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硕士生发表SCI论文夜间灯光遥感如何更精准,夜间,灯光,EditSprings,艾德思

网络 | 2018/11/26 13:19:19  | 93 次浏览

sci

To cite:  Zihao Zheng, Yingbiao Chen, Zhifeng Wu, Xinyue Ye, Guanhua Guo & Qinglan Qian (2018): The desaturation method of DMSP/OLS nighttime light data based on vector data: taking the rapidly urbanized China as an example, International Journal of Geographical Information Science

   我院吴志峰教授的华南城市生态与人居环境研究中心在夜间灯光遥感领域取得新进展,团队硕士研究生郑子豪在导师陈颖彪教授指导下以第一作者的身份在sci源期刊(IF=2.37, 2017)期刊上发表文章,该期刊在JCR类别中的计算机科学/地理学和信息科学中均排名前列.

研究背景

   在使用NTL (Nighttime Light)数据分析城市化和城市内部结构的过程中,由于OLS (Operational Linescan System)传感器本身的缺陷,DN值的上限仅为63.故当使用NTL数据描述城市的实际照明强度时会出现饱和现象,尤其是在城市中心区域.夜间灯光强度的细节损失,难免导致其应用在城市化研究中的准确性.虽已有学者曾开展消除NTL饱和的方式研究,如VANUI (Vegetation Adjusted Normalized Urban Index) 和EANTLI (Enhanced Vegetation Index (EVI) Adjusted Nighttime Light Index),但均不尽人意.于此,本文提出 VDANTLI (Vector Data Adjusted NTL Index),通过矢量数据,校正NTL饱和问题.

       

 

Methodology for correcting the saturation problem of NTL through the vector data. The corrected results have more light intensity differences and higher spatial resolution than the native NTL.

案例地

   本文选择的案例地分别为京津冀/长三角和珠三角地区,是中国经济发达和城市群发育程度较高的地区.本文将通过分析案例地的空间分布和结构,用于实证VDANTLI的去饱和能力研究.

       

 

       

 

结果与分析

(1)VDANTLI去饱和能力的评估

   将VANUI/EANTLI/VDANTLI和原NTL进行标准化处理,比较四者在珠三角中夜间灯光最饱和地区的细节表现.其中祖庙/市桥和北京路三个商业区中,EANTLI和VDANTLI都比VANUI的处理效果更好,但VDANTLI的空间分辨率更高,可以进一步分析区内细节差异.此外,槎头岛是由大量水体,部分植被和少量建筑组成的小岛,位于城市郊区.VANUI和EANTLI在此地呈现为较高值,VDANTLI则为较低值.

       

 

The 2013 normalized saturated NTL, VANUI, EANTLI and VDANTLI for select sample regions around the PRDUA .

此外,本文还选择了广州市的主要城区,使用从高分遥感卫星图像中提取出的土地利用数据来验证夜间灯光数据校正的准确性.

       

 

Comparison of the area occupation ratio of lighting area and the classification results of land use based on high resolution image extraction in the main city of Guangzhou.

其后,进一步比较了2013年京津冀地区饱和的夜间灯光数据中,NTL,VANUI,EANTLI,VDANTLI和RCNTL的横断面.

       

 

       

 

Transect of native NTL, HIS, VANUI, EANTLI and VDANTLI in BTHUA, China.

最后,考虑到城市夜间灯光数据与社会经济指标之间的高度相关性,选择了长三角中的26个地级市,分析其各种光谱指数(包括原NTL,HSI,VANUI,EANTLI和VDANTLI)与社会经济指标之间的相关性.

       

 

The Characteristics of Normalized GDP, EC, NTL, HIS, VANUI, EANTLI and VDANTLI in 26 prefecture-level cities, YRDUA.

(2)VDANTLI的时间和分辨率特征

   尽管在植被指数校正后NTL数据的准确性有所提高,但由于NDVI或EVI的分辨率有限,仍未能突破固有的空间分辨率.矢量数据在空间分辨率上具有优势,可以在校正饱和度的过程中动态设置网格的大小,故VDANTLI可根据空间分析的需要,随时调整的空间分辨率.本文以上海为例,选择三种不同的空间分辨率网格,分别计算其GVDD.

       

 

Multilevel spatial resolution of VDANTLI in Shanghai, China.

结论

   与基于植被特征来消除夜间灯光数据饱和的几种方式相比,VDANTLI选择与社会和经济发展更密切相关的多层次路网数据和POI数据作为校正参数.通过上述研究可知,VDANTLI在城市发展研究和城市结构分析中具有独特的优势,或可在未来有更多深入研究.

   作者简介

郑子豪同学为我院2015级地图学与地理信息系统专业的硕士研究生;目前作为广州大学-帕多瓦大学联合培养博士生,已赴意大利帕多瓦大学(University of Padua)攻读博士,导师为Paolo Tarolli教授与吴志峰教授,研究方向为Land Environment, Resources and Health,未来将继续在地理信息科学领域深造.

 

 

 

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