［ ２ ３］ 元溢出 和 过 饱 和 现 象 进 行 订 正 。 最 近 ， Ｚ ｅ ｎ ｇ等
将土地利用数据与 夜 灯 数 据 相 结 合 ， 对中国人口进 两种数 据 的 结 合 提 高 了 人 口 模 拟 的 精 行了空间化 ， 度 。 值得注意的是 ， 海拔对我国人口的空间分布有 着重 要 影 响
） 统（ 技 术 的 迅 速 发 展， 采用遥感估算法对人口 Ｇ Ｉ Ｓ 等社会经济数据进行空间化是目前最为重要的手段 一些高分辨率 的 遥 感 数 据 被 用 来 进 行 人 口 分 之一 ， 布的估算 ， 但是由于价格昂贵以及数据处理的难度 ， 这种方法 很 难 用 于 区 域 尺 度 的 人 口 密 度 估 算 。 因 此， 一些中等分辨率 的 遥 感 数 据 常 被 用 来 进 行 区 域 美国军事气象卫星 Ｄ 人口分 布 的 估 算 。 其 中 ， ｅ － （ ） 搭 ｆ ｅ ｎ ｓ ｅ Ｍ ｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｏ ｌ ｏ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｒ ａ ｍ ＤＭＳ Ｐ ｇ ｇ 载的 Ｏ 传感器能 ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ Ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ（ Ｏ Ｌ Ｓ） ｐ ｙ 居 民 地、 火 光 等 发 出 的 低 强 度 灯 光， 够探测到城市 、 在监测人类夜间活 动 方 面 有 其 独 特 的 优 越 性 ， 是目 前实现人口及其他社会经济数据空间化较理想的数 ／ 据源之一 。 国内外很多研究基于 ＤＭＳ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 夜间 灯光数据对不同区域尺度的人口空间分布进行了模
； 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ６ １ ９ ２ ０ １ ２ ０ ９ ２ ６ － － － －
目前 ， 人口空间化的方法主要包括人口密 度 －距
１］ ２］ 、 、 格点内插法 ［ 土地利用类型影响模 离衰减模型 ［ ３～７］ ８～１ ０］ １ １， １ ２］ 、 、 型［ 多源 数 据 融 合 ［ 遥 感 估 算 法［ 以及 １ ３］ 移动通讯基站 ［ 等。 随 着 遥 感 （ 和地理信息系 Ｒ Ｓ）
基于多源遥感数据及 Ｄ ＥＭ 的人口统计数据空间化
— — — 以浙江省为例
杨续超１，高大伟２，丁明军３，刘林山４
（ 浙江省气象科学研究所 ， 浙江 杭州 ３ 浙江省气候中心 ， 浙江 杭州 ３ 江西师范大学鄱阳湖湿地与 １． １ ０ ０ ０ ８； ２． １ ０ ０ １ ７； ３． ） 流域研究教育部重点实验室 ， 江西 南昌 ３ 中国科学院地理科学与资源研究所 ， 北京 １ ３ ０ ０ ２ ２； ４． ０ ０ １ ０ １ ／ 摘 要： 利用 ＤＭ 往往受到其较低的空间分辨率、 Ｓ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 遥感夜间灯光数据进行人口等社会经济数据的空 间 化 时 ， ） 像元过饱和以及像元溢出现象的影响 。 植被指数 （ 如Ｎ 与不透水面呈负相关关系 ， 与夜间灯 光 数 据 在 反 映 人 类 Ｄ Ｖ Ｉ 提取建成区方面可以互补 ， 将这两种数据融合可以有效减 少 夜 灯 数 据 像 元 过 饱 和 等 因 素 引 起 的 误 差 。 通 过 进 活动 、 ／ 一步融合 Ｄ 基于修正后的人 ＥＭ 数据对基于 ＤＭ Ｓ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 夜间灯光数据和 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ构 建 的 人 居 指 数 进 行 了 海 拔 修 正 ， 获得２ 居指数与统计人口之间很强的线性相关建立人口空间 化 模 型 ， ０ １ ０ 年 浙 江 省 １ｋ ｍ×１ｋ ｍ 分辨率下的人口密
人口 数 据 以 行 政 区 域 为 基 础 统 计 单 长期以来 ， 存贮和分析 ， 这种统计方法在实 元进行数据的收集 、 际应用时存在着许多问题 ， 如空间分辨率低 、 与其他 数据空间单元尺 度 不 同 等 。 这 使 得 不 同 部 门 、 行业 以及学科之间的数 据 在 空 间 定 位 上 无 法 相 互 引 用 ， 不能充分揭示社会 经 济 现 象 的 空 间 差 异 性 ， 妨碍了 融合以及综 社会经济要素与自 然 要 素 的 数 据 共 享 、 合分析 。 此外 ， 人口等社会经济要素精确 、 详细的空 间分布信 息 是 灾 害 风 险 管 理 的 重 要 组 成 部 分 。 其 中， 人口是最重要 的 受 灾 体 ， 精 细、 准确的人口空间 开展有效的 分布信息是防灾减 灾 工 作 的 重 要 依 据 ， 灾害预警预报和风险识别等需要获取精准的风险人 群的空间分布特征 。 人口统计数据的空间化是解决 人口密度网格化比人口密度 上述问题的有效手 段 ， 行政单元化更为接 近 人 口 的 实 际 分 布 ， 是实现人口 数据与其他社会经济数据 、 自然资源 、 环境数据的有 效融合和跨学科 研 究 ， 提 高 人 口、 资 源、 环境综合管 理能力的重要途径 之 一 ， 对于跨学科的研究具有重 要价值 。
７ ３ ０
２卷 长江流域资源与环境 第 ２
２ ， 积仅 ２ 故有“ 七山一水两分 田” 之 说。 ０ ８ ． １ ７万 ｈ ｍ
开发的 Ｌ ａ ｎ ｄ Ｓ ｃ ａ ｎ 全球人 口 动 态 统 计 分 析 数 据 库 中 使用夜间灯光 、 土地利用数据 、 道路以及海拔等信息 ） 获得全球高分辨率 （ 人口分布数据 ３ ０ ″ 拟中国的人口空间分布 。 其中 ， Ｌ ｏ
１ １］ ， 居住 ［ 需要 先 行 剔 除 。 浙 江 水 域 众 多 ， 再利用浙
在反映人类活动 、 提取建成区方面可以互补 ， 将两种 数据融合可以有效减少夜灯数据像元过饱和等因素
］ ［７ ］ ２ ６ 。Ｌ ／ 利用 ＤＭ 引起的误差［ ｕ等 ２ Ｓ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 夜间灯光
— — 人居指数 ， 这两种 和Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ提出了一种新的指数 — 遥感数据的融合有效减少了夜灯数据像元饱和效应 ， 大大提高了对人居状况空间分布的提取精度 。 本研 究以浙江省为例 ， 在人居指数的基础上进一步考虑了 将多源遥感数据 （ 包括 ＤＭ－ 海拔对人口分布的影响 ， ／ 进行融合 ， 在Ｇ Ｓ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 夜间灯光 、 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ和 Ｄ ＥＭ） Ｉ Ｓ 技术的支持下建立人口空间化模型 ， 进行浙江省人口 密度的模拟 。 以期为提高区域尺度上人口 、 资源和环 境的综合管理能力 ， 以及灾害风险评估中基于人口的 承灾体精细化分析提供数据支持 。
１ ４， １ ５］ ， 拟［ 如美国 能 源 部 橡 树 岭 国 家 实 验 室 （ Ｏ Ｒ Ｎ Ｌ）
） ；浙江省科技厅 公 益 技 术 研 究 社 会 发 展 项 目 （ ； 基金项目 ： 中国气象局气候变化专项 （ 国家自然科学基金项目 Ｃ Ｃ Ｓ Ｆ ２ ０ １ ３ ３ ６ ２ ０ １ １ Ｃ ２ ３ ０ ５ １） － （ ） ４ １ ０ ０ １ ０ ２ ３ ， 作者简介 ： 杨续超 （ 男， 河南省信阳人 ， 高级工程师 ， 博士 ， 主要从事气象灾害风险评估以及气候变化方面的研究 ． １ ９ ８ ０～ ） ： ａ ｉ ｌ Ｅ－ｍ ａ ｎ ｘ ｕ ｃ ｈ ａ ｏ ｍ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｍ ＠ｇ ｙ ｇ
［ ９］
， 但是以往利用夜灯数据对人口的模
拟研究并未考虑海拔的影响 。 ） 植被指数（ 如Ｎ 与不透水面呈负相关关系 ， Ｄ Ｖ Ｉ
］ ２ ４， ２ ５ 。 与 ＤＭ ／ 也被用来提取建成区［ Ｓ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 夜间灯光
２ 研究方法
２． １ 确定适宜居住区与不适宜居住区 首先根据 ２ ０ １ ０年 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ １ ０ｄ 最大合成的 Ｎ Ｄ － Ｖ Ｉ数据计算年最大 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ值 ， Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ值小于 ０ ． １的 区域基 本 属 于 裸 岩 及 水 体 ， Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ大 于 ０ ． ９的区域 基本属于郁闭度较 高 的 森 林 ， 这些区域不适宜人类
。
／ 近年来 ， ＤＭＳ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ 夜间灯光数据也被用来模 使用夜灯数据 估算了中国省 、 市、 县 ３ 级行政单元上的平均人口密
１ １］ 度； 卓莉等 ［ 利用夜灯数据进行了 网 格 单 元 上 中 国
人口密度的模拟估算 ； 曹丽琴等
［ １ ９］
以湖北省为例进
行了基于夜灯数据的城市人口估算 。 但是夜灯数据 由于其传感器自身 的 原 因 也 存 在 一 些 缺 陷 ， 国外学 夜灯数据的应用受到像元过饱和 者的研 究 发 现 ， （ ） 、 像元 溢 出 （ 的 影 响， 在实际 Ｓ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ｏ ｗ） ｇ ［ ２ ０～２ ２］ 。然 应用中需要 对 其 进 行 适 当 的 处 理 和 修 正 以上针对中国的 研 究 中 都 没 有 对 夜 灯 数 据 的 像 而，
与 江省 １ ∶ ５万 的 地 理 信 息 基 础 数 据 制 作 水 体 掩 膜 ， 年最大 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ叠加后剔除水体 。 ２ ． ２ Ｄ Ｖ Ｉ构建人居指数 利用遥感夜间灯光指数和 Ｎ ／ 图１ 给 出 了 ２ ０ １ ０ 年 浙 江 省 ＤＭＳ Ｐ Ｏ Ｌ Ｓ夜间 灯光和年最大 Ｎ 两者有很好的 Ｄ Ｖ Ｉ值 的 空 间 分 布 ， 空间对应关系 ， 夜灯值高的区域 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ值 低 。 相 比 夜灯数据 ， 其原因在于夜 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ的像元值更为精细 ， 灯数据的原始分辨率为 ２ 而且在城市中心区 ． ７ｋ ｍ， 还存在像元过饱和现象 ， 此外 ， 像元溢出则导致钱塘 江等城市区的水 域 也 有 很 高 的 夜 灯 值 。 因 此 ， 基于 这两种遥感数据的 互 补 性 ， 引入 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ可 以 有 效 的 也能在一定程度上减 缓解夜灯数据的过 饱 和 现 象 ， 少由于水面反 射 等 引 起 的 像 元 溢 出 现 象 。 参 考 Ｌ ｕ
第２ ２卷第６期 ２ ０ １ ３年６月
长江流域资源与环境 Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｙ ａ ｎ ｔ ｚ ｅ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ２Ｎ ｏ ． ６ Ｊ ｕ ｎ．２ ０ １ ３
［ １ ８］ ［ １ ６， １ ７］பைடு நூலகம்