民航客机平台夜光遥感方法在香港经济活动变化检测中的应用
发布时间：2020-12-23 14:13
大规模持续的示威游行活动会影响一个城市的经济活动。自2019年6月开始,香港地区持续性的示威游行活动对多个行业产生冲击,香港地区经济受到一定程度影响。快速准确地识别出经济活动受影响区域将有助于政府进行准确损失评估和制定有效的经济恢复政策。本文首次提出使用民航客机夜光遥感结合VGI数据识别经济活动受影响区域的方法。首先在民航客机平台上用手机获取了研究区域2019年8月28日的高度重叠的照片,然后基于摄影测量技术对照片进行拼接处理生成夜光遥感影像,再与珞珈一号-01星夜光遥感影像、POI密度图对比初步筛选出受影响区域。最后通过VGI照片数据进行验证,检测出观塘区有2个经济活动下降的区域,并做了定量分析,发现在观塘区有2个区域的DN值相关比例分别下降了9.52%和19.42%。利用本文的方法能快速识别香港经济活动受影响区域,对于研究其他城市的经济变化有着借鉴意义,在城市精准治理方面也有重要的应用价值。
【文章来源】：地球信息科学学报. 2020年05期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
影像覆盖区域及地面控制点分布
由于在飞机飞行过程中无法打开网络，无法对手机位置进行定位，因此选择用飞机的航迹坐标与相片的时间戳匹配来代替相机位置。但是获取的飞机航迹数据点过于稀疏，需要通过一些方法对航迹点进行加密。本研究使用的是线性插值方法对飞机航迹点以1 s的时间间隔进行插值，如图3所示为飞机航迹点插值结果。本研究使用目前国际上比较流行的无人机航测数据处理软件Agisoft Metashpe对获取的相片进行处理生成数字正射影像（Digital OrthophotoMap,DOM）。Agisoft Metashpe处理数据的算法基础是基于运动信息恢复三维场景结构方法[16-18](Structure from Motion,SfM），该软件可以通过相片的EXIF标签读取焦距值、传感器尺寸和其他内部摄像机方向参数，结合相机位置信息可以完成模型的建立和正射影像的生成[19]。在生成DOM的过程中需要地面控制点对影像进行校正与优化，将照片上的特征点与GoogleEarth相结合，选择了52个地面控制点（图1），这些控制点的平面坐标是通过GoogleEarth获得的，高度信息是用平面坐标通过ArcGIS 10.2提取星载热辐射和反射辐射计（AS-TER)30 m分辨率全球数字高程模型（GDEM）的值得到的。因为夜间灯光照片的特征比较少，所以地面控制点要尽量选择道路的交口，图4为其中一个控制点。由于Agisoft Metashpe处理得到的影像会出现边缘模糊且变形较大的问题，故使用ENVI 5.2软件对影像边缘进行裁剪，最终得到覆盖香港几个重要游行示威活动点的夜光遥感影像，分辨率为4.5 m，含有4波段（红、绿、蓝、Alpha通道）。为了让空间分析在相同的坐标系下进行，使用OSM的路网数据对珞珈一号-01星数据和民航客机夜光遥感影像进行地理配准。
将POI数据导入ArcGIS中，通过空间分析工具，计算得出POI点核密度图并覆盖到整个研究区域，通过对POI密度高的地区与获得的手机夜光遥感影像以及珞珈一号-01星夜光遥感数据进行目视比对，确定POI密度与灯光亮度差别较大的区域1和区域2（图5）。再计算每个POI在民航客机夜光遥感影像和珞珈一号-01星夜光遥感影像上所对应的像元亮度值（Digital Number,DN），并进行计算和统计。图4 手机灯光照片与Google Earth中地面控制点的比较
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用夜光数据的东北三省国内生产总值预测[J]. 范强,吕建东,李淼. 遥感信息. 2019(04)
[2]面向内容的众源影像聚合检索与智能筛选[J]. 崔萌,谢曹东,单杰. 测绘科学. 2019(03)
[3]从专业遥感到大众遥感[J]. 单杰. 测绘学报. 2017(10)
[4]基于夜光遥感影像的“一带一路”沿线国家城市发展时空格局分析[J]. 李德仁,余涵若,李熙. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(06)
[5]夜光遥感在“一带一路”战略中的应用潜力展望[J]. 江威,何国金,彭燕,王桂周,王猛猛. 中国科学院大学学报. 2017(03)
[6]基于众包的遥感灾害监测与评估模型[J]. 王玉娴,段建波,刘士彬,马彩虹. 国土资源遥感. 2017(02)
[7]PhotoScan Pro软件在无人机应急航摄中的应用[J]. 赵云景,龚绪才,杜文俊,周力. 国土资源遥感. 2015(04)
[8]论夜光遥感数据挖掘[J]. 李德仁,李熙. 测绘学报. 2015(06)
[9]夜间灯光遥感数据的GDP空间化处理方法[J]. 韩向娣,周艺,王世新,刘瑞,姚尧. 地球信息科学学报. 2012(01)
[10]经济增长能够带来晋升吗?——对晋升锦标竞赛理论的逻辑挑战与省级实证重估[J]. 陶然,苏福兵,陆曦,朱昱铭. 管理世界. 2010(12)
本文编号：2933849
【文章来源】：地球信息科学学报. 2020年05期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
影像覆盖区域及地面控制点分布
由于在飞机飞行过程中无法打开网络，无法对手机位置进行定位，因此选择用飞机的航迹坐标与相片的时间戳匹配来代替相机位置。但是获取的飞机航迹数据点过于稀疏，需要通过一些方法对航迹点进行加密。本研究使用的是线性插值方法对飞机航迹点以1 s的时间间隔进行插值，如图3所示为飞机航迹点插值结果。本研究使用目前国际上比较流行的无人机航测数据处理软件Agisoft Metashpe对获取的相片进行处理生成数字正射影像（Digital OrthophotoMap,DOM）。Agisoft Metashpe处理数据的算法基础是基于运动信息恢复三维场景结构方法[16-18](Structure from Motion,SfM），该软件可以通过相片的EXIF标签读取焦距值、传感器尺寸和其他内部摄像机方向参数，结合相机位置信息可以完成模型的建立和正射影像的生成[19]。在生成DOM的过程中需要地面控制点对影像进行校正与优化，将照片上的特征点与GoogleEarth相结合，选择了52个地面控制点（图1），这些控制点的平面坐标是通过GoogleEarth获得的，高度信息是用平面坐标通过ArcGIS 10.2提取星载热辐射和反射辐射计（AS-TER)30 m分辨率全球数字高程模型（GDEM）的值得到的。因为夜间灯光照片的特征比较少，所以地面控制点要尽量选择道路的交口，图4为其中一个控制点。由于Agisoft Metashpe处理得到的影像会出现边缘模糊且变形较大的问题，故使用ENVI 5.2软件对影像边缘进行裁剪，最终得到覆盖香港几个重要游行示威活动点的夜光遥感影像，分辨率为4.5 m，含有4波段（红、绿、蓝、Alpha通道）。为了让空间分析在相同的坐标系下进行，使用OSM的路网数据对珞珈一号-01星数据和民航客机夜光遥感影像进行地理配准。
将POI数据导入ArcGIS中，通过空间分析工具，计算得出POI点核密度图并覆盖到整个研究区域，通过对POI密度高的地区与获得的手机夜光遥感影像以及珞珈一号-01星夜光遥感数据进行目视比对，确定POI密度与灯光亮度差别较大的区域1和区域2（图5）。再计算每个POI在民航客机夜光遥感影像和珞珈一号-01星夜光遥感影像上所对应的像元亮度值（Digital Number,DN），并进行计算和统计。图4 手机灯光照片与Google Earth中地面控制点的比较
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用夜光数据的东北三省国内生产总值预测[J]. 范强,吕建东,李淼. 遥感信息. 2019(04)
[2]面向内容的众源影像聚合检索与智能筛选[J]. 崔萌,谢曹东,单杰. 测绘科学. 2019(03)
[3]从专业遥感到大众遥感[J]. 单杰. 测绘学报. 2017(10)
[4]基于夜光遥感影像的“一带一路”沿线国家城市发展时空格局分析[J]. 李德仁,余涵若,李熙. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(06)
[5]夜光遥感在“一带一路”战略中的应用潜力展望[J]. 江威,何国金,彭燕,王桂周,王猛猛. 中国科学院大学学报. 2017(03)
[6]基于众包的遥感灾害监测与评估模型[J]. 王玉娴,段建波,刘士彬,马彩虹. 国土资源遥感. 2017(02)
[7]PhotoScan Pro软件在无人机应急航摄中的应用[J]. 赵云景,龚绪才,杜文俊,周力. 国土资源遥感. 2015(04)
[8]论夜光遥感数据挖掘[J]. 李德仁,李熙. 测绘学报. 2015(06)
[9]夜间灯光遥感数据的GDP空间化处理方法[J]. 韩向娣,周艺,王世新,刘瑞,姚尧. 地球信息科学学报. 2012(01)
[10]经济增长能够带来晋升吗?——对晋升锦标竞赛理论的逻辑挑战与省级实证重估[J]. 陶然,苏福兵,陆曦,朱昱铭. 管理世界. 2010(12)
本文编号：2933849
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