有誰可以說說「燈光遙感」？

01-25

隨便說說就好，只是想了解一下。

謝邀，遙感在知乎的市場不太景氣啊！不是專門做燈光遙感的，所以對它的認識和了解比較粗淺。

推薦兩篇論文，一篇是2001年NOAA的Christopher D. Elvidge 發表在ISPRS上面Night-time lights of the world: 1994–1995

另外一篇是北師大畢業、現在中山大學任教的卓莉老師，2003年發表在《地理學報》上的，《20世紀90年代中國城市時空變化特徵——基於燈光指數CNLI方法的探討》。

NOAA 有一個地球觀測組，從1994年就開始專註夜間燈光和燃燒源的觀測。他們使用的是DMSPOSL，它有一個優勢就是在微光條件下也可以成像，最開始是用月光來探測雲，它更廣泛的應用是探測人類聚集地，火，廢棄燃燒，閃電，極光等等。使用時間序列的DMSP數據可以區分不同的燈光源，其中我們比較關注的就是人類聚集。因為人類聚集程度可以體現人口密度、城市化水平、經濟水平等等。並且人類聚集程度不同對環境的影響也不一樣，例如碳排量，污染。

可以直觀看出經濟發展情況，詳細原因一樓已說。

上個圖，92年和10年的夜間燈光圖對比。

ps:圖片是以前拍的，有一個網站可以直接查詢瀏覽全球燈光圖，現在忘了找不到了。

哈哈，終於碰到對口的了。我的畢設就是這個，正在做，我從論文里給你扣一點哈。畢竟論文太冗雜。當然國內外各些大拿的論文文章看了好多，就不說了。直接說我自己的渣渣

首先是數據。統稱為DMSP/OLS遙感數據，是一個美國衛星的數據。

分開來說，DMSP是美國國防部的極軌衛星計劃，與NOAA衛星同屬於一類。

現有的DMSP為三軸姿態穩定衛星，運行在高度約830km的太陽同步軌道，周期約101min，掃描條帶寬度3 000km。DMSP衛星採用雙星運行體制，兩顆業務衛星同時運行，過赤道時間為05∶36及10∶52，每6h可提供一次全球雲圖。

DMSP上有很多感測器。OLS就是其中的一種，全稱為可見紅外成像線性掃描業務系統。它最早是用來測量雲層分布、雲頂溫度及地面火情一類信息的。OLS可見光波段使用2套探測器，白天使用光學望遠鏡頭；夜間使用光學倍增管，該探測器靈敏度極高，可以在微弱的月光下工作。

可以在官網上免費下載數據產品NOAA/NGDC - Earth Observation Group

，貌似要翻一下，至今有到2013年的夜晚燈光遙感數據

總共有3種數據產品

穩定燈光圖像(燈光頻率圖像)產品

輻射定標夜間平均燈光強度圖像產品

非輻射定標夜間平均燈光強度圖像產品

這些都是一年的平均數據。

第三種就是大家最想看到的夜晚燈光數據了。他的解析度只有1km.但是足夠放大到一個城市的輪廓

像這樣

其中白色就是城市燈光了，越明亮，越密集幾乎可以說是越繁華。上圖是2000年的數據，可以看到美國西部和歐洲極為明顯

而這是2013年的數據，對比整體都提升了很多，歐洲整個都快亮起來了。印度和中國沿海城市也密集了許多。

這個數據也是比較有意思的。很直截了當。沒有那麼多的手手腳腳。用行政區把不同地域裁剪出來後用非監督分類或者聚類分析可以提取面積。每個地區的面積數據和當地的城市面積，GDP，繁榮度，等等數據都是比例正比。比如城市A的面積是2w平方公里，聚類分析的屬性表中相應屬性為1000.那麼城市B的面積如果是4w平方公里，那麼他的屬性就是2000。但是誤差還是有的，指不定哪個城市錢多晚上不關燈呢，搞不好哪個發達城市為了環保晚上都不咋開燈呢。只能說大體上。哈哈

如果想看彩色的，我記得可以在ENVI中融合然後RGB處理。我沒有用到。也沒圖

大概就是這些，當然題主還有想看的如果我做的出來等畢業了再來補充。哈哈

這是他官網上down的。隨意看看吧

古詩有云：不識廬山真面目，只緣身在此山中。

所謂遙感呢，字面上看，就是對遙遠事物的感知，我們可以簡單理解為從遠處，從高處觀察某個物體，獲取對某事物全局性的認識，正所謂：

會當凌絕頂一覽眾山小

古人登高望遠，只能用筆墨寫下描述性的文字。而遙感則可保留下所獲得的影像數據及其他細節信息。是不是聽起來很像攝影呢？是的，攝影技術、照相機的發明本身就是遙感技術產生的基石。

說到遙感，這就不得不提光和光譜。光也就是電磁波，而光譜則是按光的波長（或頻率）大小而依次排列的圖案。人眼所能見到的光被稱為可見光，僅占很小的一部分。

我們所看到的物體的顏色實際是可見光反射的結果，不同的地面物體（地物）的太陽光照射下的光譜特徵有很大差異，比如植物葉片在可見光波段中綠波段的反射率比較高，所以我們看到的植物葉片大都是綠色，這好比人的指紋，每個人的指紋都不一樣從而可以指紋主人的身份進行識別。

地物光譜不僅可以反映地物的類別，還可反映地物的狀態信息，當植物遭受病蟲害或者營養不良時，則植物葉片泛黃，因而綠波段反射降低，而黃波段反射增強，這樣與健康植物光譜一對比便可得知某種植物的健康狀況。

典型地物光譜

因此現代意義上的遙感就是：通過搭載在各種遙感平台（遙感塔，探空氣球，飛機，人造衛星等）上的遙感器（也就是各類感測器，大家可以簡單類比為攝影中的不同鏡頭）這類對電磁波敏感的儀器，在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息，並進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。廣泛用于軍事、國土資源、農業、水利、氣象監測，環境監測等等領域（實際做起來相當複雜。。。這裡就不贅述了）。

遙感應用示例

自人類發明夜間照明設施後，隨著經濟發展，夜間照明設施開始大規模普及，人類文明的急速發展使得原本黑暗一片的夜間地球表面變得群星璀璨，散發出奪目的光芒。耀眼的燈光中蘊含著豐富的人類活動信息，反映了人類活動及其產物（如城鎮、工業地帶）的集中程度。

而說起夜間燈光遙感，它的誕生其實是個美麗的意外。２０世紀７０年代美國啟動軍事氣象衛星計劃（ＤＭＳＰ），該計劃發射的衛星搭載著線性掃描業務系統（OLS）本打算用於氣象監測；而OLS上有一個神奇的小東西：光學倍增管，具有很強的光電放大能力；它本來是用於在夜間探測月光照射下的雲層狀況，可是科學家在處理接收數據時卻意外的發現了這個：

夜空下，萬國燈火璀璨

在地表無雲層遮擋的情況下，DMSP/OLS接收到了城鎮燈光、極光閃電、火災、海上平台和船隻發出的亮光。相比於普通的遙感衛星影像，夜光遙感影像更多地反映人類活動，因此它在社會科學領域得到了廣泛的應用。

目前夜間燈光數據的主要來源是DMSP系列衛星和NPP衛星。兩者參數如下所示：

DMSP系列衛星與NPP衛星

相比較而言NPP-VIIRS具有更高的空間解析度，其空間解析度達500m，對小尺度地表照明分布的刻畫要更為準確。但是，NPP-VIIRS源數據未作短時光消光處理，也未除去背景噪音，容易在局部產生較大擾動，發射較晚，歷史影像數據相對貧乏，因此DMSP/OLS的運用相對較廣泛，谷歌地球所提供的夜間燈光影像數據便來自於DMSP/OLS。

DMSP/0LS與NPP/VIIRS影像細節對比（珠三角）

夜間燈光數據不僅好看，還好用！目前夜間燈光影像數據逐漸廣泛地應用於社會經濟參數估算、區域發展研究、城鎮化研究、重大事件評估、漁業監測，能源等諸多領域。

夜間燈光變化間接反映發展變化

社會經濟參數估算

社會經濟參數對於政府決策、科學研究具有重要價值，而受到傳統統計調查方式的費時費力，時效性差且往往以行政單元為統計單元。因此往往存在誤差較大以及缺乏空間信息等缺點。如人口普查數據，若干年統計一次，且按行政單元統計，我們只知道某行政單元的人口概數，但在該行政單元內人口如何分布則是未知的，這樣的數據不僅昂貴且利用價值有限。

夜光遙感影像和人類活動存在較高的相關性，且具備時空連續、獨立客觀等優勢，因此夜光遙感影像能夠為國民生產總值、人口、電力消費、溫室氣體排放、等社會經濟參數的估算提供重要依據。

夜光遙感影像輔助生成的全球、美國加州西南部、墨西哥首都及周邊的1km GDP網格

城市研究

建成區範圍是城市化的重要參量，通過夜間燈光數據可有效提取建成區範圍，並與歷史數據進行對比研究城市發展變化。夜光影像不僅能夠用來監測城市化，還能反映城市體系結構從而用於城市群演化研究。

黑夜中的「韓國島」，無需分析都可知道朝韓兩國的經濟差距。還能觀察到朝韓邊界有條亮線，應是邊境防衛設施產生的亮光。

重大事件評估

由於夜光能表徵社會經濟參數，當某地社會經濟狀況產生重大變動時，該地的夜間燈光也往往產生巨大變化，從而為重大事件（如自然災害，戰爭等）進程及其產生後果進行評估提供了新的途徑。如李德仁等採用DMSP/OLS夜光遙感數據對敘利亞內戰造成的破壞進行評估，定量分析得出83%的敘利亞夜光消失，其中以阿勒頗省損失最為嚴重，引起國內外媒體的廣泛關注。