1.  数据准备与测定

1）获得原始影像数据。可在 NOAA 免费下载得到 DMSP/OLS 夜间灯光数 据(http://ngdc.noaa.gov/eog/dmsp/downloadV4composites.html) 。NOAA 发布的灯

光数据产品有四种，目前使用较多的是稳定灯光数据（Stable Lights），它剔除了 由火灾、爆炸等造成的短暂亮光，只包含了相对稳定的灯光，且均为无云数据。 本库使用稳定灯光影像作为数据来源。

2）中国行政区划地理数据。中国省级行政区划采用中国国家基础地理信息 中心提供的 1:400 万行政区划矢量图，地理数据的参考系为 WGS-84 坐标系，可 以与影像数据直接进行相关分析。涉及到中国所有的地级行政区划则采用最新 2015 年中国地级市及以上矢量图。

3）夜间灯光值的测定。夜间灯光影像为灰度影像，像元的灰度值（DN 值） 代表了平均灯光强度，是滤除了多时相不同增益下云、火光和油气燃烧等偶然噪  声的影响后，对全年可见光/近红外通道数据中各像元无云观测次数及其对应灰  度值进行平均化处理得到的。一个国家或地区的灯光亮度是其区域内部所有栅格  灯光亮度的总和，其中每一个栅格表示 30 秒度（30 秒经纬格网）。该数据的灯  光灰度值（DN 值）范围均为 0-63 ，当一个栅格的 DN 值达到 63 时，将无法继

续增加。这一问题使得灯光数据出现天花板现象，并且这一现象在发达国家还比 较常见，但已有研究表明，中国目前还没有灯光取值上限的问题。

4）灯光亮度的衡量指标。本文使用DN 平均值和灯光指数作为衡量全球灯 光数据的两个主要指标。这是因为，已有文献大多采用这两个指标进行研究，例 如，徐康宁等(2015)采用DN 平均值验证过去 20 年中国灯光亮度分布情况，研究 表明，使用DN 平均值有利于分析灯光数据与 GDP 的关系。卓莉等(2003)和陈 晋等(2003)都提出过灯光指数，用以评判灯光数据与 GDP 的关系，其中本数据 库定义的灯光指数与卓莉等(2003)的定义基本相同。

2、数据预处理

1）数据来源

本数据库采用的灯光数据来源于NOAA 发射的 6 个不同传感器 22 年的图像 数据，

2）获取中国区域夜间灯光数据

基于 ArcGIS 软件空间分析模块的提取功能，我们选择了全球数据中的稳定 灯光数据作为研究的原始数据，并采用中国国家基础地理信息中心提供的 1:400 万省级行政区划矢量图进行裁剪，将得到的栅格数据与灯光数据进行叠加，最终 得到 1992-2013 年中国的灯光影像，并将投影转换为 Lambert Conformal Conic(兰 伯特等角圆锥投影) 。为了使读者有直观的感受，此处以 F182013 的影像为例， 图 1 列示了 F182013 的全球夜间灯光影像，而图 2 是经过掩膜处理裁剪得到 F182013 中国区域夜间灯光影像。

鉴于数据存在的上述问题，为了提高长时间序列夜间灯光数据的连续性和可 比性，增加利用 DMSP/OLS 夜间灯光影像进行应用分析的可靠性，按照“获取 中国区域 F101992-F182013 的夜间灯光影像数据相互校正 ”的技术思路，参考 Liu(2012)1的方式对数据进行校正。

3.  数据校正

（1）中国区域灯光数据 DN 值校正

多传感器影像数据 DN 值的异常波动主要是受不同传感器性能的固有差异 及其探测性能随时间的衰退、成像环境不同等因素的影响，为了有效降低由此带 来的数据不连续性，对其应用回归模型进行校正

4.  各省市数据提取

根据以上校正方法，分别对中国所有省份和地级市进行 DN 均值和灯光指数 进行数据提取。此处，对灯光指数的定义是指某区域内灯光斑块的平均相对灯光 强度(I)与灯光斑块面积占区域总面积比(S)的乘积

5 ．参考文献

[1]Liu, Zhifeng, He, Chunyang, Qingxu et al., 2012. “Extracting the Dynamics of  Urban   Expansion  in  China  Using  DMSP-OLS  Nighttime  Light  Data  from 1992-2008”, Landscape and Urban Planning, Vol. 106, 62-72.

[2]Hunter Clark, Maxim Pinkovskiy, Xavier Sala-i-Martin, 2017. China’s GDP Growth May be Understated, Working Paper.

[3]徐康宁,  陈丰龙,  刘修岩.   中国经济增长的真实性：基于全球夜间灯光数 据的检验[J].  经济研究, 2015 (9) :17-29

[4]陈晋,  卓莉,  史培军,  等.  基于 DMSP/OLS 数据的中国城市化过程研究[J]. 遥感学报, 2003 , 7 (3) :168-175

[5]卓莉,  史培军,  陈晋,等. 20 世纪 90 年代中国城市时空变化特征——基于 灯光指数 CNLI 方法的探讨[J].  地理学报, 2003 , 58 (6) :893-902