学术前沿 | 干货！夜间灯光数据在三农、环境、能源等七大领域的应用（下）

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（灯光数据 图片来源于网络）

灯光数据在各个领域的学术文章汇总表（）

绿色发展

《浙江省碳排放时空格局动态及其对城镇化的响应研究》

博士论文.2020

朱恩燕 

浙江大学

摘要：二氧化碳浓度持续增加导致全球气候变暖,是当前国际社会共同关注的焦点问题。我国碳排放量长期处于高位,在社会经济持续发展的同时又面临着严峻的减排压力。因此,如何协调经济增长与低碳发展的关系是我国目前亟待解决的问题之一。快速城镇化是我国碳排放持续增长的重要驱动因素,也是我国社会发展转型阶段减排调控的重要切入点。在国民经济增长需求的持续性和产业转型的长期性背景下,探索城镇化与碳排放的相互关系并挖掘城镇化对碳排放的影响因素,有助于分担我国当前面临的减排压力,并从低碳视角指导城镇发展,促进城镇水平和环境效应持续协调并进。受数据可得性限制,基于IPCC方法的完整碳排放估算只能做到省级层面,因此本研究利用全国1995-2015年30个省市（西藏和港澳台除外）的城镇碳排放面板数据,构建基于夜间灯光遥感数据的城镇碳排放反演模型,获取了市级和县级尺度的城镇碳排放反演结果。在此基础上,以浙江省为研究区,分析了其1995-2015年的城镇碳排放时空格局动态特征。为了测度城镇化对碳排放的影响,本研究首先从动态的视角研究了城镇总体规模扩张与碳排放之间的时空耦合关系,进而基于城镇化内部的多维结构（土地、经济、人口、社会）,考虑碳排放的空间依赖性,运用空间滞后模型探究了碳排放对城镇化多维结构的具体响应,以期为低碳诉求下的城镇发展提供参考。本文的主要研究内容和结论如下:（1）基于夜间灯光遥感数据的城镇碳排放反演模型构建基于夜间灯光遥感数据,本研究首先采用面向对象的分区阈值法提取了我国1995-2015年的城镇用地。提取的总体精度在90%以上,平均Kappa系数为0.66,说明城镇提取结果精度良好,可作为后续研究的数据基础。参考IPCC的碳排放估算方法,根据我国各省的能源消费数据和外购电力数据,分行业（工业、建筑业、交通运输、商业以及城镇居民生活）估算了我国各省1995-2015年的城镇碳排放。结合1995-2015年全国30个省市（西藏和港澳台除外）城镇范围内的统计碳排放数据和夜间灯光数据,分区构建面板模型进行碳排放反演估算研究,由此将省级尺度的城镇碳排放数据反演到1km×1km的空间尺度。在此基础上,获得浙江省市级和县级行政单元的城镇碳排放量,利用2015年浙江省11个地级市和90个县区的统计碳排放数据对浙江省市级和县级尺度的反演结果进行了精度评价,R2分别为0.7715和0.7124,RMSE分别为635.55万吨和74.83万吨,表明反演精度良好。说明基于夜间灯光数据进行碳排放反演估算可以为后续研究提供良好的数据基础。（2）多尺度的城镇碳排放时空格局动态特征分析（1995-2015）以浙江省为研究区,运用探索性空间数据分析等方法研究了1995-2015年市级尺度和县级尺度城镇碳排放时空格局动态。结果表明:（1）浙江省城镇碳排放呈现先快速增长后缓慢增长的总体态势。（2）浙江省城镇碳排放的全局空间特征在市级尺度和县级尺度有所差异:市级尺度的碳排放空间差异表现出逐渐缩小的趋势,而县级尺度的碳排放空间差异程度基本维持不变;市级尺度的城镇碳排放不存在显著的空间自相关性,而县级尺度的城镇碳排放具有显著的空间自相关性。在时序上,市级尺度和县级尺度的Global Moran's I均表现为不同程度的递减态势,说明浙江省城镇碳排放的空间集聚性有所减弱。（3）县级尺度的碳排放局部空间自相关类型以正相关类型为主,其中高-高集聚类型主要分布在浙江省东北部地区,低-低集聚类型主要分布在浙江省西南部地区。1995-2015年期间,各类型集聚范围均略有缩减,进一步说明碳排放的空间集聚特征呈逐渐减弱的态势。（4）各尺度的城镇碳排放时空格局动态特征比较表明,不同尺度的城镇碳排放空间格局特征存在差异,较小的研究尺度更能揭示区域内部的空间格局差异,因此在进行后续碳排放相关研究时,因充分考虑其尺度效应。（3）城镇扩张与碳排放的时空耦合关系研究为了测度城镇总体规模与碳排放的相互关系,本研究首先对比分析了浙江省碳排放和城镇用地的时空分布特征,然后运用重心模型分析了碳排放和城镇用地的空间重叠性,借助耦合协调度模型在长时间序列上测度了城镇扩张与碳排放的协调发展动态,并在此基础上预测了到2020年两者的协调发展走向。结果表明:（1）碳排放增长与城镇扩张速率时序上均表现为先上升后下降的趋势,空间上城镇面积较大的地区,其碳排放量也较高。（2）碳排放重心和城镇用地重心之间的距离呈逐渐减小的趋势,说明两者的空间耦合态势在逐渐增强。（3）碳排放与城镇扩张的协调发展水平在时序上呈现先上升后下降的倒"U"形曲线,与库兹涅茨曲线理论相呼应。（4）预测结果显示2015-2020年,随着对城镇土地扩张的有力调控和对温室气体排放的有效控制,各地级市都逐渐向土地集约和低碳发展的模式转型。（4）多维城镇化对碳排放的影响与减排对策研究鉴于碳排放的空间依赖性,本研究选择了空间滞后模型来测度城镇化的多维结构（土地、经济、人口与社会）对碳排放的影响。结果表明:（1）城镇化的各个维度对浙江省碳排放的影响各有不同:土地城镇化通过城镇用地扩张与破碎化加剧了碳排放,而增强城镇用地之间的连通性则能抑制碳排放。经济城镇化当中第二产业比例的增长会显著增加碳排放,而总体经济增长水平的影响随着经济发展模式的转型在不断弱化。人口城镇化通过增加城镇人口比率和人口密度对碳排放起到抑制作用。社会城镇化一方面通过消费行为促进了碳排放,另一方面又通过居民意识水平的提高减缓了碳排放。（2）基于低碳发展的诉求,未来浙江省城镇用地规划应增强老城区功能并制定适当紧凑的城镇用地形态,提高城镇土地利用效率。此外,浙江省应该继续延续经济改革的任务,优化产业结构,持续强调经济增长的质量而非数量和规模。随着人口城镇化的持续推进,提高公众对低碳生活和绿色消费的意识水平,亦是城镇化过程中实现低碳发展的必然要求。

关键词：碳排放; 城镇化; 夜间灯光遥感; 时空格局; 协调发展; 响应

《绿色技术创新与区域经济发展——基于夜间灯光数据的研究》

《生态经济》. 2020,36(10)

于娱1 杨帆2 施琴芬2

1.南京审计大学审计与评估研究院

2.苏州科技大学商学院

摘要：在绿色技术创新日益成为绿色发展的重要动力条件下,以解决资源环境生态突出问题为目标,建立市场导向的绿色技术创新体系,成为绿色发展的重要内容。为探讨绿色技术创新空间集聚性对经济增长绩效的影响,采用DMSP/OLS夜间灯光数据以及绿色专利数据,分析绿色技术创新与经济发展之间的关系。采用Moran’s I指数测度1992—2013年中国区域绿色专利授权数量的空间集聚性,并建立地理加权回归模型分析绿色专利授权对区域经济发展的影响。研究发现,目前中国绿色技术创新的空间集聚性逐步增强,绿色技术创新对区域经济增长具有显著的正向影响。政府及相关部门需要强化顶层设计和系统谋划,加强区域间创新协作,建设并完善我国绿色技术创新体系。

关键词：绿色技术创新; 绿色专利; 夜间灯光数据; 空间计量分析; 地理加权回归

《多源遥感数据支持下的县域尺度生态效率测算及稳健性检验——以长江中游城市群为例》

《自然资源学报》. 2019,34(06)

马勇1 童昀1,2 任洁3

1.湖北大学绿色发展研究院  

2.湖北大学商学院  

3.昆士兰大学商学院

摘要：生态效率是评价区域生态文明水平的重要依据,也是地理学与经济学开展资源环境综合研究的常用指标和变量,县域尺度生态效率测度的研究匮乏,制约了上述问题在县域层面上开展。在长江经济带生态优先和绿色发展国家战略下,以长江中游城市群为研究区域,依托多源遥感数据构建县域尺度生态效率测算指标体系,应用非合意产出超效率EBM模型测算2000-2015年县域生态效率,利用GIS空间分析工具揭示其时空分异规律和空间关联特征。并设计稳健性检验方案,对县域尺度生态效率测度路径科学性及稳健性进行检验。结果表明:（1）各年份长株潭城市群和环鄱阳湖城市群所辖县域的生态效率均优于武汉城市圈所辖县域;（2）研究期内生态效率维持高位区域包括武汉市辖区等12个县市,生态效率持续低值区域包括瑞昌市等7个县市;（3）县域生态效率H-H集聚区由衡阳市、株洲市及其周边至2015年成片消失,L-L集聚区则按照顺时针走向,逐步形成围绕武汉市的闭合环形区域;（4）基于市域生态效率排名对比的稳健性检验表明,县域生态效率测度路径和结果具有较高可信度。

关键词：生态效率; 县域; 遥感数据; EBM模型; 稳健性检验; 长江中游城市群

《中国区域经济协调发展的演变特征:空间收敛的视角》

《财贸经济》. 2018,39(07)

陈丰龙 王美昌 徐康宁 

东南大学经济管理学院

摘要：区域协调发展战略是贯彻新时期发展理念、建设现代化经济体系的重大战略部署之一。本文使用校准后的城市卫星灯光数据,从空间收敛的视角来分析中国区域协调发展演变特征。结果显示,在考虑空间互动关系的前提下,中国城市经济增长总体上存在绝对收敛和条件收敛,基于不同空间权重的估计结果都支持了这一结论。基于空间溢出的学习效应、分享效应、竞争效应等是不同城市实现经济收敛的内在机制。进一步研究还发现,在过去的20年中,城市群收敛并不是中国俱乐部收敛的普遍现象,俱乐部收敛仅出现在相对富裕的城市群内。但高铁开通后,大多城市群的表现发生了逆转,经济增长基本呈现出收敛的趋势。本文的研究从一个更为客观的视角评估了中国城市层面区域协调发展的空间特征,对当前中国城市群发展战略以及高铁在中国经济的作用有重要启示。

关键词：区域协调发展; 空间收敛; 卫星灯光数据

《基于多源数据分析的北京市中心城绿色空间格局演变和优化研究》

博士论文.2018

李方正

北京林业大学

摘要：由城市绿地、农田、林地和湿地及水域构成的绿色空间对于保障北京市中心城社会和谐、经济高效、生态宜人、居住舒适,进而维护城市可持续发展具有重要意义。随着城市化的不断推进,北京市中心城社会经济的发展和环境的破坏严重威胁着绿色空间发展,其绿色空间格局发生着巨大变化,通过对实际建设后的绿色空间的变化监测,理清其演变机制,提出绿色空间优化格局,通过多种情景对绿色空间未来发展进行模拟预测对于提升绿色空间状况以构建可持续发展的城市具有必要性和代表性,同时这对于指导绿地系统规划方案制定提供重要的理论依据。研究以北京市中心城为研究对象,选择1992-2016年间1992年、2000年、2008年和2016年4个重要节点,对其遥感影像进行解译,通过计算北京中心城绿色空间面积和景观格局指数探究绿色空间格局的时空变化;利用偏最小二乘回归和地理加权回归方法,结合定性讨论,探究社会经济、自然和政策因素对绿色空间格局演变的影响程度和影响的空间差异性,理清绿色空间格局的演变机制;以功能为导向,生态安全、游憩需求和文化保护为目标,提出绿色空间面积和空间组合优化的形式-绿色空间理想格局。进而以绿色空间格局的演变机制为基础,耦合模拟绿色空间面积增长的系统动力学模型和空间增长的元胞自动机模型,模拟中心城绿色空间的面积变化和空间变化;结合绿色空间理想格局目标,提出多种绿色空间发展的模式进行情景模拟,寻求实现绿色空间优化格局的宏观社会经济策略、空间分配和政策实施建议。研究主要创新性体现在多源数据理清绿色空间演变影响因素及作用力强弱、引入面积和空间模拟模型,辅助绿色空间优化格局实现方面。研究表明:（1）从绿色空间面积变化看,研究期北京市中心城绿色空间出现了“三减一增”的现象,即是耕地、林地和湿地及水域面积减少,草地面积增加,24年内绿色空间大面积减少。耕地面积呈现大面积圈层减少,林地面积呈现局部波动式点状增加,草地面积呈现少量稳定增加,湿地及水域面积出现降低。中心城用地间的转换主要集中在了:耕地向建设用地、林地的转换,林地和草地向建设用地的转换上。从空间上看,耕地向建设用地主要分布在四环路外,林地向建设用地更多分布在中心城北部,草地向建设用地更多分布在三环路和四环路之间,绿色空间转入主要分布在四环路到五环路之间和奥林匹克森林公园等点状空间上。（2）研究期绿色空间景观格局演变具有差异性:绿色空间整体呈现破碎化和异质化趋势。其中耕地逐渐破碎,湿地及水域呈现形态简单化,林地和草地斑块逐渐连片分布,破碎度降低、连接度指数也逐渐提升。从空间上看四环路以外的边缘区域成为破碎化倾向最明显的区域。（3）研究首先探讨社会经济因素对于北京市绿色空间格局演变的影响,发现社会经济对绿色空间面积演变影响显著。建设用地蔓延是影响耕地圈层减少的最大因素,常住人口增加的需求是林地增加的核心动因,产业结构调整是林草面积增加的重要内因。从绿色空间的景观格局看,地区总产值和常住人口数量对绿色空间破碎化具有显著影响,城市蔓延与绿色空间多样性水平高度负相关,第二产业占比与绿色空间连接度呈现明显的负相关。社会经济对北京市中心城绿色空间格局演变具有明显的空间差异性,四环外、东酒仙桥、西苑和清河边缘集团成为社会经济对绿色空间景观格局指数演变影响最大的区域。（4）研究还探讨自然因素对于北京市绿色空间格局演变的影响,发现自然因素对北京市中心城绿色空间格局演变起到一定限制作用,其作用相对是静态的。从绿色空间景观格局演变的空间差异看,高程对中心城西北地势较高区域绿色空间景观格局演变起到限制作用。（5）规划和政府决策机制对绿色空间空间结构形成具有积极指导作用。在规划和政策的引导下,中心城第一道绿化隔离带绿环、平原造林面域空间等都初具规模。研究分析了绿地规划建设对中心城绿色空间格局演变的影响,发现大型绿地规划建设对中心城局部绿色空间格局的演变起到极其明显的推动作用。具体来说:点状绿色空间奥林匹克森林公园未使得奥林匹克公园区域景观格局得到有效优化。线性绿色空间西郊三山五园绿道的建设对三山五园区域绿色空间景观斑块完整性、连接性和多样性上得到一定优化。面状绿色空间中心城东部平原造林工程的实施明显减缓了绿色空间面积的流失过程。（6）研究提出绿色空间理想格局作为绿色空间优化格局的形式,以生态安全维护、游憩需求和文化遗产保护为目标,选取了高程与坡度等级、水域缓冲区、植被覆盖、农田、水土流失敏感性、地质灾害、绿色空间可达性、绿色空间500m服务半径覆盖人口密度、绿色空间使用频率与文化遗产10项指标构建绿色空间优化的高-中-低理想格局。结果表明:生态安全格局敏感性极高、较高、高和一般高的区域分别占中心城面积3.96%、7.51%、18.66%和69.70%。而游憩需求极高和较高的区域面积分别1307.87hm2和1669.76hm2,多为现状游憩资源。文化保护格局主要考虑了中心城文化遗产及其缓冲区的分布。将多因子仅叠加,获得绿色空间理想格局,发现中心城绿色空间底线格局面积1630.52hm2,,满意安全格局面积20454.07hm2,理想格局面积40678.02hm2,占中心城总面积37.34%。随后对中心城绿色空间理想格局判定空间联系,包括生态-游憩源地和源间连接-廊道。其中中心城关键生态源主要分布在中心城西北区域和东部,中心城关键游憩源分布主要分布在老城区及周边,以及西北郊部分历史名园。通过最小积累阻力分析,形成了 51条潜在廊道和28条现状廊道构成的生态廊道系统。还通过使用频率高、风景优美的线性廊道连接游憩需求高的游憩源地,进行游憩廊道构建,最终形成19条联系游憩源地的游憩廊道。（7）最后结合系统动力学模型自上而下的数量模拟优势和元胞自动机自下而上的空间模拟优势,对中心城绿色空间进行模拟预测,提出3种情景,模拟在绿色空间高、中、低理想格局下的中心城绿色空间时空变化,为绿色空间理想格局的实现提供社会经济宏观调控策略和空间优化策略。系统动力学模型结果表明,若北京市中心城继续保持现有的社会经济发展状况,绿色空间总体面积继续减少,但可以实现绿色空间低理想格局的面积需求。若实现情景1,当北京市中心城人口在第19个步长为929万,GDP保持平均6.1%的增长率时,可实现绿色空间中理想格局的绿色空间面积需求。若实现情景2,当北京市中心城人口在第19个步长减少到859万,GDP平均增长率降低到4.9%时,可实现绿色空间高理想格局的绿色空间面积需求。元胞自动机对北京市中心城2035年绿色空间的模拟结果表明,当对照情景继续保持现有社会经济发展趋势时,2035年大量耕地被建设用地占用。当情景1模拟绿色空间中理想格局,绿色空间的斑块密度、景观形状指数、边缘密度都高于对照情景和情景1。当情景2模拟绿色空间高理想格局,到2035年各类用地最明显的变化是建设用地面积出现降低,林地、草地和湿地及水域出现增加趋势。绿色空间破碎度明显下降,而绿色空间连接度和多样性指数也明显提升,北京市中心城绿色空间空间明显得到优化。研究通过规划政策老城遗址公园环、一道城市公园环、二道郊野公园环、楔形绿廊、南北中轴生态空间和小微绿地的规划政策建议促进关键生态、游憩空间和廊道的建设。最后,研究以北京市中心城“留白增绿”的实践为例,通过绿色空间理想格局指导其实施与落地,促进本研究的实践应用。

关键词：风景园林; 北京市中心城; 绿色空间; 演变; 理想格局; 优化

海洋

《基于多源遥感信息和土地利用数据的中国海岸带GDP空间化模拟》

《长江流域资源与环境》. 2018,27(02)

张怡哲 杨续超 胡可嘉 陈倩 陈江 

浙江大学海洋学院

摘要：目前包括GDP在内的社会经济数据大多以行政区划为统计单元,普遍存在统计单元内的数据均一化以及与其他环境数据空间不匹配等问题。以中国海岸带地区为例,利用DMSP/OLS夜间灯光数据和植被指数构建的人居指数与非农业GDP之间的线性关系建模,对非农业GDP进行了空间化模拟,基于土地利用数据建立了农业GDP空间化模型,最终得到2010年中国海岸带地区250 m×250 m空间分辨率的GDP密度图。结果显示:相比仅利用夜间灯光数据模拟非农业GDP,人居指数模型较好地改善了夜间灯光数据的像元溢出效应以及过饱和问题,提高了对非农业GDP的模拟精度。栅格尺度上的中国海岸带GDP密度图可以为沿海地区灾害风险评估、社会经济决策、区域规划和可持续发展研究提供基础数据支持。

关键词：GDP空间化; DMSP/OLS; EVI; 土地利用; 海岸带

《基于人口普查与多源夜间灯光数据的海岸带人口空间化分析》

《资源科学》. 2013,35(12)

高义1,2 王辉1 王培涛1 孙晓宇1 吕婷婷3 

1.国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室

2.北京大学物理学院

3.中国科学院遥感与数字地球研究所

摘要：我国海岸带区域是台风、风暴潮、地震海啸和海岸侵蚀等海洋灾害的重灾区,精细空间分辨率的人口数据,能够有效服务海岸带灾害风险管理。本文基于我国第六次人口普查资料、OLS/DMSP和NPP/VIIRS DNB两种夜间灯光数据及Landsat卫星遥感影像,综合利用遥感与地理信息系统理论与技术,进行了我国海岸带人口空间化方法与应用研究。利用建筑物与裸地增强指数法（EBBI）基于Landsat卫星遥感影像提取了我国沿海区县建成区数据,作为人口分布的空间控制因素,以普查人口数与夜间灯光数据回归函数关系为依据,对人口进行空间化处理。反演得到了我国海岸带区县1km×1km和0.5km×0.5km两个空间尺度的人口格网数据。并利用福建省沿海乡镇人口数据对人口空间化结果进行了精度评价。研究结果表明NPP/VIIRS DNB夜间灯光数据适用于人口空间化研究,且其反演精度整体优于基于DMSP/OLS传统夜间灯光数据反演的人口格网模型。通过本文实践,可以发现NPP/VIIRS DNB夜间灯光数据具有实现人口和社会经济数据空间化的巨大潜力。

关键词：DMSP/OLS; NPP/VIIRS; 人口; 空间化; 海岸带

《长时间序列多源遥感影像支持下南海油气开发活动监测研究》

博士论文.2018

孙超

南京大学

摘要：随着全球人口与经济的快速增长,海洋油气开采已成为国际能源发展的重要趋势与全球能源增长的主要助力。南海是全球碳氢能源贮藏的富集区,亦是我国未来重要的能源接续区。重要的油气资源战略价值促使南海成为各方矛盾和利益角逐的核心区域,是南海局势日益紧张化、复杂化、国际化因素之一。目前,跨区域海洋油气生产信息零散分布于各国（海洋）能源管理部门以及不同的海洋油气开发商。出于国家利益和商业机密的考虑,跨区域海洋油气生产信息极少公开共享:目前,可收集的油气生产统计数据来源于美国能源信息署（EIA）和英国石油（BP）等机构收集汇总的能源开发年鉴,但这种以国家为尺度的统计数据很难空间细化,并反映不同油气生产海域的油气生产活动的时空变化;可获取的油气生产空间数据来源于奥斯陆与巴黎协议国（OSPAR）提供的欧洲北海区域的海上设施数据库和美国安全与环境执法局（BSEE）公布的美国墨西哥湾区域的油气平台数据库。但对于海域广阔且充满争议的南海而言,跨区域海洋油气生产信息的孤岛效应,导致南海油气资源数据匮乏、油气开发过程理解欠缺,严重阻碍了我国海域安全管理、能源安全与海洋权益维护。遥感技术能够克服南海抵近困难、有效数据不足的缺陷,这为南海油气生产信息收集提供契机。考虑到南海海域空间范围广、油气生产持续时间长,单一数据源难以全面覆盖的现状,综合多源遥感数据成为南海油气生产活动全方位监测的重要手段。然而,利用多源遥感技术对海洋油气生产活动监测面临一系列难点与挑战:首先,在无/稀少地面控制点的区域,如何相对统一定位精度迥异的多源影像数据?其次,在浩瀚海洋的复杂背景下,如何精确识别目标特征微弱的油气平台?再次,基于多源影像时间序列,如何深入挖掘平台的多维状态/属性信息?最后,对于影像可见的平台,如何有效建立石油产量与遥感特征的关联?针对以上海洋油气生产活动遥感监测的难点,研究综合长时间序列、协同低-中-高多分辨率、光学-雷达、白天-夜间在内的多源遥感影像数据集（光学影像:1992-2011 年 Landsat-4/5 TM,1999-2013 年 Landsat-7 ETM+,2013-2016 年Landsat-8 OLI;SAR 影像:1993-1998 年 JERS-1 SAR Mosaic,2006-2011 年ALOS-1 PALSAR;夜间灯光影像:DMSP/OLS 1992-2013 年,共计 87200 余景）,提出了影像时间序列策略,研发了平台空间位置识别算法、平台状态/属性提取方法以及石油产量遥感估算模型,开展了海洋油气开发平台“位置识别-属性提取-产量估算”一体化监测研究,分析了南海整体及其周边各国海洋油气资源开发的历史、现状与趋势,支持我国海洋资源开发和海洋权益维护。本文的主要研究结果和结论包括:（1）创新海洋油气开发平台位置识别方法。结合有着较高定位精度的中等分辨率光学影像（如Landsat-7 ETM+、Landsat-8 OLI等）以及SAR影像（如ALOS-1 PALSAR等）,基于海洋油气开发平台在时间序列遥感影像中位置不变和大小不变特征,采用时序累加策略,结合顺序统计滤波、云掩膜噪声去除等技术,提出了一种可适用于光学/雷达影像的海洋油气开发平台位置识别方法。该方法解决了遥感影像中目标小、特征微弱、虚警干扰强等难点,实现了大范围、自动化海洋油气开发平台识别。集成各传感器平台识别结果,研究获取了1992-2016年南海海洋油气开发平台空间分布（共1143个）。高分影像验证表明,南海油气开发平台空间位置识别精度较高:正确率为93.5%,错判率仅为4.2%,漏判率仅为2.3%。（2）提出海洋油气开发平台状态/属性提取方法。针对低定位精度中等分辨率遥感数据（如Landsat-4/5TM、JERS-1 SAR等）在无/稀少地面控制地的海域,空间定位精度迥异、难以统一的问题,研究以海洋油气开发平台空间位置为海域地面控制点,进行低定位精度遥感影像几何精校正。在此基础上,以平台在中分时间序列下稳定的统计特征结合时序模式识别、经验修正函数等方法,研究提取了海洋油气开发平台的工作周期、运行状态、大小/类型和作业水深等多维属性信息。实验结果表明,以时间序列下稳定的统计特征代替单一时相特征,有效规避了平台状态/属性提取的不确定性:80.5%的海洋油气开发平台工作状态判定误差小于1年,87.5%的平台工作状态判定误差小于2年;平台大小模拟的相对误差在30%以内,类型划分的总体精度达89.6%,Kappa系数为0.791。（3）探索海洋油气开发平台石油产量估算。利用不同作业方式（油气开发、渔业生产等）在夜间灯光数据中灯光亮度值和亮光稳定性的差异,研究构建了基于夜间灯光时空二维统计量的特征空间,高精度分离了海上石油生产对应的夜间灯光靶区,解决了夜间灯光数据中油气火光、渔业灯光和噪声亮光相互混淆、难以区分的难题。在此基础上,研究以全球化相对定标的夜间灯光数据为纽带,以灯光亮度总和量化海上石油开采强度,建立了北海区域海上石油产量估算模型,并探讨模型向南海移植的可行性与不确定性。实验结果表明,海上石油产量估算模型的数值范围覆盖0.1-2×105ksm3,相关系数R2达0.946,且具有一定的区域泛化性:该模型应用于南海整体上效果较好,误差绝对值仅2.92%,但应用于南海周边各国上存在一定的偏差,误差绝对值均值约为28.93%。（4）厘清了南海海洋油气开发活动。总体而言,南海油气生产表现出开发快速化、平台小型化、作业深海化和矛盾加剧化趋势,表现在:①开发快速化:1992-2016年海洋油气开发平台数量线性增长趋势明显,从153个增长至996个,年均增加35个,石油产量从1992年的0.383×105 ksm3增至2013年的1.066×105ksm3。②平台小型化:1992-2016年小型平台（面积小于1600 m2）所占比例从37.2%攀升至63.5%,海洋油气开发平台均值大小由6852 m2锐减至2930 m2。③作业深海化:1992-2016年海洋油气开发平台离岸距离均值从1992年的71.9 km上升到2016年的101.5 km,作业水深均值由42.6 m增加到59.1 m,最大作业深度则由122 m激增至1471 m。④矛盾加剧化:南海争议区1992-2016年的海洋油气开发平台数量由1个增至89个呈加速增长趋势,年均增长率由2005年前的1.1个增至2005年后的7.2个,至2013年年际石油产量可达5475 ksm3。综上,论文提出了基于长时间序列、多源遥感影像的海洋油气开发活动分析方法,突破了海洋油气开发监测的空间配准难、位置识别难、属性获取难和产量估算难等难题,建立了南海海域全覆盖（包括泰国湾）的海洋油气开发平台的时空数据集,厘清了南海周边各国海上油气资源开发的空间扩张和非法开采情况,为我国南海能源开发,海域安全管理、主权维护等提供了技术支持和决策支撑。

关键词：遥感; 时间序列; 多源影像; 南海; 海洋油气开发平台活动

《以遥感夜间灯光数据为基础的西北太平洋秋刀鱼渔船识别》

《水产学报》. 2019,43(11)

田浩1 刘阳1 田永军1 刘世刚1 闫鲁鑫1 陈冠宇1 李建超1 李渊2 林龙山2

1.中国海洋大学水产学院渔业海洋学研究室

2.自然资源部第三海洋研究所

摘要：研究和开发利用大洋性生物资源是实现我国海洋渔业可持续发展的重大战略需求,西北太平洋秋刀鱼是近年来我国重点开发的大洋性渔业资源之一,因此利用卫星来监测渔船时空分布动态成为了解秋刀鱼渔业资源变动的重要数据源。本研究采用峰值检测和阈值分割等方法对西北太平洋夜间灯光数据进行识别,利用地理信息系统技术对渔船位置信息和数量进行提取分析。通过西北太平洋秋刀鱼资源调查的渔捞日志和经过筛选的北太平洋渔业委员会（NPFC）渔船列表数据对识别结果进行验证。结果显示,本研究所用的夜间灯光渔船识别方法可以精确识别西北太平洋密集作业及外围分散作业的秋刀鱼渔船。以此为基础可以有效地分析秋刀鱼渔场的时空变动。结合美国国家海洋和大气管理局（NOAA）提供的海表温度（SST）数据绘制等温线,进一步分析作业渔场的时空变化,发现夜间灯光渔船作业的温度范围随着秋刀鱼洄游而变化。2016年7—9月渔场的SST波动较大是因为这一时期秋刀鱼在黑潮—亲潮广泛的交汇区域洄游,分布更为广泛,9月之后作业渔场SST变动趋于稳定。该研究结果将来会对远洋渔场环境实时变化、鱼群分布预测、渔船动态及法律支撑等提供有效信息。

关键词：秋刀鱼; 夜间灯光渔船识别; 遥感; 夜间灯光数据; 西北太平洋

《珞珈一号遥感数据在海洋船舶检测中的应用》

《遥感信息》. 2019,34(05)

钟亮 刘小生

江西理工大学建筑与测绘工程学院

摘要：针对传统方法识别夜间海上船只的不足,提出利用珞珈一号新型夜间灯光数据进行夜间海上船舶的提取,通过中值滤波方法以及双参数恒虚警率方法对影像进行去噪处理,之后将检测的有效船舶灯光进行精度验证。结果表明,中值滤波法能够有效削弱影像背景噪声,并且对有效灯光影响较小,结合双参数恒虚警率算法提取船舶灯光具有较好的效果。表明利用珞珈一号夜间灯光数据提取夜间海上船舶具有合理性和可行性,为海上船舶的识别提供了新的思路,对于海上船舶航行的安全监测具有一定的参考价值。

关键词：海上船舶检测; 珞珈一号; 夜间灯光; 双参数恒虚警率; 中值滤波

《珠江口邻域海洋初级生产力与人类活动相关性研究》

《科技创新与生产力》. 2019,(03)

孙强 洪娅岚 鹿凤

安徽理工大学

摘要：海洋初级生产力反应海洋生态状况,人类活动对近岸海洋初级生产力产生的作用不可忽视。本文利用1998—2017年海洋初级生产力遥感数据分别与夜间灯光数据、人口密度数据、土地利用覆被数据和PM2.5数据进行相关分析。分析结果表明:人类活动与珠江口邻域海洋初级生产力之间存在正相关性,正相关区域集中分布在大陆沿岸的河流入海口,相关系数达0.8。

关键词：海洋初级生产力; 人类活动; 珠江口

城市

《城市空间结构与地区经济效率——兼论中国城镇化发展道路的模式选择》

《管理世界》. 2017,(01)

刘修岩 李松林 秦蒙 

东南大学经济管理学院

摘要：什么样的空间结构更有利于地区经济效率的提升?其效应在不同地理尺度上是否存在差异?本文运用校正后的夜间灯光数据度量了地区经济效率,并对城市内部、市域以及省域3个地理尺度上的城市空间结构进行了测度,进而考察了城市空间结构对经济效率的影响及其尺度差异。研究发现,在城市内部和市域等较小的地理尺度上,单中心的空间结构能够提高城市经济效率,而在省域这一较大的地理尺度上,多中心的空间结构更能促进本地经济效率的提升。上述发现对Glaeser等（2015）提出的"中国到底应选择单中心巨型城市,还是多中心城市网络占主导的发展模式"这一问题给予了经验回答。其政策启示是,在城市层面上,应强调要素的空间集聚,坚持空间紧凑式发展模式,而在全国或省域层面上,则应更多地发展多中心城市网络,以形成分布合理的城市体系。

关键词：单中心; 多中心; 空间结构; 经济效率

《城市空间结构与劳动者工资收入》

《世界经济》. 2019,42(04)

刘修岩1 秦蒙2 李松林3 

1.东南大学经济管理学院

2.山东财经大学经济学院

3.南京财经大学江苏产业发展研究院

摘要：本文探讨了城市规模、密度与形态等空间结构因素对劳动者工资收入影响的理论机制,并借助夜间灯光数据和LandScan人口分布数据,设计了3组城市内部距离指标以刻画城市空间形态,进而结合中国家庭金融调查数据,使用两阶段工具变量法检验了城市人口规模、密度和空间形态等对劳动者工资收入的影响强度。研究发现,在控制劳动者个人特征后,城市规模越大,密度越高,劳动者获得的工资收入就越高,证明城市聚集的规模和密度都有正外部性;与此同时,"劣质"的城市形态会显著降低劳动者工资收入,说明城市形态也是影响城市空间外部性的一个重要维度。此外,在不同类型的产业之间,城市形态和密度的影响存在一定的异质性,而适当降低城市密度以及完善公路基础设施可以缓解劣质城市形态对劳动者工资收入的负面影响。

关键词：城市密度; 空间形态; 城市规模; 工资收入

《中国城市体系规模分布扁平化:多维区域验证与经济解释》

《世界经济》. 2017,40(11)

李松林 刘修岩  

东南大学经济管理学院

摘要：本文针对中国城市规模分布研究中特有的困难,运用校正后的夜间灯光作为城市规模测度数据,在行政区域、随机区域以及空间俱乐部区域三个细分维度上,考察了中国城市体系规模分布的特征及其动态演进。研究发现:中国城市规模分布并不服从齐普夫定律,而是呈现出典型的扁平化特征,且这一扁平化趋势在不断加剧。小城市高速增长及中等规模城市相对增长停滞是上述典型性事实出现的统计学成因,其背后的经济学机理可以从因市场互动而形成的"借用规模"现象加以解释。本文的政策启示是,构建以完善的交通基础设施相连接的多中心城市网络可能是中国未来城市体系重构的重要方向。

关键词：齐普夫定律; 城市规模分布; 扁平化; 灯光数据

《多中心空间发展模式与地区收入差距》

《中国工业经济》. 2017,(10)

刘修岩1 李松林1 陈子扬2 

1.东南大学经济管理学院

2.澳大利亚墨尔本大学人文与社会科学学院

摘要：合理的城市体系分布是资源空间配置优化和区域经济协调发展的必要条件。本文从区域城市化发展模式的角度出发,分析了多中心发展对地区收入差距的影响机制,并创新性地应用DSMP/OLS夜间灯光数据,对省份内部的空间结构和地区收入差距进行测度,进而实证考察了多中心发展带来的地区收入差距缩减效应。研究发现,多中心空间发展模式的确有利于缩小地区收入差距,且多中心发展的地区收入差距缩减效应主要通过优化区域内中小城市的产业结构和加快区域内的商品流通来实现。本文还考察了经济发展、基础设施以及省域平均距离对于多中心发展的地区收入差距缩减效应的影响。结果表明,在经济发展水平较高、基础设施条件较好且城市间距离适中的地区,多中心发展对地区收入差距的缩减效应更为明显。本文的研究不仅对中国缩小地区差距方面的政策制定具有重要的启示,也为未来城镇化发展的道路选择提供了一定的经验依据。

关键词：城市化模式; 多中心发展; 地区收入差距; 卫星灯光数据

《DMSP/OLS数据应用研究综述》

《地理科学进展》. 2012,31(01)

王鹤饶1 郑新奇1,2 袁涛1 

1.中国地质大学(北京)土地科学技术学院

2.北京市国土资源信息开发研究重点实验室

摘要：DMSP/OLS夜间灯光数据主要包括稳定灯光数据、辐射标定夜间灯光强度数据、非辐射标定夜间灯光强度数据3种产品。该数据产品具有获取容易、能够探测低强度灯光、不受光线阴影影响、方便为城市化强度及其时空分异分析提供条件等优点。目前,关于DMSP/OLS数据的研究成果已有很多,主要集中于城市发展研究、人类活动及效应研究、生态环境影响研究等方面,但对成果的系统归纳总结性研究却几乎没有。基于此,本文分析比较了现有DMSP/OLS数据研究实例,针对已有成果研究目的、技术方法以及方法优缺点等进行归纳总结,探索DMSP/OLS夜间灯光平均强度数据的应用前景。最后,总结了该数据的未来研究趋势:①对数据本身处理方法深入研究;②数据应用领域应进一步扩展;③DMSP/OLS数据与其他数据模型的集成研究应进一步深化;④将现有研究成果结合,进一步研究地理现象机制问题。

关键词：DMSP/OLS; 城市化; 人类活动; 效应; 经济水平

《基于DMSP/OLS夜间灯光数据的长江三角洲地区城市化格局与过程研究》

《国土资源遥感》. 2011,(03)

徐梦洁 陈黎 刘焕金 王慧

南京农业大学公共管理学院

摘要：利用1998、2003和2008年的DMSP/OLS夜间灯光数据,结合相关统计数据,分析灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关系,构建基于灯光数据的城市化水平指数,分析长三角城市群城市化进程和空间模式;通过与统计数据对比,按照最小误差原则确定市辖区建设用地信息提取的阈值,根据各城市在1998～2003年和2003～2008年两个阶段建设用地信息提取阈值的变化,划分城市建设用地的主导扩张类型。研究表明:长三角城市群表现为核心城市的面状扩张、沿交通网络的线状扩张和非核心城市的点状扩张模式,城市群的特征逐渐体现;区域内部城市化发展水平不均衡,但空间差异逐渐缩小;镇江、常州、扬州、无锡、苏州、南通、湖州、嘉兴、绍兴、舟山和台州等市属于填充增强主导扩展类型;南京、杭州和上海则属于外延-填充增强主导扩展类型;泰州和宁波属于填充增强-外延主导扩展类型。

关键词：DMSP/OLS; 夜间灯光数据; 长江三角洲; 城市化

《开发时滞、市场不确定性与城市蔓延》

《经济研究》. 2016,51(08)

刘修岩 李松 林秦蒙

东南大学经济管理学院

摘要：城市缘何蔓延式发展?城市内部为什么会出现"蛙跳式"蔓延?本文抓住土地开发受市场需求影响以及开发存在时滞这两大现实特征,从市场不确定性对土地开发行为的影响入手,基于经典的动态单中心城市模型框架,构建了解释中国城市土地快速扩张和"蛙跳式"蔓延的理论模型。研究发现,城市的开发密度受到开发时滞和不确定性的交互影响,当存在较长的开发时滞时,市场不确定性与城市蔓延正相关。而且,一旦考虑内外部开发比例,市场不确定性的增加会导致"蛙跳式"蔓延。进而利用DSMP/OLS夜间灯光数据和Landscan全球人口动态分布数据,构建了全新的城市蔓延指数与城市边界人口密度指数,实证检验了市场不确定性对中国城市蔓延的影响。结果证实,市场不确定性增加的确提高了中国城市的蔓延水平。这意味着,由经济波动带来的市场不确性亦是中国城市空间结构塑造的关键诱因。因此,政府对城市蔓延的治理与管控应充分考虑经济波动可能带来的影响。

关键词：不确定性; 开发时滞; 城市蔓延; 灯光数据

《基于DMSP/OLS夜间灯光数据和统计数据的中国大陆20世纪90年代城市化空间过程重建研究》

《科学通报》. 2006,(07)

何春阳1 史培军1 李景刚1 陈晋1 潘耀忠1 李京1 卓莉1 一之瀬俊明2 

1.北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京师范大学资源学院

2.日本国立环境研究所

摘要：中国大陆目前以行政单元为基础的城镇用地面积统计数据缺乏足够的空间信息,难以满足大尺度城市化空间格局和变化过程研究的需要.文中首先提出了一种以现有统计数据为基础,借助DMSP/OLS夜间灯光遥感数据,快速恢复和提取中国大陆城镇用地空间信息,弥补现有统计资料不足的新方法.进而以该方法为基础,利用1992,1996和1998年的3期DMSP/OLS夜间灯光数据,重建了中国大陆20世纪90年代的城市化空间过程.利用统计数据对该方法提取结果的面积总量评估表明,二者在全中国大陆尺度上的面积相对误差在1992年小于2%,1996年和1998年则均小于1%,在省级尺度,相对误差最大的省份也没有超过10%,大部分省份的相对误差小于3%.同时利用高分辨率LandsatTM数据对该方法提取结果的城市空间格局特征分析也表明,利用DMSP/OLS提取的城市格局特征与LandsatTM提取的城市格局特征基本上是吻合的,两者的相似程度在80%左右.这说明利用该方法重建的中国大陆20世纪90年代城市空间过程,基本上可以反映当时中国大陆城市发展的实际状况,具有一定的可信性,可以在一定程度上为中国大陆宏观城市空间格局和变化过程研究提供帮助.

关键词：DMSP/OLS数据; 统计数据; 城市化; 空间过程

《基于夜间灯光数据的环渤海地区城市化过程》

《地理学报》. 2005,(03)

何春阳1 李景刚1 陈晋1 史培军1 潘耀忠1 李京1 卓莉1 一之瀬俊明2 

1.北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京师范大学资源学院

2.日本国立环境研究所

摘要：利用1992年、1996年和1998年的三期DMSP/OLS夜间灯光数据,提取了区域尺度的环渤海地区20世纪90年代的城市群空间信息,建立了城市群地区面状、线状和点状城市化空间模式,分析了环渤海城市群地区20世纪90年代的城市化过程。基本结论如下:①20世纪90年代环渤海城市群地区城市斑块数量增长较快,城市化过程明显,但小斑块所占比重较大,城市斑块破碎度增加。同时,区域内城市重心基本维持在经度117.93o和纬度38.49o附近,整体上表现出向西北方向移动的趋势。②20世纪90年代环渤海城市群地区城市化过程基本上可以从空间上概括为在中心城市和大城市周围的面状城市化过程、沿交通干线周围的线状城市化过程和广大区域内以新兴小城市或小城镇出现为特征的点状城市化过程三种基本过程。其中,面状城市化过程一直居于优势地位,但面状城市化过程的基本有效范围主要局限在面状城市斑块周围3￣4km范围。线状城市化过程和点状城市过程所占的比例相对较小,但表现出明显的增强趋势,在区域内的影响范围正逐渐扩大。

关键词：DMSP/OLS; 环渤海城市群; 城市化; 空间模式; 过程

《基于夜间灯光数据的快速城镇化地区城市扩展与重心演变分析——以河南省为例》

《世界地理研究》. 2019,28(01)

黄先梅1,2赵建吉1,3孟庆岩2,4郝均5孙震辉2,4

1.河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明传承与现代文明建设河南省协同创新中心

2.中国科学院遥感与数字地球研究所

3.河南大学环境与规划学院

4.中国科学院三亚中科遥感研究所

5.华东师范大学城市与区域科学学院

摘要：利用DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,结合社会经济统计数据,分析了河南省城市建成区空间格局的变化;引入重心理论模型,识别了河南省经济、人口、灯光重心轨迹演变。结果表明:（1）以郑州为核心的中北部城市群,城市化进程较快,郑州和开封的空间扩展联系紧密;河南省东西向建成区扩展水平高于南北方向,中部平原区好于西南部山区,整体呈现集聚式扩张;（2）灯光重心主要向东北方向移动,与经济重心转移方向一致,与人口重心方向明显偏离;（3）夜间灯光强度与建成区面积相关性较高,经济发展情况与夜间灯光强度以及建成区面积的相关性均高于人口与灯光及建成区面积的相关性。

关键词：夜间灯光; 城市扩展; 重心演变; 快速城市化; 河南省

经管

《平衡的发展目标与不平衡的发展——增长目标偏离与企业创新》

《管理世界》. 2020,36(12)

黎文靖 汪顺 陈黄悦 

暨南大学管理学院

摘要：与地区间高度不平衡发展相悖的是,长期以来我国大部分地区的经济增长目标高度平衡,新发展阶段这一平衡的发展目标与不平衡的发展共存的格局将如何影响国家创新驱动战略的实施?为回答这一问题,基于地区增长目标数据以及夜间灯光数据,本文构建了不同地区的增长目标偏离指数,并据此考察了增长目标偏离现象对于微观企业创新的影响。研究结论表明,增长目标偏离显著抑制了辖区内地方性国有企业的创新水平,其原因在于过高的目标偏离会引发地方政府对于关键资源配置的有偏性。本文的研究表明,具有差异性的、充分考虑不同地区经济禀赋而非一刀切式的增长目标设计,才是当下我国进行增长目标管理时应遵循的核心原则。

关键词：增长目标; 增长目标偏离; 增长目标管理; 企业创新

《中国经济增长的真实性:基于全球夜间灯光数据的检验》

《经济研究》. 2015,50(09)

徐康宁 陈丰龙 刘修岩 

东南大学经济管理学院

摘要：本文采用全球夜间灯光数据来测算中国的实际经济增长率,力求从一个相对客观的视角来验证中国经济增长以及GDP统计数据的真实性。通过对1992—2012年中国省级面板数据进行计量分析,结果显示,不同估计方法下灯光亮度与GDP之间均存在着非常显著的正向关系,这表明夜间灯光亮度一定条件下可以作为GDP的替代变量,并用来测算实际经济增长率。根据灯光数据的拟合值以及官方统计的GDP增长率数据,进一步对中国及其各省份的实际经济增长率进行了测算,结果发现,无论是全国整体还是各省份,1993—2012年实际经济增长率的平均值与官方统计数据都不完全吻合,全国整体低1.02个百分点,东、中、西三大区域均低约1.5—1.8个百分点,且经济落后地区的差距要大于经济发达地区,但整体差距没有国外学界质疑的那么大。剔除统计技术的因素,本文认为存在着地方政府夸大GDP统计数据的可能性,并缘于地方政绩评价的落后体制。

关键词：经济增长; 国内生产总值（GDP）; 夜间灯光

《政治关联与经济增长——基于卫星灯光数据的研究》

《经济研究》. 2016,51(01)

范子英1,2 彭飞3 刘冲4  

1.上海财经大学公共经济与管理学院

2.湘潭大学商学院

3.华中科技大学经济学院

4.北京大学经济学院

摘要：自分税制改革以来,中央部委集中了大量的财政资源和项目审批权限,因此地方与中央的政治关联会显著影响地方获得的资源和发展机会,进而影响到地方的经济增长。本文采用校准后的DMSP/OLS夜间灯光数据度量了地方的经济增长,基于2003年部长更换的自然实验,利用倍差法研究了1998—2007年期间政治关联的变化对部长来源地经济增长的影响。研究发现:新任部长对其出生地的经济增长具有显著的促进作用,相当于在平均水平上增加27%,而对其籍贯地和工作地的影响则不明显;上任部长和卸任部长的政治关联效应是非对称的,部长的卸任在短期内没有产生"人走茶凉"的效应;部长主要是通过增加其来源地的投资水平来促进增长,政治关联效应使得投资平均增加20.1%。

关键词：政治关联; 经济增长; 卫星灯光数据; 部长

《基于夜间灯光影像的GDP空间分布模拟研究及其与PM2.5浓度的相关分析》

博士论文.2016

曹子阳

中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 

摘要：自从人类发明了照明技术以后,逐渐摆脱了黑暗的夜间生活。随着社会的进步和经济的发展,人类的夜间活动强度也逐渐增强。夜间灯光遥感技术的出现和发展为监测人类的开发建设活动强度提供了一种有效的技术手段。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）下属国家地球物理信息中心（NGDC）现已发布了两种夜间灯光影像数据:美国国防气象卫星搭载的业务型线扫描传感器（DMSP/OLS）获取的夜间灯光影像和可见红外辐射成像计（VIIRS）获取的夜间灯光影像。基于它们独特的夜间灯光监测能力,这两种灯光影像已经被广泛应用到了社会经济参数估算、城镇化监测与评估、重大事件评估等多个研究领域中。虽然已经得了比较广泛的应用,但是DMSP/OLS和VIIRS两种夜间灯光影像仍然存在一些问题。由于DMSP/OLS夜间灯光影像在获取时缺少星上的辐射校正,因此长时间序列的灯光影像数据集中的影像之间缺少可比性,此外该类型的灯光影像的城市中心区域出现了大量饱和像元聚集的现象。这些问题不仅会导致灯光影像在应用（例如模拟GDP的空间分布）时无法进行时间对比研究还会影响研究的准确性。与上述灯光影像相比,VIIRS夜间灯光影像具有更高的时间和空间分辨率,而且影像不受像元饱和的限制。但是该影像数据集存在的发布时间较晚、历史影像贫乏以及影像没有过滤短暂光源和背景噪声等问题也会影响其应用的准确性。此外,该类型的灯光影像的时间分辨率更高的优势在应用中很少体现出来。为了解决上述问题,本文提出了一种基于不变目标区域法的校正方法对DMSP/OLS夜间灯光影像进行了校正。在此基础上,基于广东省县级行政单元的GDP统计数据,利用校正后的灯光影像和土地利用/覆被数据进行了广东省的GDP空间分布模拟并进行了时空动态分析研究。然后,基于VIIRS夜间灯光影像逐月发布的特点,对广东省的GDP空间分布进行了分季度的模拟。最后,本文又在校正后的DMSP/OLS夜间灯光影像与PM2.5空间分布影像的空间对比的基础上进行了人类活动对PM2.5浓度空间分布的影响研究。（1）本文为了解决DMSP/OLS稳定夜间灯光影像间缺少可比性以及影像中存在饱和像元的问题,提出了一种基于不变目标区域法的影像校正方法。该方法针对稳定灯光影像中的饱和区域和非饱和区域分别选择了不同的不变目标区域,在确定了以不存在饱和像元的2006年辐射校正后的灯光影像作为参考后,利用待校正的稳定灯光影像和参考影像中不变目标区域之间的相关关系分别对饱和区域和非饱和区域建立了相应的校正方程并进行了校正。通过像元层面的比较和社会经济统计数据的检验发现稳定灯光影像在经过校正后相互之间具有了可比性且像元饱和也得到了校正。（2）分别建立了基于校正后的DMSP/OLS夜间灯光影像和基于校正后的DMSP/OLS夜间灯光影像+土地利用/覆被数据的两种不同的广东省GDP空间分布模型。在计算并比较两种网格化的GDP模拟结果后发现后者的模拟精度更高。这种方法是利用校正后的灯光影像模拟广东省第二、三产业的产值,利用土地利用/覆被数据模拟广东省第一产业的产值,最后两个结果合并就得了广东省的GDP空间网格化模拟结果。利用这种方法获得的GDP模拟结果对广东省的GDP进行了简单时空变化分析。结果显示广东省无论是GDP数值还是GDP增长速度,珠三角地区都是最高的,粤北地区都是最低的,而粤东和粤西地区处在两者之间。（3）在解决了VIIRS夜间灯光影像中的没有过滤短暂光源和背景噪声的问题后,该数据被用来模拟广东省的GDP空间分布。通过与校正前后的DMSP/OLS夜间灯光影像模拟的GDP空间网格化结果的对比发现,基于VIIRS夜间灯光影像的广东省GDP模拟值的精度相对更高。另外,基于广东省季度GDP数据,利用该灯光影像模拟了2014-2015年每一个季度的网格化的GDP。本文还尝试利用2014年年度的VIIRS夜间灯光影像反推模拟每一个季度GDP,其结果与基于季度VIIRS夜间灯光影像模拟的GDP结果具有高度的一致性。研究结果不仅实现了VIIRS夜间灯光影像在更高时间分辨率上的应用,还提供了一种快速衡量季度社会经济活动强度变化的技术手段。（4）利用中国大陆区域的多种PM2.5浓度平均值影像分析了中国PM2.5的空间分布特征以及时间变化特征。然后,又通过对比校正后的DMSP/OLS稳定灯光影像的灯光强度值和对应时间的PM2.5浓度空间分布影像中的PM2.5浓度值的空间分布试探性分析了人类活动对PM2.5浓度空间分布的影响。结果显示校正后稳定灯光影像反映的人类活动强度较高的区域与人为贡献较大的PM2.5高浓度区域在空间上具有较好的对应性。最后,对中国三大城市群及城市群中的城市进行了相对GDP质量的分析,结果表明了在三大城市群中,珠江三角洲城市群及其城市都具有相对较高的GDP质量,其经济发展模式相对更注重经济和环境的协调发展。

关键词：夜间灯光; DMSP/OLS; VIIRS; GDP空间分布; PM2.5; 校正方法

《“一带一路”沿线国家与中国的贸易发展状况研究——夜间灯光数据在引力模型中的实证分析》

《数量经济技术经济研究》. 2018,35(03)

李林玥 孙志贤 龙翔 

中央财经大学国际经济与贸易学院

摘要：研究目标:探索构建灯光数据对贸易研究的可行性。研究方法:运用19952012年"一带一路"沿线国家的面板数据,采用普通最小二乘法、泊松伪最大似然估计方法及工具变量法,以灯光数据作为GDP的替代量,通过传统引力模型搭建桥梁。研究发现:地理距离、边界及区域协定对中国与"一带一路"沿线国家之间贸易的显著影响表明灯光数据对贸易研究的有效性;同时,对19962012年贸易趋势的预测与实际贸易的对比结果显示,以灯光数据预测的"一带一路"贸易趋势与实际贸易基本吻合。研究创新:首次将夜间灯光数据应用于引力模型研究,对中国与"一带一路"沿线国家的贸易发展状况进行分析。研究价值:开拓夜间灯光数据研究贸易的先河,并结合引力模型的最新发展及微观基础思考拓展性的相关研究。

关键词：贸易; 一带一路; 夜间灯光; 引力模型

《夜间灯光数据及其在经济学研究中的应用》

《经济学动态》. 2018,(10)

王贤彬1 黄亮雄2

1.暨南大学经济学院、中国经济发展与创新战略研究中心

2.华南理工大学经济与贸易学院

摘要：夜间灯光较为客观地反映了人类社会的生产和生活活动状况。近年来,经济学者将夜间灯光数据引入经济统计框架,用于度量经济活动活跃程度及分布特征,在修订和改进GDP统计等方面取得了卓有成效的进展,引发了采用夜间灯光数据的经济学文献持续增长。本文基于对夜间灯光数据以及GDP统计数据特征的对比分析,系统梳理了经济学界基于夜间灯光数据调整和修正GDP统计数据的文献,进而综述了国内外学者如何借助夜间灯光数据对经济发展差距和经济活动空间分布等理论问题进行研究。本文进一步提炼了夜间灯光数据应用方面需要注意的挑战和问题,并展望了未来的研究方向。

关键词：夜间灯光数据; GDP; 经济增长; 经济空间分布

《基于珞珈一号的珠三角地区GDP空间化研究》

《生态与农村环境学报》. 2021,37(06)

徐嘉源1 陈美招1 郑荣宝2 马小宁2

1.广东外语外贸大学政治与公共管理学院

2.广东工业大学管理学院

摘要：灯光数据与人类社会经济活动有很强的相互关系,因此基于灯光数据构建GDP预测模型与GDP空间化具有重要的研究价值。以珠三角地区为研究区,基于珞珈一号（LJ1-01）与索米国家极轨道伙伴关系卫星（NPP-VIIRS）这2种夜间灯光数据,提取区县级夜间灯光总强度（TNL）、综合灯光指数（CNLI）、平均相对灯光强度（I）以及灯光面积比（S）这4种灯光指数,分别构建其与GDP的线性、对数、幂指数和指数模型,并据此进行GDP空间化。结果表明,LJ1-01夜间灯光在数据空间分辨率、数据细节特征及灯光强度识别精度方面优于NPP-VIIRS夜间灯光数据,更能够体现城市结构与城市肌理;对比2018年珠三角地区GDP与LJ1-01、NPP-VIIRS灯光指数间的相关性,发现LJ1-01数据较NPP-VIIRS更适合进行珠三角地区的区县级GDP空间化,其中根据LJ1-01夜间灯光数据的TNL灯光指数所构建GDP的线性模型拟合效果较好;通过构建密度图发现,GDP较高值像元高度集中分布于广州和深圳这2个副省级城市的市中心,呈典型的"双核"布局。

关键词：珞珈一号; 夜间灯光数据; GDP空间化; 珠三角地区

《高铁建设与县域经济发展——基于卫星灯光数据的研究》

《经济学(季刊)》. 2017,16(04)

张俊

中国社科院金融研究所博士后流动站兴业银行博士后科研工作站

摘要：自2008年以来,由于高铁的开通;中国许多县告别了没有火车站的历史,这为研究高铁建设与县域经济发展的因果关系提供了很好的案例。本文选取2008—2013年首次开通高铁的县作为处理组,使用"匹配倍差法"考察了高铁开通对"高铁县"经济发展带来的影响。基于卫星灯光数据的研究发现,第一,高铁开通对县级市和县经济发展带来不同影响,高铁开通对有高铁的县级市经济增长贡献为34.64%,而对县级单位经济增长的影响不明显;第二,高铁开通促进了"高铁县"投资的增加,平均而言"高铁县"的固定资产投资增加了37%,约合10.86亿元;第三,高铁开通对"高铁县"产业结构则没有产生显著的影响。在稳健性检验中,替换经济增长衡量方法、变换时间断点以及改变估计策略等均得到类似的结果。最后,文章从空间溢出的角度解释了高铁的差异性影响。

关键词：高铁建设; 经济发展; 卫星灯光数据

END

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资料搜集及整理 | 马纯菲

审阅 | 沈梦露

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