DMSP/OLS 夜间灯光数据、土地利用统计数据和气象站常规观测资料, 结合NOAA/AVHRR、MODIS 反演的月地表温度数据, 定量考察了长江三角洲城市群热岛增温效应对区域温度气候趋势的贡献, 结果表明: ① 1992-2003 年长江三角洲城市化经历了一个快速的空间扩展过程, 宁镇扬、苏锡常、上海大城市区、杭州湾4 个城市群构成了一个“之” 字形城市带, 城市群之间出现城市化连片趋势, 城市带区域内1961-2005 年年平均气温增温 速率为0.28~0.44 oC/10a, 显著高于非城市带区域。② 城市热岛效应对区域平均温度的影响以夏秋季最强, 春季次之, 冬季最弱。③ 长江三角洲城市带热岛强度和城市总人口对数呈线性正相关关系。④ 城市带增温效应使得区域的年平均气温在1961-2005 年间增加了0.072 oC, 其中1991-2005 年间增温幅度为0.047 oC; 年最高气温升高了0.162 oC, 其中1991-2005 年间 增温幅度为0.083 oC, 表明1991-2005 年间长江三角洲城市带的空间扩展正在改变区域温度变化趋势, 且这种增温趋势显著。 相似文献
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基于分位数回归的江苏省城市化动力因子分析 总被引：1，自引：1，他引：0
识别城市化动力机制对城市化持续、合理发展有着至关重要的作用。文章对国内外研究进行综述发现,以往对城市化动力机制的计量研究多采用最小二乘法(OLS),对城市化的发展动力判断过于粗略的问题。文章首先通过变异系数、核密度估计方法,描绘出江苏省城市化发展分布状况,发现江苏省历年城市化相对差异基本稳定,城市化高速发展的同时,呈现出“双峰趋同”的态势。分位数回归方法能精确地描述解释变量对被解释变量在特定分位点的边际效应,因而可使用分位数回归与OLS回归对比分析影响城市化发展的动力因子。以2005年为界,将研究时段分为两个阶段,前后城市化动力因子存在明显差异OLS回归发现,行政力对城市化的影响作用越来越小,而市场力量、外向力等因素对城市化的影响相对增大。分位数回归结果表明,行政力量对城市化高的地区影响较弱,外向力对城市化水平高的地区的影响要大于城市化水平低的地区,市场力对城市化的影响随着城市化水平的提高则经历了一个先增大后减小的过程,产业结构的影响复杂多变。由此发现,江苏省城市化在不同阶段发展路径有不同的侧重点。 相似文献
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东北地区城镇化与生态环境的脱钩分析 总被引：5，自引：3，他引：2
以2003~2012年东北地区34个地级市数据为基础①(① 本文提及的地级市包括哈尔滨、长春、沈阳和大连4个副省级城市。),通过构建城镇化指数、生态环境压力指数,分析东北地区的城镇化发展及生态环境压力发展的时空演变特征,测度东北地区城镇化与生态环境的脱钩指数,判断其城镇化与生态环境的脱钩关系并探讨其发生变化的影响因素。结果表明：① 生态环境压力是城镇化累积作用的结果,呈现出一定的时空滞后效应;② 近10 a来,东北地区的城市发展经历了城镇化与生态环境由脱钩状态为主体向脱钩状态与负脱钩状态并举的演变过程,城市个体城镇化对生态环境效应的稳定性差;③ 投资驱动、资源型经济、生态环境倒逼和创新转型驱动等是东北地区城镇化对生态环境产生脱钩差异的根本原因。资源型经济和投资驱动是城镇化对生态环境产生压力的主要动因;生态环境倒逼和创新转型发展是摆脱城镇化对生态环境压力的关键动力。 相似文献
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基于空间计量模型的中国城市化发展与城市空气质量关系 总被引：1，自引：0，他引：1
采用中国289个地级及以上城市2016年的空气质量指数（AQI）和夜间灯光数据,运用空间滞后模型,从空间溢出效应视角出发探究了城市化发展与空气质量之间的定量关系。从空间滞后模型的估计结果来看,城市空气污染存在显著的空间溢出效应,周边地区空气质量的下降会导致本地空气污染情况加重。在城市发展过程中,城市经济发展水平的提高,引致的城市建设用地的扩张使得空气质量不断恶化;政府管制力的加强对空气污染的治理起到了促进作用,而居民环保意识和城市技术创新水平的提高有利于空气质量的改善。此外,PM2.5质量浓度的上升导致空气质量恶化。公路货运量在统计上与空气质量的关系不显著。从研究结果来看,协调城市发展与空气质量的关系以及加强空气污染防治的联防联控机制,是未来空气污染治理工作的重点。 相似文献
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Based on non-radiance-calibrated DMSP/OLS nighttime light imagery from 1992 to 2003, urban land area statistical data, meteorological data and land surface temperature data retrieved by MODIS and NOAA/AVHRR data, the influence of urbanization on regional cli-matic trend of temperature in the Yangtze River Delta (YRD) was analyzed. Conclusions are as follows: 1) There is a significant urbanization process from 1992 to 2003 in the YRD. Four city clusters of Nanjing–Zhenjiang–Yangzhou, Suzhou–Wuxi–Changzhou, Shanghai and Hangzhou Bay form a zigzag city belt. The increase rate of annual mean air temperature in city-belt is 0.28–0.44℃/10a from 1991 to 2005, which is far larger than that of non-city-belt. 2) The urban heat island (UHI) effect on regional mean air temperature in different seasons is summer>autumn>spring>winter. 3) The UHI intensity and the urban total population logarithm are creditably correlated. 4) The UHI effect made the regional annual mean air temperature increased 0.072℃ from 1961 to 2005, of which 0.047℃ from 1991 to 2005, and the annual maximum air temperature increased 0.162℃, of which 0.083℃ from 1991 to 2005. All these indicating that the urban expansion in the YRD from 1991 to 2005 may be regarded as a serious climate signal. 相似文献