夜光遙感數(shù)據(jù)現(xiàn)已被作為經(jīng)濟、人口、城市化以及城市范圍的識別與提取等方面的有效代理,是當(dāng)前研究應(yīng)用較為廣泛的數(shù)據(jù)和研究熱點。使用最廣泛的夜光數(shù)據(jù)主要包括DMSP-OLS和NPP-VIIRS兩類,這兩類數(shù)據(jù)雖然均為夜光數(shù)據(jù),但又各不相同。
DMSP-OLS:自 1970 年代以來,美國空軍國防氣象衛(wèi)星計劃 (DMSP) 一直在運行能夠檢測。來自城鎮(zhèn)的可見光和近紅外 (VNIR)發(fā)射的衛(wèi)星傳感器。DMSP 操作線掃描系統(tǒng) (OLS) 在兩個光譜帶(VIS 和 TIR)中獲取地球的全球白天和夜間圖像。在夜間“VIS”帶通跨越譜(0.5?0.9微米)的VNIR部分。VIS 波段信號在夜間使用光電倍增管 (PMT) 增強,從而可以檢測微弱的 VNIR 發(fā)射源。PMT 系統(tǒng)用于夜間檢測云。夜間燈光增強的一個意外后果是檢測到城市燈光、瓦斯耀斑和火災(zāi)。從 1992 年到 2013 年的年度數(shù)據(jù)使DMSP 夜光數(shù)據(jù)成為可用于人類活動夜間遙感的最長數(shù)據(jù)系列。在兩顆衛(wèi)星正在收集數(shù)據(jù)的情況下產(chǎn)生了兩種復(fù)合材料。產(chǎn)品為30弧秒網(wǎng)格,跨越-180至180度經(jīng)度和-65至75度緯度。每個合成集都以衛(wèi)星和年份命名(F121995 來自 1995 年的 DMSP 衛(wèi)星編號 F12)。 NPP-VIIRS:在每月的無云 DNB 合成中,全球有許多地區(qū)無法獲得當(dāng)月的高質(zhì)量數(shù)據(jù)覆蓋。這可能是由于云層覆蓋,特別是在熱帶地區(qū),或者是由于太陽光照射,就像在各自夏季的兩極發(fā)生的那樣。因此,這些數(shù)據(jù)的用戶必須使用無云觀測文件,而不是假設(shè)平均輻射圖像中的值為零意味著沒有觀測到燈光。
DMSP-OLS和NPP-VIIRS夜光數(shù)據(jù)的下載:
https://ngdc./eog/dmsp/download_radcal.htmlhttps://eogdata./nighttime_light/annual/v20/可以登錄官網(wǎng)直接下載對應(yīng)的數(shù)據(jù),也可以在國內(nèi)的網(wǎng)站直接下載:
中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心 (resdc.cn) DMSP-OLS和NPP-VIIRS的區(qū)別: 與NPP-VIIRS數(shù)據(jù)相比,DMSP-OLS數(shù)據(jù)的空間和輻射分辨率較低。DMSP-OLS數(shù)據(jù)沒有校準(zhǔn)系統(tǒng),而NPP-VIIRS數(shù)據(jù)是經(jīng)過校準(zhǔn)的。DMSP-OLS數(shù)據(jù)的DN值在0到63之間,NPP-VIIRS數(shù)據(jù)在0到255之間變化。數(shù)據(jù)檢索的不同條件要求進行仔細的集成過程。DMSP-OLS數(shù)據(jù)的可用時間序列是從1992年到2013年,而NPP-VIIRS數(shù)據(jù)是從2012年到現(xiàn)在。 數(shù)據(jù)源
| DMSP-OLS | NPP-VIIRS | 空間分辨率
| 0.008333°(30弧秒) | 0.004167°(15弧秒) | 輻射分辨率
| 6-bit
| 14-bit
| 過境時間
| 19:30
| 01:30
| 星上校正
| NO
| Yes
| 像素飽和度
| 過飽和 | 不飽和 | DN值范圍
| 0-63
| 0-255
| 時間序列
| 2000-2013年度合成
| 2012至今月度合成
|
下載下來的兩種類型夜光數(shù)據(jù)不能直接用于研究,需要對其進行相關(guān)的校正,校正步驟如下:
DMSP-OLS: 不同傳感器間的校正:MSP-OLS數(shù)據(jù)是從不同的傳感器獲得的,沒有機載輻射校準(zhǔn),導(dǎo)致數(shù)據(jù)可比性問題。因此,有必要在各種傳感器之間進行互校準(zhǔn)。 年內(nèi)校正:DMSP-OLS數(shù)據(jù)是在同一年內(nèi)由兩個不同的傳感器采集的。為了消除同年數(shù)據(jù)之間的差異,避免信息遺漏,需對其進行年內(nèi)校正。 連續(xù)性校正:避免年際間的突變,需對其進行連續(xù)性校正。
- 減小背景噪聲:由于VIIRS傳感器比OLS傳感器對弱光更敏感,因此需要去除了OLS傳感器無法檢測到的VIIRS弱光信號。
- 異常值修正:石油或天然氣火災(zāi)引起的穩(wěn)定燈光可能導(dǎo)致檢測值異常,超過三個特大城市(北京、上海、廣州)的最大值。需要對較大的異常值進行校正。
- 連續(xù)性校正:避免年際間的突變,需對其進行連續(xù)性校正。參考:doi:10.3390/rs12182916
DMSP-OLS和NPP-VIIRS的整合: 由于DMSP-OLS和NPP-VIIRS兩種數(shù)據(jù)在DN值范圍、時間序列等方面都不一致,因此不能直接使用兩種類型的數(shù)據(jù)用于同一研究,需要將兩種數(shù)據(jù)進行整合。 對兩種數(shù)據(jù)整合的方法有很多,這里介紹其中的一種。該方法主要是利用DMSP-OLS和NPP-VIIRS具有重合時期的數(shù)據(jù)(2013年),構(gòu)建后續(xù)年份與2013年夜光數(shù)據(jù)之間的關(guān)系模型,從而將二者進行整合,得到長時間序列的夜光數(shù)據(jù)。兩種數(shù)據(jù)的整合方法具體實現(xiàn)可參考doi:10.3390/rs12182916。 以上就是關(guān)于DMSP-OLS和NPP-VIIRS的全部內(nèi)容,后續(xù)再更新關(guān)于兩種數(shù)據(jù)整合好的全球和中國的夜光數(shù)據(jù)~
|