DMSP-OLS夜间城市灯光数据文献综述

By | 2020年7月24日

  DMSP-OLS夜间都会灯光数据引见

  DMSP(Defense Meteorological Satellite
Program)是美国国防气候卫星方案。该名目是经过气候卫星搭载的传感器,探测出夜间低强度灯光,例如都会的灯光、车流的灯光、住民小区的灯光等。今朝,猎取到这些DMSP-OLS夜间灯光数据,已成为钻研人类流动的不成多患上数据源。Tilottama
等人(2013)发现了夜间卫星图象数据的微小代价,这些灯光数据要相比典型的人口普查数据,折射出的信息比拟综合以及出现的频率更高,且能正在多个钻研畛域失去运用。

  多畛域运用

  权衡区域以及都会经济倒退程度

  DMSP-OLS夜间都会灯光数据被宽泛运用于多个畛域,一些学者将这一目标当做实在反映一个地域的经济倒退状况的代替性目标。

  正在钻研区域倒退的政治经济关系方面,Hodler等人(2014)经过将该数据与国度辅导人的出身地信息链接,搜集了从1992年到2009年共126个国度38427个地域的数据,发如今政治体系体例单薄、国民受教育水平较低的国度中,现任辅导人出身地的夜间灯光光线更强的景象较为普遍,而正在政治轨制绝对较好的国度则影响没有年夜。一样地,范子英等人(2016)运用了倍差法预计新任部长对地域灯光洁度的影响,发现新任部长对其出身地的经济增进具备明显的促成作用,对其籍贯地以及工作地的影响则没有显著。将DMSP-OLS夜间灯光数据与政治家的信息链接起来的办法,为从此的区域政治与经济倒退钻研提供了新的思绪。

  正在钻研对区域倒退的作用以及影响方面,Papaioannou等人(2014)运用夜间灯光数据发如今非洲地域,地域间隔首都地位越远,国度机构的作使劲越弱,国度正在偏僻地域的浸透无限。当与以及交通建立相连系时,张俊(2017)运用婚配倍差法以及OLS发现高铁守旧明显进步了县级市的均匀灯光洁度,但对县的均匀灯光洁度不明显影响。这阐明了高铁守旧对县级市以及县的经济倒退带来了没有同的影响。

  将来城镇化倒退的模式关系将来都会的倒退,刘修岩等人(2017)运用校对后的夜间灯光数据怀抱了地域经济效率,同时调查了都会空间构造对经济效率的影响及其尺度差别。发如今都会以及市域等较小的空间尺度上,单中心的空间构造愈加无利于经济效率晋升;正在省域这一较年夜的空间尺度上,多中心的空间构造则更能促成经济效率晋升。中国将来的城镇化倒退模式应该严格管制年夜都会无序伸张式的倒退,同时激励乡村转移人口进入中小都会,进步中小都会的规模。经过便当的根底设备将中小都会与年夜都会衔接构成多中心、网络化的都会空间构造。

  局部有汗青文明代价的都会能够行使汗青文明的咭片来促成本身的倒退,卢盛峰等人(2018)发现基于汗青文明的都会改名会使都会灯光总强度进步,无效地促成了都会游览工业的倒退以及推进了都会交通网络设备的建立。

  权衡GDP

  GDP向来是经济钻研的重中之重,Henderson等人(2012)行使卫星夜灯数据与实测支出增进数据连系起来,添加对实在支出增进预计的精确率。正在对于中国经济增进及GDP数据能否可托成绩方面,许康宁等人(2015)对1992年-2012年中国省级面板数据运用OLS以及空间计量等办法进行回归,发现没有同的预计办法下DMSP-OLS夜间灯光洁度与GDP之间均存正在着明显的正相干关系。夜间都会灯光洁度是能够作为察看经济增进数据的代替变量的。clark等人(2017)也正在针对中国民间GDP统计数据的品质方面,行使DMSP-OLS夜间灯光数据为一个自力的基准,比拟中国发布的各类经济目标。后果标明中国民间统计数据并无夸张经济的增进,乃至可能实际增进率要高于民间发布的数据。夜间灯光数据的亮度目标能够怀抱都会的实在经济倒退情况,卢盛峰等人(2017)行使民间公布的都会消费总值与都会夜间灯光洁度的比值来描写都会的GDP注水平。钻研后果标明,中国地域之间的
GDP
灌水系数存正在较年夜差别,同时正在地区散布上具备集中散布特色,而正在期间上出现一种继续好转的趋向。绝对而言,四川、湖南、湖北和江西以及福建等省分均匀灌水怀疑愈加重大;2006-2012
年,一切省分的均匀灌水水平绝对于 2000 — 2005 年都有显著回升。假如以民间抵赖统计数据存正在灌水的 2011-2014
年辽宁省数据为参考,那末位于这一灌水系数以上的四川、湖南、湖北、福建、江西、江苏、浙江等省分所辖的都会都存正在较年夜的 GDP
灌水怀疑。丁焕峰等人(2017)建设了灯光数据以及GDP的相干性后,剖析了1992年至2013年的中国省级区域经济增进以及人口变动惹起的灯光变动的空间模式。还用区域的灯光洁度怀抱了经济增进的区域不服衡性的天文变动。特地存眷了正在这个工夫段内的省级区域规模、间隔海岸线的间隔与灯光洁度变动的关系,沿海及本地区域倒退的差别。发现各剖析单元间存正在空间分散或空间溢出互相作用,且水平较强;周边地域的扰动会升高内陆区NTL的增进;中国省级区域灯光与GFP之间的强对数相干性。区域面积以及经济增进率之间的线性相干性很弱,并不是是天文面积越年夜的省分NTL亮度增进越快;区域灯光增进路跟着间隔海岸线的间隔添加而缩小。中国省级经济增进具备显著的空间依赖性,区域经济增进的行为不只遭到本身特色的影响,同时还遭到街坊特色的影响。另外,省级经济增进正在空间上的确存正在明显的会聚性,区域出现“一荣俱荣、一损俱损”的景象,与此同时空间差别也较为显著。

  其余畛域

  除了了区域倒退以及权衡GDP外,DMSO-OLS夜间灯光数据还正在不少畛域运用,例如王贤彬等人(2017)运用GMM办法,构建了静态面板模子零碎性地调查了夜间灯光洁度的区际差距变化趋向,后果发现夜间灯光洁度变动与用电质变化之间存正在高度相干性,后进地域的夜间灯光洁度的疾速增进肯定水平上反映了电力生产密集型经济流动的疾速扩张,而且外行政空间维度上体现为夜间灯光洁度的相互追逐。

  正在环境方面,Sutton等人(2002)指出传统市场经济流动以及“非市场”生态零碎效劳都发作正在特定的空间地位。他们试图映照出它们的空间模式。行使DMSP

OLS的夜间卫星图象数据集以及天下总GDP,运用了共同的丈量形式,将生态零碎效劳经济的百分比与2001年的环境可继续性指数联系关系。来形容工夫变动对生态零碎效劳的代价。

  社会钻研中普遍存正在的成绩中有一是进步倒退中国度的社会经济数据的品质,Chen等人(2011)将DMSP-OLS的夜间卫星图象数据集中的亮度替代规范产出怀抱,心愿经过亮度的丈量能够改良区域的产出预计。发如今统计零碎D或E级的国度成果最佳,若统计零碎晋升到C级或B级,则代替成果欠安。

  寰球国度人口散布宽泛,很难以寰球为范畴搜集到片面并对立规范的无关生存品质的数据。Elvidge 等人(2011)依据DMSP
的照明数据绘制了2006年的电气化空间范畴。他们将DMSP-OLS的夜间照明数据以及人口密度网络连系,失去了第一个零碎的寰球电气化率评价,蕴含了229个国度以及2000多个次国度级单元。

  Charlotta等人(2015)正在钻研瑞典的人口、工资支出、企业等方面,发现NTL与经济流动之间的相干性足够强,能较好的代表人口与企业密度,但与工资的相干性较弱,尤为关于工资的预计,正在年夜都会被略高估,正在乡村地域被低估。

  Baum-Snow等人(2017)将1992年至2009年的夜间卫星灯光图象与1962年、1990年、1999年、2005年以及2010年的数字化国度公路以及铁路舆图整合正在一同,钻研了正在过来的20年里,中国高速公路以及铁路网络的扩张水平以及设置装备摆设若何影响了中国都会的形状。发现子午线公路以及环线公路会招致年夜量的人口扩散化,而公交会有助于都会的松散性。

  杨孟禹等人(2017)正在钻研都会规模时,行使寰球夜间灯光数据构建新都会规模指数来反映都会规模的变化。发现都会规模变化程度标的目的的空间竞争为正,且正在2004-2013年间逐年递增,都会规模变化正在空间上体现出愈来愈强的模拟性;垂直标的目的的空间竞争明显存正在且为正,官员提升机制也能惹起都会规模的效仿景象。钻研还发现,正在提升年份,都会规模变化空间竞争以垂直标的目的为主导,正在其余年份则以程度标的目的的竞争为主导。

  数据的校对

  DMSP-OLS夜间都会灯光数据虽然已正在多个畛域患上以宽泛运用,其自身仍是有肯定的缺点的,如灯光数据由没有同卫星猎取,数占有不成比性;同一卫星长期探测可能会因消退带来动摇。曹子阳等人(2015)应用没有变指标区域法的影像校对办法,对提掏出的中国区域的夜间灯光影像进行校对,并对后果进行了测验。范子英等人(2016)亦对灯光数据进行了校对。

  小结

  DMSP-OLS夜间都会灯光数据已正在区域倒退、GDP、环境、人口、都会规模等畛域有较强的使用性。尽管仍有局限以及缺点,例如无夜间灯光的人类流动的区域就无奈探测其情况,和应用的传感器以及卫星的没有同招致搜集的数占有差别,需求进行校对等,但任何数据城市有其局限性。

  置信行使都会灯光数据还能够运用正在更多的钻研标的目的上,例如某区域内企业总体的进入以及加入状况,或者能够应用该区域各年的灯光数据进行相干钻研;都会间企业的迁入迁出,工业的地区性转移,或者能够应用多个工夫横截面下地区间的都会灯光数据的演化进行相干钻研;工业的转型,没有同工业其对都会夜间灯光数据的影响可能会有所没有同,也可能能够行使都会灯光数据来探至一二。总体来讲,DMSP-OLS夜间都会灯光数据正在经济倒退等多方面的钻研提供了全新的视角。

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编纂:李杰