夜间灯光的提取及强度计算

在GIS领域，夜间灯光的提取和强度计算是一项重要的遥感分析任务，主要应用于城市规划、环境监测、经济发展评估等多个方面。以下将详细解释这个过程的关键步骤和技术。 夜间灯光的提取涉及到数据的获取和预处理。夜间灯光数据通常来源于卫星遥感，如NASA的VIIRS（Visible Infrared Imaging Radiometer Suite）传感器提供的DMSP/OLS（Defense Meteorological Satellite Program/Operational Linescan System）数据。这些数据以栅格格式存储，表现为不同亮度等级的像素值。在提取前，需要下载对应区域的夜间灯光栅格数据和与之匹配的行政矢量数据。确保两者处于同一坐标系下，便于后续的空间分析。 提取特定区域的夜间灯光数据，可以通过GIS软件如ArcGIS进行。利用行政矢量数据，通过属性选择方法选取需要的区域。在ArcGIS中，可以打开.shp文件，使用“按属性选择”功能，根据区域名称选择需要的行政区域。如果需要多个区域，可以通过“Or”逻辑操作连接多个条件。然后，导出选定的行政区域，生成新的矢量数据。 接下来，使用“按掩膜提取”工具进行夜间灯光数据的裁剪。此工具将根据矢量数据的边界来提取对应区域的灯光数据。输入夜间灯光的.tif文件，指定矢量数据作为掩膜，输出新的裁剪后的栅格数据。这一步骤的结果是仅包含目标区域的夜间灯光图像。 计算夜间灯光的强度通常通过区域分析实现。在ArcGIS的Spatial Analyst工具集中，选择“以表格显示分区统计”工具。输入栅格数据为裁剪后的夜间灯光数据，区域数据为提取的行政区面，指定一个适当的区域字段（如行政区域ID），并设置夜间灯光数据作为输入赋值栅格。这一步将计算每个区域的平均、总和或其他统计类型的灯光强度，并生成一个表格，记录了各区域的统计结果。 为了直观展示这些数据，可以将统计结果连接到行政区矢量图上。在属性对话框中，选择符号系统，根据灯光强度字段设置分级色彩，使得颜色深浅代表灯光强度的高低。同时，可以添加图名、图例、比例尺和指北针等元素，完善地图的可视化效果。 通过“连接和关联”功能，将分区统计结果的字段与行政区矢量图相关联，以便在图层上直接查看各个区域的灯光强度信息。 夜间灯光的提取和强度计算是GIS在环境和社会科学研究中的重要应用，它能够揭示人类活动模式、城市化进程以及地区经济发展的差异。通过ArcGIS等GIS软件，我们可以高效地处理和分析这些数据，为决策提供科学依据。