在遥感空间信息获取中，夜光遥感是遥感领域发展活跃的一个分支。相比于传统的光学和雷达遥感卫星，夜光遥感是获取无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。这些信息大部分由地表人类活动发出，其中最主要的是人类夜间灯光照明，同时也包括石油天然气燃烧、海上渔船、森林火灾以及火山爆发等来源。

相比于普通的遥感卫星影像，夜光遥感影像更直接反映人类活动，因此，被广泛应用于社会经济参量估算、城市监测、重大事件变革、生态环境评估以及公共健康等领域。

一、研究意义

夜光遥感的研究意义与人类生活和发展息息相关，而不仅仅局限于科研方向。据研究表明，夜间灯光和油气开采、生态环境和社会经济参量估算都具有显著关系。

1. 油气开采时空信息挖掘

1973年，Croft最早利用夜光遥感监测油田废气燃烧，首次证实了夜光遥感能够用于开展油气开采时空信息的识别。由于油气燃烧所产生的温度范围为1500k到3000k，辐射亮温远高于照明灯光和燃烧火点，这样在夜光遥感影像中油气燃烧产生的亮光尤其突出，据此可利用夜光遥感实现油气开采信息挖掘。

2. 生态环境评估

经济发展驱动下的城市扩展带来了耕地侵占、植被破坏以及地表覆盖快速变化等生态问题，而夜光遥感可作为监测城市扩展最便捷的数据。因此，以夜光遥感影像作为主要数据源，综合其他如植被、土壤侵蚀以及土地覆盖等遥感数据，能够快速估算该区域生态环境服务价值，精准评估光污染、高效捕捉海上渔业捕捞活动、定量评估珊瑚礁生态脆弱区人类活动影响。

3. GDP与区域“同城化”

研究表明，城市灯光亮度与GDP之间存在显著正相关系，因此，使用夜光遥感数据监测城市间的亮度差异变化，其结果可作为GDP以及实际经济增长率的重要参考指标，从而展现观测区域是否趋于“同城化”。

二、解译方法概述

1. 夜光遥感通用解译步骤：

  • 首先通过夜光遥感数据框选出观测区域。
  • 调入同年同一卫星灯光像元，经过重显像元、加权平均、识别剔除等步骤，进行年内数据整合。
  • 通过不同年份同一卫星灯光像元的调入，经过递进像元、矫正匹配和异常像元、识别剔除等步骤，进行跨年数据矫正。
  • 再通过国内外夜光遥感数据区域阈值选择，运用经验阈值法和观测区域建成区数据统计进行空间耦合，确认观测区域空间的阈值。
  • 最终观测区域空间分布格局，得到数据空间上的融合。

2. 泰尔指数

泰尔指数为分析差异度时常用的指数，因此我们将其运用在夜间灯光差异系数的分析当中，计算方式为：

其中：

  • I为总差异系数，Iwithin为组内差异，Ibetween为组间差异。
  • G为分组。
  • Sg为城市g范围内所有像素点（即卫星可监测到最小范围）灯光亮度总值，S为观测区域整体范围内所有像素点灯光亮度总值。
  • Tg为城市g（以次一级行政区划为观测点进行计算）的泰尔指数。
  • yg为城市g夜间灯光值（目前选用该城市辖区范围均值），Ymean为观测区域内各城市夜间灯光平均值。

卫星夜光遥感数据在反映人类社会活动方面，由于其客观性、容易获取、应用范围广备受关注。随着科技进步，夜光遥感数据越来越丰富，如何更好地利用这些资源，挖掘出更有效的研究成果，已成为各界学者关注的热点。

参考文献：

1. 中科院之声，《还有“夜光遥感”这种操作？怎么用？》。

2. 张锋，《夜光遥感数据应用研究综述》。