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摘 要

夜间灯光数据，可客观地反映人类开发建设活动强度，其广泛应用于城市遥感的多个领域，本文基于DMSP/OLS夜间灯光影像数据，展开建成区提取的研究与分析。

由于DMSP/OLS数据缺少星上的辐射校正，本文通过选取亮度不变区域，对数据进行了区域校正等预处理。，并选取了当前研究中较常用的经验阈值法、突变检测法、统计数据法和较高分辨率影像数据空间比较法获取提取城市建成区的最佳阈值，并对江苏省的城市建成区进行提取。以2000年和2005年的夜间灯光影像数据和土地真值数据为实验数据，通过实验证明方法的可行性,并分析方法的适用性。

关键词：DMSP/OLS数据；城市建成区；最佳阈值；江苏省；夜间灯光

Extraction of Urban Built - up Area Based on Remote Sensing Data of Night

Abstract

Night-light data can objectively reflect the intensity of human development and construction activities. It is widely used in many fields of urban remote sensing. Based on DMSP / OLS nighttime light image data, this paper studies and analyzes the extracted area.

Because DMSP / OLS data lacks the radiation correction on the star, this paper chooses the region of the brightness and preprocesses the data. And the most commonly used empirical threshold method, mutation detection method, statistical data method and higher resolution image data space comparison method are used to obtain the optimal threshold for extracting urban built area, and the urban built area of Jiangsu Province extract. Taking the night-time light image data and land truth value data of 2000 and 2005 as experimental data, the feasibility of the method is proved by experiment and the applicability of the method is analyzed.

Key words: DMSP/OLS data ; city built-up area ; The Optimal Threshold Method ;Jiangsu Province ；night-time light

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景及研究意义 1

1.2 研究现状 2

1.3 研究内容 3

第二章 研究区和数据 5

2.1 研究区概况 5

2.2 数据预处理 6

第三章 DMSP夜间灯光遥感数据校正 9

3.1 校正原理与方法 9

3.2 校正过程 13

3.3 研究区的裁剪 15

第四章 建成区提取方法对比与分析 17

4.1 经验阈值法 17

4.2 突变检测法 18

4.3 统计数据比较法 19

4.4 较高分辨率影像数据空间比较法 20

4.5 对比与分析 21

第五章 结论与展望 23

5.1 论文结论 23

5.2 未来展望 23

参考文献： 25

1. 绪论

1.1 选题背景及研究意义

最近这几年来，特别是改革开放以来，中国整体包括经济，人口等都是在飞速发展的，可以这样说中国是全球城市化发展最快的国家^[1]。因而有了越来越多的大规模城镇的建设。但也正是这种迅速的发展影响着原本我们所生存的自然环境，不断地改变着土地利用以及覆盖的格局。同时还会带来一些对生态环境的消极影响，为了城市化发展的进程，人类大量地占用耕地，林地和河道，甚至对气候，生物，水文等都有着深远影响。自然这样也会影响城市的可持续发展^[2]。中国城镇的发展速度是高于世界平均水平的，为了能保证城市可持续发展而监控和分析中国城市的空间特征以及变化过程，修整这个过程里的土地利用格局具有重要意义。

遥感这门技术是20世纪60年代初基于航空摄影技术而发展起来的，所以起初为航空遥感，后来随着技术不断的进步和学者们不断的研究，遥感也出现了各式各样的类型^[3]。遥感技术比起当时的很多其他类似技术来说来说不少长处：同步观测的范围广，具有很好的时效性和周期性，能动态地去反映地面事物的变化并且所获得的数据具有综合性，获取的信息不仅数量大而且方法手段多受制的条件限制还少^[4]。当然遥感技术也不是完美无缺，它也有一些局限性的，由于获取的影像数据的量很大所以所需要的经济成本就高，并且单影像所能覆盖到的区域小。只用于单个城市的一些信息的获取还是很有优势的。当区域的尺度比较大时甚至到全球的话，学者们都会选用DMSP/OLS数据作为数据源^[5]。

夜间灯光遥感数据主要来源于美国军事气象卫星DMSP（Defense Meteorological Satellite Program）搭载的OLS（Operational Linescan System）传感器，OLS传感器比起之前的传感器来说对于光的敏感度更强，所以它可以在夜晚进行工作可以捕捉到城市的夜晚所发出的不管是较强还是较弱的灯光，这样就可以很容易去与黑暗的非建设区区分开^[6]。DMSP携带的OLS传感器每天都可以获取到全球一整天包括黑夜的图像数据^[7]。在晚上进行作业时，对可见的近红外光的捕捉程度是一般传感器的四倍。因为卫星传感器能够探测到城镇灯光灯发出的电磁波，所以被越来越多的应用于检测城市的夜间灯光来反映夜间人类活动^[8]。

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