印度的灯光比中国亮？夜光遥感开垦地球上的“星海”

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本文综合整理自微信公众号“中科院遥感地球所”与国家电网回应。

美国国家航空航天局（NASA）发布的全球夜间灯光地图显示，印度比欧美、中国还亮！难道又开挂了？

明明两国经济数据差异很大，中国的GDP和发电总装机容量都是印度的5倍多。今天，国家电网对此给出了回应。网友纷纷讨论电网的回应是否靠谱，我想来说一说拍摄这张照片所用到的夜光遥感技术。

下图是美国国家航空航天局（NASA）发布的全球夜间灯光地图，不少朋友表示：涨见识了~

但是！也有小伙伴从文中发现了惊天秘密：

为什么印度比中国要亮？？？

莫非印度真的开挂了？埋头发展，经济和电力水平已经超过中国和欧美了？或者NASA被操控了……

中印经济和电力发展水平到底怎样？来！数据可不会骗人。

印度方面能查到比较准确的数据是2015年的，所以我们选取了中国2015年的数据来对比。

首先是中印两国电力发展情况对比，2015年，中国发电总装机容量是印度的5倍多，而人均用电量，中国差不多是印度的4倍。

没有对比就没有伤害！

但灯光的问题怎么解释呢？

在网上，各路大神也探讨了这个问题，众说纷纭。把这些观点集中起来，归纳出了两点。

Number1 地形差异

印度的平原面积约占国土面积的40%，南部的德干高原平均海拔也在1000米以下。中国平原面积仅占国土面积的12%，高原、山地占比偏多，并且海拔高、地形崎岖。

高原、山地集中的中国西部地区，土地面积占全国总面积的71%，人口数却只占全国总人口的28%。很多戈壁、沙漠和雪山没有人居住，当然灯光黯淡啦。

上亚洲地势图，感受一下~

另外，印度东、西、南三面大部分沿海，北面挨着青藏高原，四面都不怎么亮，所以就显得它特别亮啦。

Number2 城镇化水平

2016年中国的城镇化水平已经超过57%，而印度约为35%。村庄在灯光图上是点点的星光，所以整体看起来印度比较亮。而中国则是以大城市为中心的一个个大光点。比如下图~

另外，据分析，NASA这张灯光图没有区分光的强弱。

网上大神分析了这张灯光图上光的强弱，发现印度是蓝绿很多，红黄橙极少。但是，只有灯光橙、红的地方才是经济发达的地区。

这些分析你认为是否合理呢？网友议论纷纷，中国科普博览的微博网友@明说15的观点大家也可以参考一下。

但我想，无论你同意哪一种观点，小编我身为和平的小天使，只是单纯地希望关于夜光遥感大家可以了解得更多一点~

夜光分布图（来源：Geology & Geophysics - Texas A&M University）

（动图显示）1992-2012年中国夜间灯光时序变化

美国东海岸复合成像，过滤出气溶胶层、月光和其他自然光源，对城市灯光进行单一监测。（来源： NASA）

海面上点缀着星星点点的渔船队，一些船通过发射亮光吸引猎物。（来源：NASA）

夜光遥感是获取无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。这些信息大部分由地表人类活动发出，其中最主要的是人类夜间灯光照明，同时也包括石油天然气燃烧、海上渔船、森林火灾以及火山爆发等来源。

这片“星海”主要就是地球上的灯光。

相比于普通的遥感卫星影像， 夜光遥感影像更多地反映人类活动， 因此它在社会科学、环境科学和地理科学多个领域得到了广泛的应用。

下面我们来看看，夜光遥感的应用领域~

1

社会经济参量模拟

大多数国家是根据本国需要制定社会经济参量统计口径，并依据行政范围统计汇总社会经济参量，缺乏时效性和空间细节信息，而且不利于国家之间直接对比。夜光灯光与人类活动高度关联，同时具有时空一致性等优势，综合夜光数据和经济统计数据、土地覆盖等数据能够进行高分辨率社会经济参量制图。

此外，夜光遥感还可以用于贫困度评估和货运量空间模拟，其中贫困度评估在当前我国精准扶贫政策中具有应用潜力。

朝鲜与韩国夜间灯光对比，可直观反映社会经济差距

美国GDP模拟 （来源：Doll, C.N.H., et al(2006).）

利用夜光遥感数据开展中国GDP和人口空间模拟 （来源：Zeng, C.Q., et al.,(2011).）

贫困度评估（来源：Yu, B., et al.,2015）

货运量评估（来源：Kaifang Shi, et al.,2015）

2

城市监测

由于城镇在夜间利用照明设施发出亮光，夜光遥感能够有效捕捉灯光辐射信息，可利用夜光遥感影像准确识别提取城市，并评估城市化水平。

城市扩展监测（来源：Zhou, Y.Y., et al.2014）

城市化水平 （来源：Gao, B., et al，2015）

3

生态效应评估

光污染已经成为继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染。夜光遥感技术能够快速准确地评估大尺度夜光污染状况。从下图可以看出我国夜光污染增长主要集中东部沿海城市和中部省会城市。

夜光污染还会对野生动物生境（生物出现的环境空间范围,一般指生物居住的地方）和保护区生态功能造成影响，夜光遥感还可以用来评估全球尺度夜间灯光对海洋生态保护区的影响。

夜光污染评估：中国夜光污染趋势，红色表示增长，蓝色表示下降

夜光污染评估（来源：Jiang, W.; He, G.J.; Long, T.F.et al.,2017）

夜间灯光对全球海洋生态保护区的影响（来源：Gaston, K.J., J.P. Duffy, and J. Bennie,2015）

4

人道主义援助

利用夜光灯光影像有助于开展人道主义救援。武汉大学李熙和李德仁利用时序夜光影像数据，分析4年叙利亚内战夜光变化，发现内战导致叙利亚83%的夜间灯光消失，大部分叙利亚城镇处于黑暗之中，如下图所示，夜光骤减的地区与内战爆发区域基本重合。

利用夜间灯光影像评估叙利亚战争，从图中可发现战后城市夜间灯光显著减少。（来源：Li, X. and. Li, D,2014）

5

油气监测

由于油气燃烧所产生的温度范围为1500k到3000k，辐射亮温远高于照明灯光和燃烧火点，在夜光遥感影像尤其突出，可利用夜光遥感识别油气火点。进一步地，可充分挖掘夜光与油气开采强度关联关系，构建油气燃烧量与夜光遥感强度模型，从而估算区域乃至全球油气燃烧量。

油气火点燃烧能够有效被夜光遥感捕捉，可利用夜光遥感识别油气火点。（来源：Elvidge, C.D., et al.,2009）

6

海上渔船

在黑暗的海洋背景上，渔船捕捞需要利用鱼类趋光性开展捕捞，所利用的强光源能够被夜光遥感传感器捕捉到，从而可利用夜光遥感有效地监测海上捕捞渔船活动。

利用夜光遥感监测海上捕捞渔船活动（来源：Waluda, C.M., et al.2004）

7

“一带一路”国家战略

“一带一路”战略涉及多个学科领域，需要有精确客观的空间信息技术支撑。夜光遥感特质契合其多项现实应用需求，未来在该区域有4个潜在应用领域：油气开采时空信息挖掘、社会经济参数估算、生态环境评估、城市化过程重建。

夜光遥感在“一带一路”战略中的应用潜力（来源：江威; 何国金; 彭燕;等,2017）

夜光遥感数据来源：

夜光遥感目前有两种常用的数据源：DMSP-OLS和NPP-VIIRS。

数据下载地址：http://ngdc.noaa.gov/eog/

OLS 提供1992-2013年时间序列数据全球夜间灯光遥感产品。

VIIRS自2011年发射，成为新一代夜间灯光遥感数据，发布自2012年4月以后每月全球夜光遥感产品。

中科院遥感地球所公众号：

夜光遥感内容由中国遥感卫星地面站江威、何国金提供。 

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