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城市建成区是人类活动的物理空间,是监测城市化进程的重要指标,而夜间灯光影像是一种有效的城市建成区制图数据源。作为全球首颗专业夜间灯光遥感卫星,珞珈一号(LJ1)比可见光红外成像辐射仪NPP/VIIRS(NPP)的空间分辨率更高。目前关于珞珈一号城市建成区提取的研究尺度有限,缺乏系统性的大尺度评估。本文以NPP的表现为基准,首次评估珞珈一号在中国不同气候带及发展规模的城市建成区提取能力,并讨论集成LJ1和NPP两类夜灯数据的潜力。结果显示：一方面,LJ1百米制图结果的查全率一般都低于灯光溢出更明显的NPP;另一方面,得益于LJ1更高的空间分辨率和细节捕捉能力,除小城市外,LJ1提取结果的查准率均高于NPP。从F1值来看,LJ1只在超大/大城市可取得优于NPP的表现。当制图分辨率为500 m时,LJ1的F1值基本都低于NPP。两个分辨率的城市建成区制图结果均表明珞珈一号和NPP/VIIRS的联合利用优于单一夜灯影像。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(6)
近年来,夜间灯光影像被广泛应用于城市建成区提取,但由于数据分辨率低以及灯光溢出效应的影响,提取的建成区结果精度有待提高。基于中国珞珈一号01星(Luojia 1-01)和美国国家极地轨道伙伴卫星搭载的可见光红外成像辐射仪(national polar-orbiting partnership.s visible infrared imaging radiometer suite,NPP/VIIRS)提供的两种夜间灯光影像,提出了夜间灯光兴趣点(nighttime lightpoint of interest,NTLPOI)综合指数,首先利用阈值法实现了NTLPOI综合指数处理前后的建成区提取,然后与参考建成区进行对比分析。结果表明,NTLPOI综合指数在反映建成区整体形态的同时,也保留了其边界等细节信息;景观格局指数表明,建成区提取结果有更好的连通度和复杂度;查准率、查全率和F1分数证明NTLPOI综合指数有效提高了建成区的提取精度,Luojia 1-01结果提升了约5%,NPP/VIIRS结果提升了约3%,且在发展程度不一的主城区和非主城区均取得良好的效果。相较于NPP/VIIRS,Luojia 1-01融合POI后,能在保证高精度的同时,在建成区边界和细节信息方面表现更优,具有广阔的应用前景。 相似文献
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基于NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据,采用阈值法结合统计数据提取了城市建成区范围,并通过图斑综合与边界平滑等方法对城市建成区进行了筛选和边界优化.将NPP/VIIRS数据分别与POI核密度、不透水面产品进行耦合性分析发现,虽然NPP/VIIRS空间分布与POI核密度、不透水面具有一定重叠度,且变化趋势一致性较高,但整体相关性不高.选取扩展速率、扩展强度、紧凑度、分形维数、用地增长弹性系数和标准差椭圆等指标对城市空间结构和变化趋势等进行了定量研究.结果表明,重庆市2013-2019年城市扩张趋势明显,扩展速率和扩展强度呈年际波动趋势;城市以外部扩张为主,重心整体向东南方向偏移;紧凑度水平和不规则程度整体较低,且呈逐年降低的趋势;可能存在人口增长与用地比例失调的情况,但变化趋势逐渐变好.通过对城市空间格局变化的分析,以期能为未来城市建设布局提供一定参考. 相似文献
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曾冰 《测绘与空间地理信息》2021,44(3):7-11
借助CiteSpace软件工具梳理国内夜间灯光数据研究进展与热点.研究发现:1)大数据时代的来临助推了夜间灯光数据研究,国内夜间灯光数据研究成果主要集中于地理类、测绘类、经管类三大类期刊,作者间表现出“大分散、小聚合”特征,彼此间联系较为分散,国内研究机构间成果差异比较明显;2)DMSP/OLS是目前夜间灯光数据研究领域中的主流数据源,当前夜间灯光数据主要集中于城市发展、社会经济指标、人口发展、生态环境评估等领域,但研究方法比较单一,尤其是在技术处理上有待加强.NPP/VIIRS数据源对DMSP/OLS数据源有替代与延续的意义,未来应注重学科间的交叉融合,回归于数据技术处理,加强DMSP/OLS与NPP/VIIRS等其余夜间灯光数据源的融合. 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(10)
针对灯光溢出特性导致的采用夜光数据提取城市建成区精度低的问题,提出了采用邻域极值法的建成区提取方法。首先,应用一元二次回归模型对夜光数据进行相对辐射校正处理;然后,通过邻域极值滤波得到描述影像灰度值空间变化特征的极值影像;最后,采用极值搜索算法获取建成区边界影像,并利用二值分割法提取城市建成区。实验结果表明,所提方法的平均Kappa系数和阈值选取时间分别为0.85、37 s,较突变检测法和统计分析法分别提高了0.03、1 503 s和0.01、443 s。提取结果的空间形态更接近于参考数据,具有更好的提取效果和稳定性。 相似文献
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武汉大学研制的启明星一号（Qimingxing-1,QMX-1）卫星具备夜间可见光成像的功能,该卫星于2022年2月27日成功发射。为评估QMX-1夜间灯光影像的数据特点,选择北京市、深圳市和武汉市作为研究区域,将QMX-1夜间灯光影像与珞珈一号01星（Luojia1-01,LJ1-01）夜间灯光影像在数据统计特征、路网方面进行了多层次的对比分析,并利用小波分析评价启明星一号夜间灯光影像的空间特性。分析结果显示,QMX-1夜光影像与LJ1-01夜光影像灰度值分布不同,QMX-1夜光影像灰度值更加均一;QMX-1夜光影像中道路更易于辨认,且QMX-1夜光影像灰度值与道路长度和道路核密度具有更高的相关性;在QMX-1夜光影像上,23 m和46 m分辨率的小波分量均占约15%的能量,说明QMX-1夜光影像蕴含了丰富的空间细节信息。研究发现QMX-1夜光影像是一种质量较高的夜间灯光数据源,20 m左右空间分辨率的夜光数据能够更有效地反映城市细节信息。 相似文献
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遥感卫星的波段设置、信噪比及传感器观测角度等因素都会影响作物提取精度。为充分挖掘与发挥Sentinel-2卫星多光谱成像仪(MSI)与Landsat 8陆地成像仪(OLI)在冬小麦信息提取方面的优势,本文以商河县为研究区,基于两数据源的光谱特征、纹理特征、植被指数特征组合数据,利用随机森林(RF)与支持向量机(SVM)对冬小麦进行提取。结果表明:基于单一影像的最优Kappa系数与最优OA分别为0.89和95.13%,基于组合数据源的最优Kappa系数为0.92,最优OA为95.28%,两数据源组合的精度优于单一数据源提取精度;数据组合效果与分类器的性能有关,RF的Kappa系数相对于SVM分别提升0.04、0.20和0.11,OA分别提升2.41%、11.31%和6%,RF对冬小麦提取精度优于SVM。本文研究结果对于构建中高分辨率影像组合的典型农作物分类提取体系具有重要意义。 相似文献
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夜间灯光影像可衡量城市进程.建成区与植被覆盖度具有一定的负相关性.本文用基于植被校正的城市夜间灯光指数(Vegetation Adjusted NTL Urban Index,VANUI)提取云南城市建成区.先对两种影像进行相互校正,再与归一化植被指数合成基于植被校正的城市夜间灯光指数,最后基于指数采用分水岭分割算法提取城市建成区进行时空演变分析.研究表明:VANUI指数可以对建成区边缘进行较高精度的识别;滇中建成区的扩张速度和强度在全省保持在较高水平;主要城市的建成区紧凑度都在减小;全省建成区重心的偏移呈现东南—东南—东南—东北—西南—东北方向,建成区重心偏移位置变化不大. 相似文献
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夜间灯光数据被越来越多地应用于人口空间化领域的研究中.珞珈一号夜间灯光数据是最新一代的夜间灯光数据,为探究其在人口空间化方向的应用价值和潜力,以珞珈一号夜间灯光数据和土地利用数据为源数据,在乡镇(街道)尺度上分区建立了渐进回归模型,进而得到北京市人口空间化结果,并与NPP/VIIR的结果进行对比.结果表明,珞珈一号夜间灯光数据回归结果的拟合程度和精度均优于NPP/VIIRS回归结果,且这种优势在人口密度小的区域更明显;基于珞珈一号夜间灯光数据的人口空间化结果能清晰展示城市内部人口空间分布的差异,对城市资源、环境管理具有实际意义. 相似文献
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以金普新区为例,利用DMSP/OLS夜间灯光数据和VIIRS/NPP DNB新型夜间灯光数据,采用较高分辨率数据比较法,提取了金普新区城镇空间信息,并对提取结果进行了精度验证。运用等扇分析法和环形分析法对新区建成区的扩展变化特征和驱动因素进行了分析,具体表现为:扩展强度呈波动上升趋势;在各方向的拓展特征中,N、NNE和NEE扇区是建成区拓展的主导方向;从历史变化过程来看,拓展热点地区呈由西北到东南再到西北的倒立"钟摆式"发展历程;紧凑度前平后升,分形维数先升后降,形状指数前降后平;外部形态整体较为破碎,但具有一定的"趋圆性"。自然环境、社会经济条件、交通路网和政策措施共同决定了金普新区的城市形态特征。 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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建筑物是城市的重要标志之一,综合利用LiDAR数据和高分辨率遥感影像可以充分发挥不同数据源中提取建筑物的优势。本文基于面向对象分类理论,利用机载LiDAR数据和GeoEye高空间分辨率遥感影像,在多尺度分割的基础上对实验区分类并提取建筑物,进而对提取结果进行精度评价。实验表明,将LiDAR数据与高分辨率影像数据结合能够很好地提取建筑物,建筑物提取精度达89.28%。 相似文献
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基于DMSP/OLS数据的南京市建成区扩展研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以南京市为研究区,先利用一元二次回归模型对2000~2010年的灯光数据影像进行预处理,利用突变检测法计算各年份提取城市建成区的阈值,并基于该阈值分割南京市2000~2010年的城市建成区;然后运用最大似然法分类2000年、2005年和2010年的TM影像得到南京市建成区,并勾绘出城市建成区的范围;再对2000~2005年和2005~2010年提取的城市建成区扩展结果进行空间对比,以验证突变检测法的准确性;最后将南京市2000~2010年的城市建成区进行叠加,并结合实际分析了城市内部建成区的扩展情况。 相似文献
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夜间灯光数据DMSP-OLS经常被用作区域范围监测城市区域,但是其低空间分辨率和"溢出"效应容易导致产生较差的结果。经过分辨率更高的Landsat数据能够得到更精确的结果,但所需的大量人力限制了其在大尺度下应用。本文利用非监督机器学习,提出了一种结合Landsat和DMSP-OLS的30 m分辨率城市提取方法。基于城市像元常常同时拥有两种特性(如更高的夜间灯光强度和位于不透水面区域),分类学习的训练样本被自动提取。然后,两种数据提供的4种互补的特征(光谱、纹理、不透水面指数和夜间灯光强度)被用作城市/非城市分类。实验结果表明:相对于仅仅使用单一数据源,结合两种数据能够得到更好的城市提取结果,因此,本文提出的方法能可靠且高效地提取大范围城市区域。 相似文献
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城市建成区的发展状况是地理国情监测的重要内容,本文基于遥感影像数据和POI数据对城市建成区进行提取,针对二者的适用性问题进行了研究。试验以沈阳市为研究区域,在研究区域内选择2016年遥感影像数据和POI数据作为数据源进行对比分析。首先,对遥感影像数据和POI数据进行预处理;其次,通过监督分类的方法对遥感影像进行建成区的提取;然后,采用核密度估计法分析POI数据并提取出建成区;最后,利用叠加分析法对比分析这两种数据的适用性。试验结果表明：使用遥感影像数据作为数据源可以较为全面客观地反映城市建成区的发展现状;利用POI数据提取出的城市建成区具有较强的经济属性,能够很好地反映出城市中的经济活跃区。 相似文献
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结合DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,对天山北坡城市群1992—2018年的城市夜间灯光进行空间扩展演变研究.利用城市扩展强度、紧凑度以及城市重心转移方法来分析天山北坡城市群城市扩展时空变化特征.结果表明:①1992—2018年天山北坡城市群城市夜间灯光扩展强度值呈高-低-高变化趋势.②在研究期间研究区... 相似文献
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多源数据融合下的城市化与生态环境耦合协调研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用DMSP/OLS、NPP/VIIRS和Landsat遥感影像数据分别提取平均夜间灯光指数(ANLI)和生态环境指数(RSEI),构建城市化与生态环境耦合协调度模型,定量分析研究区在2000—2015年的城市化与生态环境耦合协调发展状况.结果表明:①2000—2015年的乌鲁木齐城市化水平持续上升,一带一路倡议和生态... 相似文献