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來源:地球科學學院 | 作者:地球科學學院 | 發布日期: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眾多學者關注。夜光遙感可以在夜間無云情況下,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,云南大學地球科學學院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污染評估

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


光污染是繼廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染之后的一種新的環境污染源,到目前為止,關于燈光污染的研究大多集中在國家、地區層面,鮮有涉及到其對人居環境的影響。本研究將夜光遙感影像和電子地圖興趣點(Point of interest,POI)相結合,提出一種道路限制進行同類POI聚類的方法,并利用燈光污染擬合函數對單點POI進行燈光污染擬合,對城市燈光污染情況進行分析,在此基礎上對城市人居環境燈光污染情況展開評估。本研究以昆明、青島兩座城市為研究區,分析其城市夜間燈光污染的主要來源、污染程度,確定城市嚴重燈光污染區域及各類潛在污染源造成污染的比例。研究方法和結果可為城市規劃、燈光使用方面提供一定的科學指導,以期改善城市光污染現狀。

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級本科生初晨等共同署名,通訊作者為劉蕊老師。


1光污染指數的兩層計算框架

 

進展二:夜光遙感制圖:一種少數民族發展指數的構建與分析

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


中國是一個多民族國家,各民族的發展對國家的發展起到促進與制約的作用。然而,目前對于少數民族發展的研究僅停留在研究統計數據的層面,數據來源較為單一。本研究基于夜光數據、地名數據和統計數據,提出了一種評估少數民族發展的方法,以云南省為例計算區域各少數民族發展指數。結果表明,彝族、佤族、壯族、納西族、哈尼族、傣族發展指數較高,少數民族發展指數最高的地區集中在該少數民族自治州或者該少數民族自治縣,且大小隨該少數民族距其自治州或者自治縣距離增大而減小。在此基礎上引入地名數據進行分析,研究表明除了彝族幾乎分布整個研究區外,其他少數民族都具有明顯的地域分布特征,且存在少數民族混居的情況。本研究對少數民族文化保護、少數民族發展以及夜光遙感制圖的應用推廣具有重要意義。

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級研究生宋璐等共同署名,通訊作者為解智強教授。


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:以德宏州為例

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。本研究以云南省德宏傣族景頗族自治州為研究區域。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為區域發展的衡量標準,引入數字高程模型、凈初級生產力、歸一化植被指數和國內生產總值分別作為地形、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并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,通訊作者為解智強教授。


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。本研究以云南省德宏傣族景頗族自治州為研究區,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,并使用該模型對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范圍內(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,通訊作者為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)、云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)、云南省科技廳-云南大學聯合基金(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及以上層次學校,如中科院空天院、中科院地理所、武漢大學等知名研究機構和高校。接下來,地理信息科學系將繼續結合區域特征開展特色研究,發揮學科優勢,堅持“以本為本、立德樹人”,為學校、學院建設一流本科教育做出積極貢獻。




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