老挝地区灯光数据整理报告.docx

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1、老挝地区灯光数据整理报告1.灯光数据简介通常，遥感数获取的是地表的太阳辐射信号，而灯光数据，采集的是夜间灯光、火光等产生的辐射信号。通过传感器在夜间的工作，能探测到城市、小规模居民地、车流等发出的低强度光，将其与背景区别开来。图1夜间灯光数据示意图可见，灯光数据，是人类活动检测研究的良好数据源。具体应用方向有：（1）监测城市扩展；（2）人口估算和人口密度模拟；（3）GDP、能耗量、碳排放量等因子估计；（4）灾害和战争破坏情况的监测；（5）监测渔火、林火等。根据传感器的不同，目前灯光数据的来源主要有2个：NPP（NationalPolar-Orbi

2、tingPartnership）对地观测卫星上搭载的可见光红外成像辐射仪（VisibleinfraredImagingRadiometerSuit，VIIRS）和美国军事气象卫星(DefenseMeteorologicalSatelliteprogram，DMSP)卫星上搭载的OLS（OperationalLinescanSystem）传感器。DMSP数据和VIIRS数据的参数对比如下表。参数DMSPVIIRS制造方美国空军NASA发射时间1980年2011年11月21日扫描幅宽3000km3000km离地高度850km827km星下点分辨率1k

3、m400m采用波段0.5—0.9um0.5—0.9um图像量化位数6bit14bit单位DNWatts/cm2/sr产品年平均（1992-2013）月平均（2014.1~）表1DMSP与VIIRS参数的对比两种灯光的对比如下：图2两种不同数据源的比较2数据处理流程实际工作中，为了同时研究灯光数据的年际变化和年内变化，下载了2004-2013年的DMSP年平均数据，以及2014年1月到2016年7月（缺2015年9月和2016年4月）的VIIRS月平均数据。对于VIIRS月平均数据，由于其处理方法成熟，只需按照研究区域裁剪即可。DMSP年平均数据分

4、别由六代不同的传感器获得（表2），如果不加处理，会造成不同年份之间的数据缺乏可比性。因此，需对不同传感器的夜间灯光数据进行相互校正。故DMSP数据的处理流程分为两步：（1）裁剪区域；（2）亮度校正。YearF10F12F14F15F16F181992F1993F1994FF1995F1996F1997FF1998FF1999FF2000FF2001FF2002FF2003FF2004FF2005FF2006FF2007FF2008F2009F2010F2011F2012F2013F表2不同年份的DMSP卫星Elvidge等通过对世界各地的数万个观

5、测点进行了DMSP灯光数据的校正实验，得到校正公式：式中DN为原始影像中的亮度值，DNadjusted是校正后的亮度值，C0、C1和C2是校正参数。不同卫星的校正参数各不相同。卫星年份C0C1C2F162004-0.44361.2081-0.0030F162005-0.23751.4249-0.0063F1620060.02871.1338-0.0013F1620070.32100.92160.0013F162008-0.12031.0155-0.0001表3亮度校正参数按照公式依次对2004—2008年的灯光数据进行了校正。3.总结获取了老挝2

6、004-2013年共10幅年平均数据，以及2014年至今共29幅月平均数据，并进行了亮度校正。下一步计划：（1）分析老挝主要城市的十年灯光亮度的空间变化格局，评价主要城市发展情况；（2）与土地利用数据相结合，实现对资源环境要素的提取与分析。