近日，美國宇航局公布了一組最新的全球夜間燈光分布圖。這張圖是根據(jù)NPP衛(wèi)星在每個特定時間段拍攝的各地夜景照片，排除月光、天氣等因素的影響，繪制合成出的全球夜間燈光的景象，這種影像獲取技術(shù)被稱為夜光遙感。
遙感“黑科技”
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，夜間照明設(shè)施逐漸普及。人們發(fā)現(xiàn)，如果從太空觀測夜間的地球，人類聚居區(qū)和發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)帶會發(fā)出奪目的光芒?；谶@個特點(diǎn)，夜光遙感的作用開始凸顯出來……
夜光遙感是遙感領(lǐng)域發(fā)展活躍的一個分支，它可以獲取夜間、無云條件下地表發(fā)射的可見光信息，而這些信息大部分由地表人類活動產(chǎn)生。比如，城市燈光、艦船燈光和油井燃燒發(fā)光均和人類活動有關(guān)。同時，自然界的海洋生物、森林野火以及火山爆發(fā)等也是夜光光源的一部分。
目前，大多數(shù)可見光遙感衛(wèi)星的傳感器成像時間是白天，只有少部分衛(wèi)星具有捕捉地表夜間可見光的能力。相比于普通遙感衛(wèi)星拍攝的白天影像，夜光遙感更能直接反映人類活動的信息，因此它在社會科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?？梢哉f，普通遙感主要是用來觀地球和自然界的變化，而夜光遙感是以人類為中心開展的觀測。
夜光遙感起源于上世紀(jì)70年代自美國軍事氣象衛(wèi)星計劃。該計劃的初衷是希望捕捉夜間云層反射的微弱月光，從而獲取夜間云層分布信息，而科研人員意外發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星竟還可以捕捉到無云情況下夜間城鎮(zhèn)的光源。
目前，美國、阿根廷、以色列等國的衛(wèi)星及國際空間站都可以獲取夜光遙感影像。美國宇航局從2012年起，每年都會公布一組全球的夜光遙感圖。通過這些影像，大家可以欣賞或觀察不同國家和經(jīng)濟(jì)帶的夜景，并比較不同區(qū)域的發(fā)展水平。而科研工作者可以對這些影像進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，從而發(fā)現(xiàn)社會和自然規(guī)律。
“秘密”知多少
夜光遙感與人類活動高度關(guān)聯(lián)，同時具有高時空分辨率的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟(jì)參量估算、城市化過程監(jiān)測、油氣開采時空信息挖掘、生態(tài)環(huán)境評估等領(lǐng)域。
研究表明，夜光遙感總值與國民生產(chǎn)總值(GDP)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。比如，研究人員利用夜光遙感影像能進(jìn)一步估算出觀測區(qū)域的國民生產(chǎn)總值、人口分布、能源消耗、二氧化碳排放、貧困度、貨運(yùn)量等關(guān)鍵社會經(jīng)濟(jì)參量，有助于宏觀了解一個國家或區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程和現(xiàn)狀。據(jù)外媒報道，美國曾通過夜光遙感發(fā)現(xiàn)一些地區(qū)虛報GDP的增長。
近年來，歐美等發(fā)達(dá)國家的夜間燈光較穩(wěn)定，而中國、印度以及東歐等發(fā)展中國家的夜間燈光呈明顯增長趨勢。因此，利用夜光遙感可比較直觀地反映城市化建設(shè)中空間擴(kuò)展的過程，有助于人們分析城市群和城市空間結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律。
另外，由于油氣燃燒所產(chǎn)生的溫度很高，所以在夜光遙感影像中，油氣燃燒產(chǎn)生的亮光尤其突出。早在1973年，就有人利用夜光遙感監(jiān)測油氣燃燒，分析油氣的開采強(qiáng)度和熱點(diǎn)區(qū)域。目前，基于夜光遙感的全球火點(diǎn)檢測產(chǎn)品已實現(xiàn)共享發(fā)布。
以夜光遙感影像作為主要數(shù)據(jù)源，還能夠快速估算生態(tài)環(huán)境情況、精準(zhǔn)評估光污染、高效捕捉海上漁業(yè)捕撈活動、定量評估珊瑚礁生態(tài)脆弱區(qū)中人類活動對其造成的影響。
應(yīng)用前景廣
我國利用夜光遙感開展了一系列社會經(jīng)濟(jì)參數(shù)估算、城市化和區(qū)域發(fā)展評估、光污染分析、漁業(yè)檢測等方面的研究，獲得相關(guān)部門一致好評。比如，利用夜光遙感5年的影像數(shù)據(jù)，分析敘利亞內(nèi)戰(zhàn)的態(tài)勢和戰(zhàn)場的變化，認(rèn)為夜光的減少和難民數(shù)量之間有較高的相關(guān)性——夜光減少量大的地方，難民數(shù)量急劇上升。該項研究成果被聯(lián)合國安理會使用并在國際上引起廣泛關(guān)注。
此外，針對“一帶一路”沿線國家在資源保障、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境和人居發(fā)展等方面的需求，我國利用夜光遙感開展了現(xiàn)狀分析與評估。
夜光遙感能以獨(dú)特視角對人類活動規(guī)律進(jìn)行深刻認(rèn)知，具有其他數(shù)據(jù)源不可替代的優(yōu)勢。未來，夜光遙感的數(shù)據(jù)源將由單一的影像發(fā)展到更高空間、時間和輻射分辨率的多種數(shù)據(jù)源。而夜光遙感的應(yīng)用領(lǐng)域也將由傳統(tǒng)的社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展估測逐步拓展到重大事件、公共衛(wèi)生、生態(tài)等領(lǐng)域的評估。此外，夜光遙感與社會經(jīng)濟(jì)規(guī)律的關(guān)系，也將從定性描述提升到基于夜光數(shù)據(jù)的社會經(jīng)濟(jì)參數(shù)估算，更加側(cè)重于知識發(fā)現(xiàn)。
除了數(shù)據(jù)的多樣化，夜光遙感還將逐漸走高精度和定量化的路線，并發(fā)展相應(yīng)的夜光地面觀測手段，通過地面觀測與衛(wèi)星數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，能夠更加準(zhǔn)確地反映夜光的時空變化信息。（來源：中國航天報）
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