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来源:地球科学学院 | 作者:地球科学学院 | 发布日期:2021-07-23 20:18:41 

地理信息科學系師生在夜光遙感領域取得系列進展

 

隨著城鄉基礎設施建設的不斷完善,夜間燈光照明逐漸普及,基于夜間燈光強度提取的區域特征研究引起了衆多學者關注。夜光遙感可以在夜間無雲情況下,通過遙感器捕獲地表可見光源,進而判斷區域夜間燈光強度。近日,天音娱乐地理信息科學系師生在夜光遙感領域取得系列研究進展,相關成果在《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》、《Remote Sensing》、《Socio-Economic Planning Sciences》國際主流期刊發表。

 

進展一:利用POI和珞珈一號夜光遙感影像的城市尺度燈光汙染評估

論文信息Zhao F, Chu C, Liu R, et al. Assessing Light Pollution using POI and Luojia1-01 Nighttime Imagery from a Quantitative Perspective at City Scale[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2021, DOI: 10.1109/JSTARS.2021.3097320.

原文鏈接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9484768


光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源,到目前爲止,关于灯光污染的研究大多集中在国家、地区层面,鲜有涉及到其对人居环境的影响。本研究将夜光遥感影像和电子地圖兴趣点(Point of interest,POI)相结合,提出一种道路限制进行同类POI聚类的方法,并利用灯光污染拟合函数对单点POI进行灯光污染拟合,对城市灯光污染情况进行分析,在此基础上对城市人居环境灯光污染情况展开评估。本研究以昆明、青岛两座城市爲研究区,分析其城市夜间灯光污染的主要来源、污染程度,确定城市严重灯光污染区域及各类潜在污染源造成污染的比例。研究方法和结果可爲城市规划、灯光使用方面提供一定的科学指导,以期改善城市光污染现状。

該研究成果發表在遙感領域國際期刊《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》(中科院二區,2020年影響因子3.784),論文由趙飛老師、2017级本科生初晨等共同署名,通讯作者爲刘蕊老师。


1光汙染指數的兩層計算框架

 

进展二:夜光遥感制圖:一种少数民族发展指数的构建与分析

論文信息:Zhao F, Song L, Peng Z, et al. Night-Time Light Remote Sensing Mapping: Construction and Analysis of Ethnic Minority Development Index[J]. Remote Sensing, 2021, 13(11): 2129.

原文鏈接:https://doi.org/10.3390/rs13112129


中国是一个多民族国家,各民族的发展对国家的发展起到促进与制约的作用。然而,目前对于少数民族发展的研究仅停留在研究统计数据的层面,数据来源较爲单一。本研究基于夜光数据、地名数据和统计数据,提出了一种评估少数民族发展的方法,以云南省爲例计算区域各少数民族发展指数。结果表明,彝族、佤族、壮族、纳西族、哈尼族、傣族发展指数较高,少数民族发展指数最高的地区集中在该少数民族自治州或者该少数民族自治县,且大小随该少数民族距其自治州或者自治县距离增大而减小。在此基础上引入地名数据进行分析,研究表明除了彝族几乎分布整个研究区外,其他少数民族都具有明显的地域分布特征,且存在少数民族混居的情况。本研究对少数民族文化保护、少数民族发展以及夜光遥感制圖的应用推广具有重要意义。

該研究成果發表在遙感領域國際期刊《Remote Sensing》(中科院二區,2020年影響因子4.848),論文由趙飛老師、2020级研究生宋璐等共同署名,通讯作者爲解智强教授。


2 論文圖形摘要

 

進展三:基于多源數據和地理探測器的農村少數民族聚落可持續發展評價:以德宏州爲例

論文信息:Zhao F, Zhang S, Du Q, et al. Assessment of the sustainable development of rural minority settlements based on multidimensional data and geographical detector method: A case study in Dehong, China[J]. Socio-Economic Planning Sciences, 2021, DOI: 10.1016/j.seps.2021.101066.

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.seps.2021.101066


少數民族地區是我國經濟社會發展區域框架的重要組成部分。由于缺乏相關的統計數據,已有研究大多集中在農村地區或少數民族的發展,研究對象沒有細化到農村少數民族。本研究以雲南省德宏傣族景頗族自治州爲研究區域。運用地名數據精細化識別出五大少數民族地區,將夜光數據的亮度值作爲區域發展的衡量標准,引入數字高程模型、淨初級生産力、歸一化植被指數和國內生産總值分別作爲地形、氣候、生態以及經濟因子的評價指標,利用線性擬合和地理探測器測試因子並構建出可持續發展指標(SDI),定量分析每個少數民族的可持續發展能力。結果表明,德宏州五個主要少數民族中,傣族和景頗族具有較高的可持續發展能力,其次是阿昌族、傈僳族和德昂族。本研究的方法在評估民族聚落的發展中具有廣泛的應用前景,研究結果對于德宏州五大少數民族的可持續發展具有一定的科學意義。

該研究成果發表在著名國際期刊《Socio-Economic Planning Sciences》(中科院二區,SSCI一區,2020年影響因子4.923),論文由趙飛老師、2016級本科生張素金等共同署名,通訊作者爲解智強教授。


3 論文評價結果

 

進展四:利用NPP-VIIRS夜間燈光、地名和POI數據估算中國少數民族地區農村用電量

論文信息:Zhao F, Ding J, Zhang S, et al. Estimating rural electric power consumption using NPP-VIIRS night-time light, toponym and POI data in ethnic minority areas of China[J]. Remote Sensing, 2020, 12(17): 2836.

原文鏈接:https://doi.org/10.3390/rs12172836


農村電力消費水平是評估一個國家社會經濟發展的重要指標。隨著國內經濟社會的快速發展,居民生活質量得到了全面提高,但城鄉電力消費水平仍然存在著較大的差異。本研究以雲南省德宏傣族景頗族自治州爲研究區,利用地名數據提取了德宏州各縣市城鎮和農村地區邊界,結合農村電力統計數據構建地區夜間燈光總量與農村用電量之間的線性回歸模型,並使用該模型對2017年德宏州少數民族農村地區的電力消費進行空間化估算。研究表明夜間燈光數據與農村電力消費具有較好的相關性,研究確定的電力消費模型在較小的平均誤差範圍內(17.8%)能夠較好的模擬和估算農村電力消費情況。此外,德宏農村電力消費水平在空間上存在著明顯的差異。

該研究成果發表在遙感領域國際期刊《Remote Sensing》(中科院二區,2019年影響因子4.509),論文由趙飛老師、2016級本科生丁婕玉等共同署名,通訊作者爲武漢大學資源與環境科學學院杜清運教授。


4 論文圖形摘要


上述系列研究得到國家自然科學基金項目(編號41961064)、雲南省科技廳應用基礎研究項目(編號202001BB050030)、高原山地生態與地球環境學科群建設項目(編號C1762101030017)、雲南省科技廳-雲南大學聯合基金(編號C176240210019) 的聯合資助。

以上研究成果是我系師生在遙感領域國際權威期刊發表的又一系列高水平論文,是地球科學學院落實一流本科教育,推進導師制改革,實施多維度科技創新教育的成果體現。近5年來,地理信息科學系本科生以第一作者或其他排名參與發表期刊論文36篇(其中SCI論文12篇);本科生參加各類競賽項目獎項33項,其中國家級獎項22項;畢業生升學率均超過35%,升入學校98%211及以上层次学校,如中科院空天院、中科院地理所、武汉大学等知名研究机构和高校。接下来,地理信息科学系将继续结合区域特征开展特色研究,发挥学科优势,坚持“以本爲本、立德树人”,爲学校、学院建设一流本科教育做出积极贡献。




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