【点赞】美国宇航局采用武汉大学李熙团队成果制作新一代夜光遥感标准产品

近期，美国宇航局（NASA）发布了新一代夜光遥感影像产品（英文：Black Marble；中文翻译为“黑色大理石”），较之前的产品新增了月合成和年合成的多角度产品。根据NASA的用户手册，该产品制作的理论依据源于武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室李熙团队在2019年的研究发现。

夜光遥感是获取夜间地表发光的遥感手段，被广泛应用于社会经济研究领域，是遥感学科的重要交叉领域。由于夜光遥感影像具有较强的不稳定性，一般利用一段时间（一个月或一年）内平均的夜光亮度作为遥感产品，用来反映社会经济的发展。

2019年，李熙团队发表在《Remote Sensing of Environment》的研究论文“Anisotropic characteristic of artificial light at night – Systematic investigation with VIIRS DNB multi-temporal observations”，首次对卫星观测夜光亮度的角度效应进行了揭示，并提出采用二次多项式量化天顶角-辐亮度的关系。同时，该研究还揭示了在高层建筑物区域存在明显的 “冷热”点效应，从而推测城市三维形态会影响这种角度效应的具体表现形式。

美国宇航局是全球遥感产品最权威的发布机构，其发布的遥感产品是全球变化、环境监测等研究的主要遥感数据源。由于采用了物理模型对大气、月光、植被等因素进行了校正，美国宇航局发布的夜光遥感产品是目前全球唯一的夜光定量遥感产品，能够精准的反映社会经济的变化信息。该遥感产品的初期版本仅提供了所有角度的平均产品，此次增加了近星下点（near-nadir）和侧视点（off-nadir）的平均产品，使得夜光遥感产品的类别大为丰富，数据容量增加了两倍，使用户可以灵活使用不同类型数据，以满足具体的科学研究与应用。

在黑色大理石产品《用户手册》中，NASA说明了此次新一代产品的更新源于李熙团队的上述发现。“用户必须知道VIIRS DNB得到的人工光表现了很强的角度效应（Li et al, 2019），该效应影响了（灯光的）提取，特别在城市中心密集区，星下点的亮度显著性高于侧摆角下的亮度…为此，NASA的Black Marble增加了多角度的月合成产品和年合成产品”。

图1. Black Marble《用户手册》指明多角度产品制作来自李熙团队的发现（见手册第六页）

图2. Black Marble《用户手册》提供的夜光多角度产品列表

李熙为测绘遥感信息工程国家重点实验室教授，从2012年开始从事夜光遥感研究，夜光遥感应用研究成果曾被联合国安理会以及国务院办公厅采纳，并发起了我校与联合国训练研究所（UNITAR）在地理信息领域的谅解备忘录。

目前，李熙教授主持的国家重点研发计划项目“面向可持续发展目标进展评估的夜间灯光遥感关键技术及应用示范”从夜光遥感的成像机理出发，在地球观测组织（Group on Earth Observation）工作计划下，发展一系列夜光遥感方法来评估联合国2030可持续发展目标的进展。

此次NASA的产品制作体现了李熙团队对于夜光遥感机理研究的显著贡献，也将推动夜光遥感应用的进一步发展。

相关材料的链接：Black Marble产品用户手册《Black Marble User Guide Version 1.2》https://viirsland.gsfc.nasa.gov/PDF/BlackMarbleUserGuide_v1.2_20210421.pdfBlack Marble产品的主页https://viirsland.gsfc.nasa.gov/Products/NASA/BlackMarble.html李熙团队的夜光多角度效应论文Li, X., Ma, R., Zhang, Q., Li, D., Liu, S., He, T., Zhao, L., 2019. Anisotropic characteristic of artificial light at night – Systematic investigation with VIIRS DNB multi-temporal observations. Remote Sensing of Environment. 233, 111357

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425719303761

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来源：GIS圈

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