Studie zur Anwendbarkeit räumlicher Herunterskalierungsmethoden für Nachtlichtbilder städtischer Seen im Jangtse-Einzugsgebiet (NPP-VIIRS-NTL)

ZHA Wenxian ,  

ZHAO Hongmei ,  

DENG Zhigang ,  

LI Wenkai ,  

摘要

Nachtsichtfernerkundungsbilder werden umfassend in den Bereichen der städtischen Umwelt, sozialen Wirtschaft, ökologischen Schutz und der Bewertung nach bewaffneten Konflikten eingesetzt. Aufgrund des Fehlens langfristiger, hochauflösender Nachtsichtfernerkundungsdaten ist die Bewertung der städtischen Gewässerumgebung in der Nachtsichtfernerkundungsforschung jedoch relativ begrenzt. Diese Studie zielt darauf ab, die Lücke in der Forschung der Binnengewässerumgebung durch Nachtsichtfernerkundungsdaten zu schließen, indem städtische Seen unterschiedlicher Form mit einer Fläche von mehr als 3 km² im Einzugsgebiet des Jangtse untersucht werden. Es werden Parameter der Fernerkundungsbewertung der Wasserumgebung kombiniert, darunter die Seebrightness-Temperatur LBT, der schwebende Algenindex FAI und der Wasserfarbenindex FUI. Dabei werden für thermisch-infrarotbasierte Fernerkundungsdaten geeignete räumliche Herunterskalierungsmethoden wie DisTrad, geographisch gewichtete Regression GWR und Random Forest RF verwendet. Durch Einführung objektsorientierter Theorien und korrelative statistische Methoden wird die beste räumliche Herunterskalierungsmethode für die Nachtlichtbilder (NTL) des Suomi-NPP-Satelliten mit dem Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die objektsorientierte DisTrad-Methode (OD-TA) basierend auf LBT und FAI eine gewisse Stabilität aufweist, während die objektsorientierte geographisch gewichtete Regression (OGWR-TU) basierend auf LBT und FUI bei großen (>10 km²), in der Form komplexen (PARA>65) städtischen Seen wie Dian-See und Chao-See ausgezeichnete Leistungen zeigt; die räumliche Morphologie der Seen und die sozial-kulturellen Merkmale der nächtlichen Beleuchtung am Ufer sind die Hauptfaktoren, die die Anwendbarkeit der räumlichen Herunterskalierungsmethoden beeinflussen. Die Ergebnisse dieser Studie schließen nicht nur die Lücke an langfristigen hochauflösenden NTL-Bildern für Wassergebiete, sondern bieten auch methodische und datenbasierte Unterstützung für die Bewertung der Lichtverschmutzung in städtischen Seen und die Analyse der sozial-kulturellen Umwelt an den Seenrändern.

关键词

Nachtlicht;Brightness-Temperatur;räumliche Herunterskalierung;NPP-VIIRS;städtische Seen

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