地球信息科学学报 ›› 2019, Vol. 21 ›› Issue (7): 1074-1085.doi: 10.12082/dqxxkx.2019.180600
收稿日期:
2018-11-23
修回日期:
2019-03-05
出版日期:
2019-07-25
发布日期:
2019-07-25
作者简介:
作者简介:林中立(1989-),男,福建福州人,博士,讲师,主要从事环境与生态遥感研究。E-mail:
基金资助:
Zhongli LIN1,2(), Hanqiu XU2,3,*(
), Shaolin HUANG4
Received:
2018-11-23
Revised:
2019-03-05
Online:
2019-07-25
Published:
2019-07-25
Contact:
Hanqiu XU
Supported by:
摘要:
美国国防气象卫星搭载的业务性线性传感器(DMSP/OLS)所获取的夜间灯光影像数据,能够客观地反映人类对城市建成区的开发建设范围与强度,已广泛地应用于城市扩展的动态监测。本文利用不变目标区域法对长时间序列DMSP/OLS夜间灯光影像进行辐射校正,基于校正后的影像对2001-2013年中国东部沿海地区的城市建成区范围进行提取,结果表明:① 建成区面积从2001年的7550 km2,增加到2013年的21 650 km2,共扩展了14 100 km2,虽然建成区面积呈逐年增加的趋势,但其扩展速率则在逐步减缓,城市重心逐渐向南转移;② 在空间上形成了京津唐、长江三角洲和珠江三角洲3城市群,研究发现京津唐的中小城市面临难以获得发展资源的问题,导致了该地区发展的不平衡;③ 综合分析建成区扩展和经济统计数据,结果表明人口和经济是建成区扩展的主要驱动因子,但同时城市快速扩展也给东部沿海地区带来了一定程度的用地浪费问题;④ 由于DMSP/OLS夜间灯光影像受到自身空间分辨率的限制和灯光过饱和的影响,易造成城市建成区边缘细节部分的错提。新一代Suomi NPP/VIIRS夜间灯光影像在空间和光谱分辨率上均有较大提高,在后续的研究中应充分挖掘其数据优势,以期提供更加精准的城市扩展动态监测。
林中立, 徐涵秋, 黄绍霖. 基于DMSP/OLS夜间灯光影像的中国东部沿海地区城市扩展动态监测[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(7): 1074-1085.DOI:10.12082/dqxxkx.2019.180600
Zhongli LIN, Hanqiu XU, Shaolin HUANG. Monitoring of the Urban Expansion Dynamics in China's East Coast Using DMSP/OLS Nighttime Light Imagery[J]. Journal of Geo-information Science, 2019, 21(7): 1074-1085.DOI:10.12082/dqxxkx.2019.180600
表1
DMSP/OLS原始影像DN均值与亮像元数统计表
卫星年份 | DN均值 | 亮像元数/个 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
F14 | F15 | F16 | F18 | F14 | F15 | F16 | F18 | ||
2001 | 5.46 | 6.29 | 753 582 | 776 366 | |||||
2002 | 5.86 | 7.07 | 765 030 | 804 603 | |||||
2003 | 6.44 | 5.66 | 786 083 | 779 417 | |||||
2004 | 6.24 | 7.61 | 786 713 | 832 816 | |||||
2005 | 6.41 | 6.60 | 770 686 | 776 422 | |||||
2006 | 6.94 | 7.77 | 797 631 | 789 506 | |||||
2007 | 6.99 | 8.87 | 816 749 | 839 736 | |||||
2008 | 8.79 | 815 598 | |||||||
2009 | 8.31 | 772 276 | |||||||
2010 | 11.87 | 838 236 | |||||||
2011 | 11.02 | 834 022 | |||||||
2012 | 11.35 | 809 645 | |||||||
2013 | 12.48 | 806 462 |
表2
每一幅影像的相互校正二次多项式模型参数
卫星序号 | 年份 | a | b | c | R2 | 卫星序号 | 年份 | a | b | c | R2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
F14 | 2001 | 0.0003 | 1.0469 | -0.35 | 0.9522 | F16 | 2004 | -0.0008 | 1.0931 | 0.1262 | 0.9216 |
2002 | -0.0035 | 1.1955 | 0.2315 | 0.8886 | 2005 | -0.0043 | 1.3585 | -1.0748 | 0.9628 | ||
2003 | -0.0087 | 1.5316 | -0.8524 | 0.9599 | 2006 | -0.0052 | 1.3294 | -0.2097 | 0.9732 | ||
F15 | 2001 | 0.0009 | 1.0538 | -1.1412 | 0.9051 | 2007 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
2002 | 0.0004 | 0.998 | -0.9992 | 0.9574 | 2008 | 0.0014 | 0.9222 | 0.6711 | 0.9863 | ||
2003 | -0.0124 | 1.7711 | -0.9027 | 0.9103 | 2009 | 0.0086 | 0.3038 | 4.0476 | 0.8186 | ||
2004 | -0.0084 | 1.5439 | -0.2136 | 0.9619 | F18 | 2010 | 0.0094 | 0.1892 | 4.0566 | 0.7867 | |
2005 | -0.0043 | 1.3309 | 0.1826 | 0.9121 | 2011 | 0.005 | 0.4653 | 3.4964 | 0.7503 | ||
2006 | -0.0052 | 1.3445 | 0.6212 | 0.9647 | 2012 | 0.0101 | 0.1203 | 5.2292 | 0.9246 | ||
2007 | -0.0047 | 1.3118 | 0.2067 | 0.9773 | 2013 | 0.0111 | 0.0152 | 5.8689 | 0.9129 |
表4
2001-2013年中国东部沿海地区社会经济统计数据
变量名 | 2001年 | 2004年 | 2007年 | 2010年 | 2013年 | |
---|---|---|---|---|---|---|
人口/万人 | x1 | 43 728.00 | 45 034.00 | 47 476.00 | 50 665.00 | 51 818.00 |
地区生产总值/亿元 | x2 | 56 360.09 | 88 433.10 | 152 346.38 | 232 030.67 | 322 258.89 |
第一产业占比/% | x3 | 10.94 | 8.92 | 6.88 | 6.30 | 6.17 |
第二产业占比/% | x4 | 48.68 | 53.26 | 51.47 | 49.37 | 46.86 |
第三产业占比/% | x5 | 40.38 | 37.82 | 41.65 | 44.33 | 46.97 |
财政收入/亿元 | x6 | 4635.36 | 6928.52 | 14 052.85 | 23 005.40 | 36 752.57 |
财政支出/亿元 | x7 | 5870.27 | 9502.56 | 16 949.93 | 30 182.23 | 47 369.77 |
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