【數據運用】「今夜燈光璀璨」DMSP數據介紹及運用實例——福州市20年建設用地變更情況

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DMSP數據介紹

DMSP(Defense Meteorological Sate-llite Program)是美國國防部的極軌衛星計劃。

DMSP衛星的發射目的：

·雲圖監測，以獲得雲的分類信息；

·強風監測，以改善風暴、旋風等預報；

·海況監測，為海軍行動保障提供信息；

·微光監測，允許可見光遙感器在夜間月光下工作。

DMSP氣象衛星在現代戰爭中的作用日益明顯。例如，用高級KH-11偵察衛星拍攝南聯盟重要軍事目標或出動飛機轟炸科索沃的要塞之前，要知道那裡的雲層情況；空襲用的導彈、命中精度也與大氣的溫度、壓力和風速等密切相關。所以DMSP已成為美國從空間獲取戰略目標和作戰地區氣象情報的重要手段。

好啦~說了這麼多背景知識，所以DMSP數據到底能幹嗎？

用處最多的一部分，用人類可以理解的語言就是——「夜間燈光強度」

DMSP的夜間燈光數據

2011年3月12日，美國空軍國防氣象衛星計劃（DMSP）的F-18觀察衛星收集到這張日本東北部地區電力損失狀況的衛星圖像。這是一張合成的圖像，將地震後的光照情況與2010年的正常光照情況作比較。黃色表示2010年和2011地震前的燈光（在圖像中可看到包括東京和西部、南部地區電力情況依然正常）。紅色表示3月12日監測到的停電狀況（仙台，以及東北部海岸地區）。藍色表示雲，有一部分的雲在黃色燈光的照射下變成了綠色。（下圖）

從整體上來看，中國的夜間燈光分布東西部很不平衡，也是從另一個角度驗證了"黑河——騰衝「的中國人口分布的」胡煥庸線「。（下圖）

DMSP數據運用

1.城鎮擴展監測

當今世界處於一個高速發展的時期，傳統的統計方法提供的城區範圍往往還沒有發揮作用就已經變化。反映人類活動特徵的DMSP/OLS夜間燈光影像以城鎮為靶區，為城鎮擴展監測提供了準確、直接、節約、省時的方法。

2.社會經濟因子估計

燈光影像上亮區和暗區的對比使之成為研究密集人類活動及其影響的一個有力工具。明顯地，燈光強弱與社會經濟因子間存在正相關關係，利用這種定量關係可以開展社會經濟因子估計研究。

（1）城市化水平估計

利用夜間燈光強度影像可構建綜合燈光指數來反映城市化水平，對地區城市化發展狀況開展有效監測。

（2）人口估計

根據燈光與人口分布之間的線性關係，可以通過燈光來估算全球、國家甚至城市尺度上的人口詳細分布。

（3） GDP、能耗量、碳排放量等因子估計

採用相關分析和回歸分析的方法，燈光影像已然成為反演社會經濟、監測生態環境的良好數據源。

3.其它方面

除了社會經濟數據研究，DMSP/OLS夜間燈光影像還被嘗試應用於環境、災害、漁業、能源等領域。目前，利用該影像在光污染傳播空間分析、火災治理和資源保護、漁業監測、天然氣焚燒監測等方面進行了一些探索性研究。

DMSP數據運用可以有很多，今天主頁菌就來說說，最簡單也是最廣泛的運用在城市研究中的DMSP數據分析——建設用地提取。

DMSP數據運用實例——福建20年建設用地變更情況

對於運用DMSP數據提取城鎮建設用地來說最難的部分不是操作，而是確定閾值，因為DMSP的數據圖層是0—63的燈光強度，想要區分城鄉建設用地，必須找到一個城鄉之間的臨界點。閾值的確定，一般有四個方法，說人話就是：1，經驗，也就是靠蒙；2根據統計數據，哪個閾值面積對上了就是這個閾值；3純粹扯淡，懶得介紹；4用遙感影像，一個個閾值試驗，看哪個對上。（經驗閾值法，統計數據二分比較法，突變檢測法，高解析度數據比較法）

主頁菌今天用的方法，特別高端，叫做！！！！」查論文人家說啥就是啥法「

==嗯沒錯，所以今天分析的閾值就是50，看上去也挺那麼回事的~~~

上圖是福州2013年的夜間燈光強度數據（不包括平潭縣），除此之外主頁菌還選取了2008年、2003年、1998年和1993年，每五年分析一下，閾值為50，然後！就出現了！請看下圖！

兩座山吧。好，結束，完美。==其實做的很粗糙，閾值需要仔細考慮的，我懶得~

下次再見，拜拜（主要是不想打字了）

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順便說一句DMSP數據的下載地址：http://ngdc.noaa.gov/eog/dmsp/downloadV4composites.html 請叫我紅領巾！！！