[发明专利]一种城市夜光总量-城镇人口回归模型的构建方法

说明书

本发明公开了一种城市夜光总量‑城镇人口回归模型的构建方法，包括进行各地级市城镇人口统计数据的收集、筛选，圈定训练样本和测试样本；对Landsat‑8遥感影像进行预处理，通过支持向量机分类及分类后的聚类处理获取训练样本和测试样本的建成区矢量图；利用建成区矢量图及阈值法剔除NPP/VIIRS影像的背景噪声，计算总体灯光强度TNL(TotalofNighttimeLight)；对训练样本的城市夜光总量与城镇人口相关性分析，建立回归模型并对模型作出合理性评价。本发明一方面在NPP‑VIIRS影像去噪方面融入了多数据源，另一方面，充分利用了遥感影像的实时性、客观性，反映出城市人口的空间分布，且对城市人口数据的预测和评估具有重要意义。

技术领域

本发明属于遥感社会经济地学应用技术领域，特别涉及一种城市夜光总量-城镇人口回归模型的构建方法。

背景技术

人口作为城市发展的重要因素，科学、有效地管理人口对提升城市品质、政府合理制定发展政策具有重大的意义。近年来，中国城市化步伐加快，大量人口涌入城市。然而，城市人口的持续增长也使城市人口、资源、环境之间的矛盾越来越突出，严重影响到城市的可持续发展。现有的人口数据主要来自于公安部门的人口登记资料或者人口普查数据，这些资料的更新周期长、难以反映人口的实际空间分布。

夜间灯光数据能够探测到城市、小规模居民区等产生的不同强度的光亮，是监测人类活动的有效数据源。NPP/VIIRS(National Polar-orbiting Partnership/VisibleInfrared Imaging Radiaometer Suite，国家极地合作卫星/可见红外辐射成像仪日夜波段)夜间灯光数据是第二代夜间灯光数据产品，相比于第一代夜间灯光数据DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellite Program’s Operational Linescan System，军事气象卫星计划/线扫描系统)，VIIRS传感器成像宽幅3000km，空间分辨率约为500m，对同一地区每天白昼两次成像，对夜间灯光具有更高的灵敏度，能够更为精确地反映地表人口分布的空间信息，更适合用于人类经济社会活动等方面的研究。但是，该产品并未移除火光、气体燃烧、火山和极光，相应的背景噪声也未过滤。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种针对NPP-VIIRS影像中未滤除的背景噪声，提出基于光学遥感图像分类进行去噪的方法，并利用夜间灯光与人口的相关性，充分利用了遥感影像的实时性、客观性等优势的城市夜光总量-城镇人口回归模型的构建方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种城市夜光总量-城镇人口回归模型的构建方法，包括如下步骤：

(1)从数据库获取年度全国各地级市的城镇人口统计数据，选取30个地级市的城镇人口数据作为模型训练样本来后续构建城市夜光总量-城镇人口回归模型，再选取另外的30个地级市的城镇人口数据作为模型测试样本来后续验证该模型的合理性；

(2)从数据库获取步骤(1)中选取的地级市的年度云量低于8％的Landsat-8影像，进行预处理并得到Landsat-8预处理影像；

(3)从数据库获取步骤(1)中选取的地级市的月度夜间灯光数据，并计算月度夜光影像的平均亮度值，进而得到年度夜光影像；

(4)将步骤(2)中得到的Landsat-8预处理影像进行重采样，对步骤(3)中得到的年度夜光影像进行投影和重采样；

(5)利用SVM(Support Vector Machine，支持向量机)算法对步骤(4)中得到的重采样后的Landsat-8预处理影像进行分类；

(6)对步骤(4)生成的年度夜光影像进行去噪处理，并计算得到模型训练样本和模型测试样本的夜间灯光总量TNL值；