陕西-近60年秦岭南北地表不均匀增温及对城化响应-国家卫星气象中心.PDF

基于DMSP/OLS数据的秦岭南北城市化发展 与地表增温不均匀性分析 陕西省农业遥感信息中心 王钊  1、研究背景  2、DMSP/OLS数据预处理  3、卫星监测秦岭南北城市化过程  4、秦岭南北温度变化事实  5、城市化对增温影响  6、研究总结 1、背景资料  1、城市化的定义：表象农村人口向城市人口转移。  本质上：是随人口转移而出现的经济社会全方位的 变化过程，体现在经济结构、城乡结构、产业结构、 空间结构、社会结构、阶层结构调整，反映一国经 济发展状况，城市化水平实际上是讲一个国家和地 区的发展阶段。 如何描述城市化： 城市化水平评价，除单独的人口比率衡量外，还有一整套评 价体系，包括：城市人口比重，包括非农业人口、居住城区的 农业人口和流动人口三者总和占辖区内总人口的比重；适龄人 口的中学入学率；人均国内生产总值；城市第三产业占国内生 产总值比重；城市人均道路铺装长度等指标。 统计年鉴里的社会经济数据，大部分都同城市化有关。  总体来看，这些指标过于强调城市化过程中的社会经济属性， 忽略了城市化过程中土地利用转换等自然、空间属性，从而 难以对城市化过程产生的一系列生态、环境问题进行定量评 价。  同时评价指标主要来源于统计数据，存在人为主观因素干扰， 客观性有待进一步验证。因此，有必要发展以栅格作为数据 单元，依靠遥感卫星探测手段和空间分析技术，对城市化水 平进行测度、分析的指标方法。遥感指标法可以克服行政统 计数据指标法的主观性、滞后性、成本高、标准不统一等局 限。  遥感手段的优势：可以研究城市化的空间属性。具有一定的 客观性。  美国国防气象卫星 Defense Meteorological Satellite Program (DMSP)搭载的Operational Linescan System (OLS) 传感器为大尺度的城市研究提供了一种新的数据获取手段。  发射的初衷是夜间研究云， DMSP/OLS 有别于利用地物对太 阳光的反射辐射特征进行监测的LANDSAT、SPOT和AVHRR 传 感器, 该传感器可在夜间工作, 能够探测到城市灯光甚至小 规模居民地、车流等发出的低强度灯光, 并使之明显区别于 黑暗的乡村背景。其与AVHRR 相当的空间和时间分辨率, 比 较适合大尺度城市化进程的动态监测。 三颗夜景监测卫星， VIIRS 是NPP卫星 传感器，分辨率 370 FY3直收站可以接 收NPP，DNB数据  目前, 国外许多学者近年来已成功地将DMSP/OLS 数据应用 于城镇扩展研究。其中以城市空间特征信息等方面的应用最 为广泛，在此基础上部分学者还讨论了快速城市化过程生态 效应评价研究，城市空间演化过程、城市用地空间扩展类型 特征、城市GDP空间化等一系列问题。  国外相关的应用主要集中在以下几个方面。  1)利用统计数据同灯光数据耦合，建立指标，提取城市用地 空间分布；  2)利用灯光数据对区域人口密度的模拟；  3)区域相关社会经济指标的估算，如经济水平、能源消耗估 算等；  4)城市化对生态环境指标的影响分析，包含热岛效应、NPP、 植被覆盖变化。。  秦岭山地，腹地位于陕西省南部。北部以秦岭北坡山脚线为 界；南部以汉江北岸为界，但不包括汉中、安康盆地。在汉 中、安康盆地，以盆地的北缘为界；东、西两侧以省界为界 。地处我国暖温带和亚热带的生态过渡带，是中国南北地理 环境的重要分界线。秦岭特殊的位置和地形形成独特的山地 气候，在水源涵养、物种保护、生态景观等方面发挥着重要 作用，是我国中部重要的生态安全屏障。 2、DMSP/OLS数据预处理  数据预处理主要包含：数据裁剪、空间校正，定标处理几个 步骤，其中相互定标是预处理的重点，1992-2012年 DMSP/OLS NTL （Nighttime Lights）数据包含了6颗卫星， 由于传感器未作星载定标，传感器存在衰减以及不同卫星传 感器之间存在差异，使得多颗卫