
一、数据源及数据介绍
(一)DMSP/OLS数据
DMSP/OLS传感器在夜间工作,能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,并使之区别于黑暗的乡村背景。因此,DMSP/OLS夜间灯光影像可作为人类活动的表征,成为了人类活动监测研究的良好数据源。
使用DMSP/OLS数据主要有以下两点优势:
第一,DMSP/OLS不依赖于高空间分辨率,它的影像分辨率通常在1km左右,因而影像数据量非常小,甚至不到TM数据的1%,在对DMSP/OLS数据进行处理时更加简便; 第二,DMSP/OLS夜间灯光影像能反映综合性信息,它涵盖了交通道路、居民地等与人口、城市等因子分布密切相关的信息。
下面推荐两个下载数据的网址:
第一个是NOAA/NGDC网站
(https://ngdc.noaa.gov/)
不过该网站为全英网站,数据可能不太好找,可以利用浏览器自带的翻译功能翻译一下。

第二个是Earth Observation Group网站(https://payneinstitute.mines.edu/)
该网站相对好找一些,但是需要注册才能下载,好消息是注册很方便,用一个邮箱即可完成注册。

(二)行政边界数据
行政边界数据可以在阿里云出品的Datav.GeoAtlas地理小工具下载,该网站可以下载省级、市级、县级的行政边界数据,对从事地理信息行业的人是非常友好的,只不过下载下来的是JSON格式的文件,需要进行格式转换。

JSON格式数据转换成SHP格式数据可以利用GeoConverter网站,该网站可以进行多种数据之间的转换,其中就包含SHP。

(三)植被增强指数(EVI)数据
增强植被指数(EVI)算法是遥感专题数据产品中生物物理参数产品中的一个主要算法,可以同时减少来自大气和土壤噪音的影响,稳定地反应了所测地区植被的情况。红光和近红外探测波段的范围设置更窄,不仅提高了对稀疏植被探测的能力,而且减少了水汽的影响,同时,引入了蓝光波段对大气气溶胶的散射和土壤背景进行了矫正。
该数据可以在地理空间数据云(https://www.gscloud.cn/search)进行下载,注意选择MOD13A1 500M植被指数16天合成产品。
二、基于EVI指数的饱和校正
EVI指数在城市区域的数值变化与夜间灯光亮度存在几乎相反的趋势,使用EVI数据对DMSP/OLS数据进行饱和校正能够较好的缓解城市内部夜间灯光过饱和的现象。
EANTLI由卓莉等提出,通过融合EVI和DMSP/OLS数据,不仅减少了饱和现象,而且增强了夜间光强的变化,从而有效缓解发达城市市中心夜光亮度过饱和的现象。

式中,EVI表示年平均EVI值,NTL为DMSP/OLS像元DN值,nNTL为归一化的NTL。
三、数据处理
(一)合成年平均EVI数据
地理空间数据云下载下来的MOD13A1 500M植被指数16天合成产品中包含由多个子数据集,在添加数据时要选择存放EVI指数的数据集。

利用镶嵌工具将下载下来的覆盖一整年的EVI指数数据进行合成,求取平均值,因为是16天的合成产品,大概有24个影像,这里仅举例显示,另外在使用该工具是时镶嵌运算符注意选择MEAN(求取重叠区域的平均值)。
工具位置:数据管理工具 -> 栅格 -> 栅格数据集 -> 镶嵌

EVI指数值域在[-1,1],但我们下载下来的数据值域太大,我们可以利用栅格计算器工具将EVI数据乘以一个尺度系数0.0001。
工具位置:Spatial Analyst分析 -> 地图代数 -> 栅格计算器

(二)按掩膜提取
利用按掩膜提取工具对DMSP/OLS数据和EVI数据进行提取,得到需要的部分。
工具位置:Spatial Analyst分析 -> 提取分析 -> 按掩膜提取

(三)对DMSP/OLS数据进行归一化处理
利用模糊隶属度工具对DMSP/OLS数据进行归一化处理,使得DMSP/OLS数据的值域区间在[0,1]之间。
工具位置:Spatial Analyst分析 -> 叠加分析 -> 模糊隶属度

(四)饱和校正
利用栅格计算器进行公式运算。


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