夜光遥感：从太空看万家灯火

夜光遥感：从太空看万家灯火

20世纪70年代美国军事气象卫星计划(defense meteorological satellite program,DMSP)的线性扫描业务系统(operational linescan system,OLS)的设计初衷是捕捉夜间云层反射的微弱月光，科学家意外发现DMSP/OLS可以捕捉到夜间城镇的灯光，这就是夜光遥感的起源。

各大洲夜光合成产品

目前主要的夜光遥感数据有DMSP/OLS、美国国家极地合作卫星(Suomi National Polar Partnership,Suomi-NPP)上搭载可见红外辐射成像仪(VisibleInfrared Radiometer Suite,VIIRS)影像数据、国际空间站(International Space Station)由宇航员用数码相机拍摄的影像数据以及武汉大学“珞珈一号”夜光遥感数据。

夜光影像不仅可以反映夜间城镇灯光，还可以进行城市化监测，建成区范围是城市化的重要参量，经研究表明，对夜光影像进行图像分割，将较亮区视为建成区，所以时序的夜光影像能反应城市化的动态信息；照明设施的密度能反应区域的繁荣程度，研究表明夜间灯光与国民生产总值（GDP）或区域生产总值（GRP）存在较高的相关性，因此可以利用夜光遥感来估算GDP或GRP。除此之外，科学家仍在尝试从夜光遥感影像中挖掘更多的信息。

1.夜光遥感影像城市化监测

京津冀

从2012年4月到2019年4月，京津冀城市群夜光影像变化明显。北京、天津、唐山、秦皇岛、保定、石家庄城市中心灯光强度明显增加，同时灯光面积有明显扩大的趋势，城市之间出现的线状的灯光是城市之间新增的道路表现。

京津冀城市灯光动态变化图

京津冀城市灯光动态变化图

长株潭

长株潭城市群夜光主要表现在长沙市、湘潭市、株洲市中心区域，灯光强度和面积都有变大的趋势，其中长沙市的灯光向南延伸主要表现在与湘潭、株洲分别新添了新的线状灯光，三个城市之间路网变化明显；向西往望城区发展十分明显，同时新添了两条线状灯光连接宁乡市以及望城区以北的湘阴县；向东主要往长沙县延伸。

长株潭城市灯光动态变化图

珠江三角洲

从夜光影像动态图可以看出，珠三角城市灯光主要集中在广州、佛山、东莞、深圳、香港、中山、珠海等沿海的区域，其中广州市、深圳市夜光强度和面积变化最明显，其他城市灯光面积也有扩大的趋势，城市之间路网变化显著。

珠江三角洲城市灯光动态变化图

伦敦

从国际空间站拍摄的这张照片，可以看到伦敦的及其周边的大部分地区，从郊区到市中心灯光的浓度和密集度逐渐上升。从西向东蜿蜒的穿过城市的是泰晤士河，仔细看，还有几座桥穿过河流。

伦敦 2015年9月25日

拉斯维加斯

拉斯维加斯夜间明亮的街道网格与周围黑暗的沙漠形成了鲜明的对比，同时麦卡伦国际机场和东北边缘的内利斯空军基地的简易机场同样也是黑暗的。

拉斯维加斯 2010年11月30日

东京

东京城市中心是最亮的，沿街道和铁路从中心向外扩散。与其他城市相比，东京的灯光呈现蓝绿色，而不是橙黄色，这种颜色的差异是因为广泛使用的汞蒸汽照明，而不是钠蒸汽照明。

东京 2008年2月5日

尼罗河三角洲

尼罗河三角洲，从影像上看像一朵花，其中最亮的部分是埃及开罗，开罗是中东地区最大的城市，也是继尼日利亚拉各斯之后的非洲第二大城市。在白天密集的植被中，尼罗河三角洲内较小的城镇很难看到。那些城镇以及它们之间的连接道路在夜间变得更加清晰可见。

尼罗河三角洲2010年10月28日

2. 人类活动和自然灾害监测

热带气旋之后的印度东部的奥利萨邦(Odisha)，风暴破摧毁了能源基础设施和许多建筑物，大约有350万家庭没有电力供应。从图上看，灯光的面积有明显变化，灯光强度也相对减弱。

印度奥利萨邦风暴前后夜光影像

印度尼西亚-爪哇岛

最亮的城市区域是爪哇的港口城市泗水，这是印度尼西亚第二大城市，也是东爪哇省的首府。Tanjung Perak港口位于泗水，是印度尼西亚第二繁忙的海港。在爪哇岛周围看到聚集的灯光是船只和渔船。渔船发出不同颜色的明亮灯光，以吸引鱼类，鱿鱼和浮游生物。

爪哇岛夜光影像和遥感影像

阿联酋

从灯光上来看，最亮的灯光区域大都为位于海岸，而内陆灯光集中的城市只有布赖米，但内陆有明显的线状灯光，表示连接各个城市的主要道路。由此说明阿联酋城市发展与港口息息相关。

阿联酋 2013年12月11日

此文章选自遥看地球