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随便说说就好,只是想了解一下。
谢邀,遥感在知乎的市场不太景气啊!不是专门做灯光遥感的,所以对它的认识和了解比较粗浅。
推荐两篇论文,一篇是2001年NOAA的Christopher D. Elvidge 发表在ISPRS上面Night-time lights of the world: 1994–1995
另外一篇是北师大毕业、现在中山大学任教的卓莉老师,2003年发表在《地理学报》上的,《20世纪90年代中国城市时空变化特征——基于灯光指数CNLI方法的探讨》。
NOAA 有一个地球观测组,从1994年就开始专注夜间灯光和燃烧源的观测。他们使用的是DMSPOSL,它有一个优势就是在微光条件下也可以成像,最开始是用月光来探测云,它更广泛的应用是探测人类聚集地,火,废弃燃烧,闪电,极光等等。使用时间序列的DMSP数据可以区分不同的灯光源,其中我们比较关注的就是人类聚集。因为人类聚集程度可以体现人口密度、城市化水平、经济水平等等。并且人类聚集程度不同对环境的影响也不一样,例如碳排量,污染。
可以直观看出经济发展情况,详细原因一楼已说。
上个图,92年和10年的夜间灯光图对比。
ps:图片是以前拍的,有一个网站可以直接查询浏览全球灯光图,现在忘了找不到了。
武汉大学国家重点实验室的李曦老师做了关于叙利亚内乱开始为期三十八个月的遥感数据的研究,主要研究对象就是灯光数据,你可以搜索下,用的研究方法很基础很重要也很好理解。
古诗有云:不识庐山真面目,只缘身在此山中。
所谓遥感呢,字面上看,就是对遥远事物的感知,我们可以简单理解为从远处,从高处观察某个物体,获取对某事物全局性的认识,正所谓:
会当凌绝顶 一览众山小
古人登高望远,只能用笔墨写下描述性的文字。而遥感则可保留下所获得的影像数据及其他细节信息。是不是听起来很像摄影呢?是的,摄影技术、照相机的发明本身就是遥感技术产生的基石。
说到遥感,这就不得不提光和光谱。光也就是电磁波,而光谱则是按光的波长(或频率)大小而依次排列的图案。人眼所能见到的光被称为可见光,仅占很小的一部分。
我们所看到的物体的颜色实际是可见光反射的结果,不同的地面物体(地物)的太阳光照射下的光谱特征有很大差异,比如植物叶片在可见光波段中绿波段的反射率比较高,所以我们看到的植物叶片大都是绿色,这好比人的指纹,每个人的指纹都不一样从而可以指纹主人的身份进行识别。
地物光谱不仅可以反映地物的类别,还可反映地物的状态信息,当植物遭受病虫害或者营养不良时,则植物叶片泛黄,因而绿波段反射降低,而黄波段反射增强,这样与健康植物光谱一对比便可得知某种植物的健康状况。
典型地物光谱
因此现代意义上的遥感就是:通过搭载在各种遥感平台(遥感塔,探空气球,飞机,人造卫星等)上的遥感器(也就是各类传感器,大家可以简单类比为摄影中的不同镜头)这类对电磁波敏感的仪器,在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息,并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。广泛用于军事、国土资源、农业、水利、气象监测,环境监测等等领域(实际做起来相当复杂。。。这里就不赘述了)。
遥感应用示例
自人类发明夜间照明设施后,随着经济发展,夜间照明设施开始大规模普及,人类文明的急速发展使得原本黑暗一片的夜间地球表面变得群星璀璨,散发出夺目的光芒。耀眼的灯光中蕴含着丰富的人类活动信息,反映了人类活动及其产物(如城镇、工业地带)的集中程度。
而说起夜间灯光遥感,它的诞生其实是个美丽的意外。20世纪70年代美国启动军事气象卫星计划(DMSP),该计划发射的卫星搭载着线性扫描业务系统(OLS)本打算用于气象监测;而OLS上有一个神奇的小东西:光学倍增管,具有很强的光电放大能力;它本来是用于在夜间探测月光照射下的云层状况,可是科学家在处理接收数据时却意外的发现了这个:
夜空下,万国灯火璀璨
在地表无云层遮挡的情况下,DMSP/OLS接收到了城镇灯光、极光闪电、火灾、海上平台和船只发出的亮光。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,因此它在社会科学领域得到了广泛的应用。
目前夜间灯光数据的主要来源是DMSP系列卫星和NPP卫星。两者参数如下所示:
DMSP系列卫星与NPP卫星
相比较而言NPP-VIIRS具有更高的空间分辨率,其空间分辨率达500m,对小尺度地表照明分布的刻画要更为准确。但是,NPP-VIIRS源数据未作短时光消光处理,也未除去背景噪音,容易在局部产生较大扰动,发射较晚,历史影像数据相对贫乏,因此DMSP/OLS的运用相对较广泛,谷歌地球所提供的夜间灯光影像数据便来自于DMSP/OLS。
DMSP/0LS与NPP/VIIRS影像细节对比(珠三角)
夜间灯光数据不仅好看,还好用!目前夜间灯光影像数据逐渐广泛地应用于社会经济参数估算、区域发展研究、城镇化研究、重大事件评估、渔业监测,能源等诸多领域。
夜间灯光变化间接反映发展变化
社会经济参数估算
社会经济参数对于政府决策、科学研究具有重要价值,而受到传统统计调查方式的费时费力,时效性差且往往以行政单元为统计单元。因此往往存在误差较大以及缺乏空间信息等缺点。如人口普查数据,若干年统计一次,且按行政单元统计,我们只知道某行政单元的人口概数,但在该行政单元内人口如何分布则是未知的,这样的数据不仅昂贵且利用价值有限。
夜光遥感影像和人类活动存在较高的相关性,且具备时空连续、独立客观等优势,因此夜光遥感影像能够为国民生产总值、人口、电力消费、温室气体排放、等社会经济参数的估算提供重要依据。
夜光遥感影像辅助生成的全球、美国加州西南部、墨西哥首都及周边的1km GDP网格
城市研究
建成区范围是城市化的重要参量,通过夜间灯光数据可有效提取建成区范围,并与历史数据进行对比研究城市发展变化。夜光影像不仅能够用来监测城市化,还能反映城市体系结构从而用于城市群演化研究。
黑夜中的“韩国岛”,无需分析都可知道朝韩两国的经济差距。还能观察到朝韩边界有条亮线,应是边境防卫设施产生的亮光。
重大事件评估
由于夜光能表征社会经济参数,当某地社会经济状况产生重大变动时,该地的夜间灯光也往往产生巨大变化,从而为重大事件(如自然灾害,战争等)进程及其产生后果进行评估提供了新的途径。如李德仁等采用DMSP/OLS夜光遥感数据对叙利亚内战造成的破坏进行评估,定量分析得出83%的叙利亚夜光消失,其中以阿勒颇省损失最为严重,引起国内外媒体的广泛关注。
2011年3月的叙利亚夜光遥感影像
2014年2月的叙利亚夜光遥感影像
除了上述研究之外,夜光遥感在流行病研究、油气田监测、森林火灾监测等研究领域也均发挥了作用,随着研究的深入,未来夜间灯光数据的用途将更加广泛。
文末福利——夜间灯光数据下载链接:Earth Observation Group
注:DMSP影像为已拼接全球影像,选择所需年份直接下载即可
欢迎关注我团微信公号
地球观察团
ID:deiqiuguanchatuan
哈哈,终于碰到对口的了。我的毕设就是这个,正在做,我从论文里给你扣一点哈。毕竟论文太冗杂。当然国内外各些大拿的论文文章看了好多,就不说了。直接说我自己的渣渣
首先是数据。统称为DMSP/OLS遥感数据,是一个美国卫星的数据。
分开来说,DMSP是美国国防部的极轨卫星计划,与NOAA卫星同属于一类。
现有的DMSP为三轴姿态稳定卫星,运行在高度约830km的太阳同步轨道,周期约101min,扫描条带宽度3 000km。DMSP卫星采用双星运行体制,两颗业务卫星同时运行,过赤道时间为05∶36及10∶52,每6h可提供一次全球云图。
DMSP上有很多传感器。OLS就是其中的一种,全称为可见红外成像线性扫描业务系统。它最早是用来测量云层分布、云顶温度及地面火情一类信息的。OLS可见光波段使用2套探测器,白天使用光学望远镜头;夜间使用光学倍增管,该探测器灵敏度极高,可以在微弱的月光下工作。
可以在官网上免费下载数据产品NOAA/NGDC – Earth Observation Group
,貌似要翻一下,至今有到2013年的夜晚灯光遥感数据
总共有3种数据产品
稳定灯光图像(灯光频率图像)产品
辐射定标夜间平均灯光强度图像产品非辐射定标夜间平均灯光强度图像产品
这些都是一年的平均数据。
第三种就是大家最想看到的夜晚灯光数据了。他的分辨率只有1km.但是足够放大到一个城市的轮廓像这样
其中白色就是城市灯光了,越明亮,越密集几乎可以说是越繁华。上图是2000年的数据,可以看到美国西部和欧洲极为明显
而这是2013年的数据,对比整体都提升了很多,欧洲整个都快亮起来了。印度和中国沿海城市也密集了许多。
这个数据也是比较有意思的。很直截了当。没有那么多的手手脚脚。用行政区把不同地域裁剪出来后用非监督分类或者聚类分析可以提取面积。每个地区的面积数据和当地的城市面积,GDP,繁荣度,等等数据都是比例正比。比如城市A的面积是2w平方公里,聚类分析的属性表中相应属性为1000.那么城市B的面积如果是4w平方公里,那么他的属性就是2000。但是误差还是有的,指不定哪个城市钱多晚上不关灯呢,搞不好哪个发达城市为了环保晚上都不咋开灯呢。只能说大体上。哈哈
如果想看彩色的,我记得可以在ENVI中融合然后RGB处理。我没有用到。也没图
大概就是这些,当然题主还有想看的如果我做的出来等毕业了再来补充。哈哈
这是他官网上down的。随意看看吧
之前搞过一点点这个方面,今年李德仁院士有一篇关于夜光遥感的综述,概括的应用范围比较全面了,如果想快速了解已经够了,而且文章比较新。国内北师大的何春阳发过不少这方面的文章跟史培军原来一个团队的,现在不清楚。
武汉大学国重有个李老师好像研究这个的,有一篇论文好像是写非洲战乱的,不知道是不是卢旺达大屠杀,这次南昌测绘会议李德仁还提到过这个,你可以找找,我就不帮你找了,没找的话,给我留言
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谢邀,遥感在知乎的市场不太景气啊!不是专门做灯光遥感的,所以对它的认识和了解比较粗浅。
推荐两篇论文,一篇是2001年NOAA的Christopher D. Elvidge 发表在ISPRS上面Night-time lights of the world: 1994–1995
另外一篇是北师大毕业、现在中山大学任教的卓莉老师,2003年发表在《地理学报》上的,《20世纪90年代中国城市时空变化特征——基于灯光指数CNLI方法的探讨》。
NOAA 有一个地球观测组,从1994年就开始专注夜间灯光和燃烧源的观测。他们使用的是DMSPOSL,它有一个优势就是在微光条件下也可以成像,最开始是用月光来探测云,它更广泛的应用是探测人类聚集地,火,废弃燃烧,闪电,极光等等。使用时间序列的DMSP数据可以区分不同的灯光源,其中我们比较关注的就是人类聚集。因为人类聚集程度可以体现人口密度、城市化水平、经济水平等等。并且人类聚集程度不同对环境的影响也不一样,例如碳排量,污染。
可以直观看出经济发展情况,详细原因一楼已说。
上个图,92年和10年的夜间灯光图对比。
ps:图片是以前拍的,有一个网站可以直接查询浏览全球灯光图,现在忘了找不到了。
武汉大学国家重点实验室的李曦老师做了关于叙利亚内乱开始为期三十八个月的遥感数据的研究,主要研究对象就是灯光数据,你可以搜索下,用的研究方法很基础很重要也很好理解。
古诗有云:不识庐山真面目,只缘身在此山中。
所谓遥感呢,字面上看,就是对遥远事物的感知,我们可以简单理解为从远处,从高处观察某个物体,获取对某事物全局性的认识,正所谓:
会当凌绝顶 一览众山小
古人登高望远,只能用笔墨写下描述性的文字。而遥感则可保留下所获得的影像数据及其他细节信息。是不是听起来很像摄影呢?是的,摄影技术、照相机的发明本身就是遥感技术产生的基石。
说到遥感,这就不得不提光和光谱。光也就是电磁波,而光谱则是按光的波长(或频率)大小而依次排列的图案。人眼所能见到的光被称为可见光,仅占很小的一部分。
我们所看到的物体的颜色实际是可见光反射的结果,不同的地面物体(地物)的太阳光照射下的光谱特征有很大差异,比如植物叶片在可见光波段中绿波段的反射率比较高,所以我们看到的植物叶片大都是绿色,这好比人的指纹,每个人的指纹都不一样从而可以指纹主人的身份进行识别。
地物光谱不仅可以反映地物的类别,还可反映地物的状态信息,当植物遭受病虫害或者营养不良时,则植物叶片泛黄,因而绿波段反射降低,而黄波段反射增强,这样与健康植物光谱一对比便可得知某种植物的健康状况。
典型地物光谱
因此现代意义上的遥感就是:通过搭载在各种遥感平台(遥感塔,探空气球,飞机,人造卫星等)上的遥感器(也就是各类传感器,大家可以简单类比为摄影中的不同镜头)这类对电磁波敏感的仪器,在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息,并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。广泛用于军事、国土资源、农业、水利、气象监测,环境监测等等领域(实际做起来相当复杂。。。这里就不赘述了)。
遥感应用示例
自人类发明夜间照明设施后,随着经济发展,夜间照明设施开始大规模普及,人类文明的急速发展使得原本黑暗一片的夜间地球表面变得群星璀璨,散发出夺目的光芒。耀眼的灯光中蕴含着丰富的人类活动信息,反映了人类活动及其产物(如城镇、工业地带)的集中程度。
而说起夜间灯光遥感,它的诞生其实是个美丽的意外。20世纪70年代美国启动军事气象卫星计划(DMSP),该计划发射的卫星搭载着线性扫描业务系统(OLS)本打算用于气象监测;而OLS上有一个神奇的小东西:光学倍增管,具有很强的光电放大能力;它本来是用于在夜间探测月光照射下的云层状况,可是科学家在处理接收数据时却意外的发现了这个:
夜空下,万国灯火璀璨
在地表无云层遮挡的情况下,DMSP/OLS接收到了城镇灯光、极光闪电、火灾、海上平台和船只发出的亮光。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,因此它在社会科学领域得到了广泛的应用。
目前夜间灯光数据的主要来源是DMSP系列卫星和NPP卫星。两者参数如下所示:
DMSP系列卫星与NPP卫星
相比较而言NPP-VIIRS具有更高的空间分辨率,其空间分辨率达500m,对小尺度地表照明分布的刻画要更为准确。但是,NPP-VIIRS源数据未作短时光消光处理,也未除去背景噪音,容易在局部产生较大扰动,发射较晚,历史影像数据相对贫乏,因此DMSP/OLS的运用相对较广泛,谷歌地球所提供的夜间灯光影像数据便来自于DMSP/OLS。
DMSP/0LS与NPP/VIIRS影像细节对比(珠三角)
夜间灯光数据不仅好看,还好用!目前夜间灯光影像数据逐渐广泛地应用于社会经济参数估算、区域发展研究、城镇化研究、重大事件评估、渔业监测,能源等诸多领域。
夜间灯光变化间接反映发展变化
社会经济参数估算
社会经济参数对于政府决策、科学研究具有重要价值,而受到传统统计调查方式的费时费力,时效性差且往往以行政单元为统计单元。因此往往存在误差较大以及缺乏空间信息等缺点。如人口普查数据,若干年统计一次,且按行政单元统计,我们只知道某行政单元的人口概数,但在该行政单元内人口如何分布则是未知的,这样的数据不仅昂贵且利用价值有限。
夜光遥感影像和人类活动存在较高的相关性,且具备时空连续、独立客观等优势,因此夜光遥感影像能够为国民生产总值、人口、电力消费、温室气体排放、等社会经济参数的估算提供重要依据。
夜光遥感影像辅助生成的全球、美国加州西南部、墨西哥首都及周边的1km GDP网格
城市研究
建成区范围是城市化的重要参量,通过夜间灯光数据可有效提取建成区范围,并与历史数据进行对比研究城市发展变化。夜光影像不仅能够用来监测城市化,还能反映城市体系结构从而用于城市群演化研究。
黑夜中的“韩国岛”,无需分析都可知道朝韩两国的经济差距。还能观察到朝韩边界有条亮线,应是边境防卫设施产生的亮光。
重大事件评估
由于夜光能表征社会经济参数,当某地社会经济状况产生重大变动时,该地的夜间灯光也往往产生巨大变化,从而为重大事件(如自然灾害,战争等)进程及其产生后果进行评估提供了新的途径。如李德仁等采用DMSP/OLS夜光遥感数据对叙利亚内战造成的破坏进行评估,定量分析得出83%的叙利亚夜光消失,其中以阿勒颇省损失最为严重,引起国内外媒体的广泛关注。
2011年3月的叙利亚夜光遥感影像
2014年2月的叙利亚夜光遥感影像
除了上述研究之外,夜光遥感在流行病研究、油气田监测、森林火灾监测等研究领域也均发挥了作用,随着研究的深入,未来夜间灯光数据的用途将更加广泛。
文末福利——夜间灯光数据下载链接:Earth Observation Group
注:DMSP影像为已拼接全球影像,选择所需年份直接下载即可
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ID:deiqiuguanchatuan
哈哈,终于碰到对口的了。我的毕设就是这个,正在做,我从论文里给你扣一点哈。毕竟论文太冗杂。当然国内外各些大拿的论文文章看了好多,就不说了。直接说我自己的渣渣
首先是数据。统称为DMSP/OLS遥感数据,是一个美国卫星的数据。
分开来说,DMSP是美国国防部的极轨卫星计划,与NOAA卫星同属于一类。
现有的DMSP为三轴姿态稳定卫星,运行在高度约830km的太阳同步轨道,周期约101min,扫描条带宽度3 000km。DMSP卫星采用双星运行体制,两颗业务卫星同时运行,过赤道时间为05∶36及10∶52,每6h可提供一次全球云图。
DMSP上有很多传感器。OLS就是其中的一种,全称为可见红外成像线性扫描业务系统。它最早是用来测量云层分布、云顶温度及地面火情一类信息的。OLS可见光波段使用2套探测器,白天使用光学望远镜头;夜间使用光学倍增管,该探测器灵敏度极高,可以在微弱的月光下工作。
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,貌似要翻一下,至今有到2013年的夜晚灯光遥感数据
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这些都是一年的平均数据。
第三种就是大家最想看到的夜晚灯光数据了。他的分辨率只有1km.但是足够放大到一个城市的轮廓像这样
其中白色就是城市灯光了,越明亮,越密集几乎可以说是越繁华。上图是2000年的数据,可以看到美国西部和欧洲极为明显
而这是2013年的数据,对比整体都提升了很多,欧洲整个都快亮起来了。印度和中国沿海城市也密集了许多。
这个数据也是比较有意思的。很直截了当。没有那么多的手手脚脚。用行政区把不同地域裁剪出来后用非监督分类或者聚类分析可以提取面积。每个地区的面积数据和当地的城市面积,GDP,繁荣度,等等数据都是比例正比。比如城市A的面积是2w平方公里,聚类分析的属性表中相应属性为1000.那么城市B的面积如果是4w平方公里,那么他的属性就是2000。但是误差还是有的,指不定哪个城市钱多晚上不关灯呢,搞不好哪个发达城市为了环保晚上都不咋开灯呢。只能说大体上。哈哈
如果想看彩色的,我记得可以在ENVI中融合然后RGB处理。我没有用到。也没图
大概就是这些,当然题主还有想看的如果我做的出来等毕业了再来补充。哈哈
这是他官网上down的。随意看看吧
之前搞过一点点这个方面,今年李德仁院士有一篇关于夜光遥感的综述,概括的应用范围比较全面了,如果想快速了解已经够了,而且文章比较新。国内北师大的何春阳发过不少这方面的文章跟史培军原来一个团队的,现在不清楚。
武汉大学国重有个李老师好像研究这个的,有一篇论文好像是写非洲战乱的,不知道是不是卢旺达大屠杀,这次南昌测绘会议李德仁还提到过这个,你可以找找,我就不帮你找了,没找的话,给我留言