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1、2009.1GIS技术遥感信息基于DMSP/OLS夜间灯光数据的城市人口估算———以湖北省各县市为例曹丽琴,李平湘,张良培(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079)摘要:城市人口数据是了解城市发展的重要因素,对研究城市环境等方面也有重要意义。随着GIS和遥感技术的发展,利用大面积、多时相的遥感数据研究城市人口的技术也日渐成熟。本文借助遥感数据和GIS手段分析2000年湖北省各县市DMSP/OLS卫星的夜间灯光数据亮度值与各县市城镇人口之间的关系,建立相应的模型模拟湖北省2002年76个县市城区人口,其结果预测吻合度为9
2、8.94%,平均相对误差为10.95%,说明利用夜间灯光数据对城镇人口做短期的预测可以达到很好的效果。关键词:遥感;夜间灯光数据;人口;预测中图分类号:TP79,P208文献标识码:A文章编号:1000-3177(2009)101-0083-05[13]等也利用DMSP/OLS数据在基于光斑特征及人1引言口-距离衰减律模拟了中国人口密度。鉴于夜间灯城市人口信息直接影响其经济、社会的发展和光数值与人口密度关系密切,且中国大陆20世纪资源的利用,正确的认识人口的分布和增长对提高90年代的夜间灯光的斑块基本上是连续增加的,在人口素质、资源和环
3、境的综合管理能力意义重大。前一个时期DMSP/OLS图像上出现的灯光斑块在[1]传统的由统计部门获得人口资料的方法需要消耗大后一个时期是不会消失的,因此可以利用多时相量的人力、物力和时间,特别是对大范围的人口信息的数据之间的关系估算未知年份的人口值,为认识的统计困难较大。GIS和遥感技术的发展为人口信和了解城市发展提供参考。息的获取提供了新的途径。美国军事气象卫星De-本文以湖北省为例,利用GIS平台提取的DM-fenseMeteorologicalSatelliteProgram(DMSP)搭SP/OLS各县市夜间灯光数据,结合湖北省
4、往年的载的OperationalLinescanSystem(OLS)传感器为人口社会统计资料,估算湖北省2002年各县市城区大尺度的城市研究提供了一种新的数据获取手段,人口数。具体思路:(1)分析2000年湖北省各地级DMSP/OLS传感器可在夜间工作,能够探测到城市市一直辖市的城镇灯光亮度与城区人口的关系,建灯光甚至小规模居民地、车流等发出的低强度灯光,立相应的线性模型,并利用该线性模型仿算2002年[1]并使之明显区别于黑暗的乡村背景。国内外很多16个地级县市一直辖市的城镇人口;(2)利用2000学者已将此数据用于研究城市问题,例
5、如利用DM-年湖北省市辖区一县级市及神农架区数据建立BPSP/OLS数据分析与社会经济因子的线性相关性,神经网络模型,并利用该模型估算市辖区一县级市[2][3～4]这些社会因子包括人口密度、城市面积扩张、及神农架区的城镇人口。[5][6～7]热岛效应、国内生产总值(GDP)和电力能源[8][9～11]2研究区域和数据准备消耗等。陈晋、卓莉等利用灯光数据发展中国城市化评价指数,分析中国城市化特征等。2.1研究区域[12]C.P.Lo等用DMSP/OLS辐射定标夜间灯光强湖北省位于我国中部,介于北纬29°05′～33°度数据估算了行政单元上
6、的平均人口密度,卓莉20′,东经108°21′～116°07′之间。东西长约470km,收稿日期:2008-03-19修订日期:2008-06-16基金项目:国家“973计划”资助项目(2009CB723905),国家“863”计划课题项目(2007AA12Z148,2007AA12Z181)、国家自然科学基金项目(40771139,40523005)、“极地测绘科学国家测绘局重点实验”开放基金。作者简介:曹丽琴(1981-),女,汉族,湖北天门人,博士研究生,研究方向为遥感应用及遥感图像处理。E-mail:caoliqin0823@1
7、26.com83遥感信息GIS技术2009.12面积18.59km,占全国总面积的1.94%。全省辖0.008333Degrees。各县市城镇人口的统计数据来12个地级市、1个自治州(恩施自治州),直辖3个县源于《湖北省统计年鉴》和中国自然资源数据库(ht-级市(仙桃市、天门市、潜江市)、1个林区(神农架林tp://www.naturalresources.csdb.cn/index.asp)。区)、33个市辖区和26个县级市。2000年底,全省2.3数据处理总人口5949.28万人,城镇人口2393.09万人,其中(1)投影格式转换省
8、辖市城镇人口占全省总人口比重为40.22%。美国国家地球物理数据中心提供的DMSP/2.2数据来源OLS夜间灯光遥感数据的地理坐标投影是Geo-本文采用的DMSP/OLS夜间灯光遥感数据来graphic(L
