DMSP/OLS夜间灯光数据

传统上普遍使用的卫星夜间灯光数据是DMSP-OLS数据。

1 简介

美国国防气象卫星计划（Defense Meteorological Satellite Program，DMSP）由美国空军航天与导弹系统中心运作，卫星运行的线性扫描系统（Operational LinescanSystem，OLS），传感器每日能获得全球内的昼夜图像。DMSP/OLS 夜间灯光影像能反映综合性信息，它涵盖了交通道路、居民地等与人口、城市等因子分布密切相关的信息。

美国空军国防气象卫星计划（DMSP）从20实际70年代就开始实行。DMSP是一个太阳同步卫星，绕地球两极飞行，飞行高度大概是830km，周期是101分钟。每天DMSP-OLS可以环绕地球14圈，对于各地的夜间观测一般于当地时间20:30到21:30之间经过该地上空，所以DMSP日夜卫星可以提供每天的全球夜间灯光数据。在夜间，OLS传感器可以探测到的辐射强度是从1.54×10−9 W·cm−2·sr−1·μm−1到3.17×10−7 W·cm−2·sr−1·μm−1，用数字0-63表示，0代表该处没有灯光，而63则是饱和灯光值。因此，OLS数据中的灯光强度是一个相对的值，而不是绝对灯光辐射强度值。OLS传感器全球的扫描范围是从北纬75°到南纬65°，除了高纬度的两极区域，基本覆盖了所有人类居住的区域。其分辨率分为两种，一种称为“fine”的0.5千米的分辨率，另一种称为“smooth”的2.7千米的分辨率。

数据和详细信息参见Earth Observation Group (EOG)

两点优势：
第一，DMSP/OLS不依赖于高空间分辨率，它的影像分辨率通常在1km左右，因而影像数据量非常小，甚至不到TM数据的1%，在对DMSP/OLS数据进行处理时更加简便；
第二，DMSP/OLS夜间灯光影像能反映综合性信息，它涵盖了交通道路、居民地等与人口、城市等因子分布密切相关的信息。因此，在用DMSP/OLS灯光数据时无需再单独考虑这些因素。
饱和和溢出问题：在研究中，DN 值是进行建模分析的关键指标，但由于OLS 传感器本身的缺陷，夜间灯光数据在灯光强度较高的城市中心会出现灯光饱和现象，即DN值增大到一定程度不再随着地面灯光强度的增加而继续增大的现象。

2 数据下载

最新的第四代DMSP-OLS夜间灯光数据（Version 4 DMSP-OLS Nighttime Lights Time Series）可以从网站下载，这些数据都是去除了云层的干扰，均采用“smooth”的分辨率。当有两个卫星同时采集数据时，就分别生成两个数据。数据被转换成30弧秒的栅格，范围从经度-180°到180°和纬度-65°到75°。所有数据都利用一定方法去除了太阳光、月光、光火、云层和极光的影响。此网站的数据集中分为四类：无云观测次数数据（F1?YYYY_v4b_cf_cvg.tif）、未经去除噪音的可见光平均值数据（F1?YYYY_v4b_avg_vis.tif）、去除噪音的稳定光数据（F1?YYYY_v4b_stable_lights.avg_vis.tif），以及可见光平均值乘观测频率的数据（avg_lights_x_pct）。其中广泛被应用于监测那些主要依靠统计手段来获得的数据（例如电力消费和社会经济活动强度）的是去除噪音的稳定光数据（stable_lights）。
该产品采用的是在没有月光和云遮盖影响下的年均值合成算法，时间跨度为1992 年到2013 年。DMSP/OLS影像的空间分辨率为WGS84空间参考坐标系下的30（’ 弧度，赤道经线方向为1 km，40 °N地区近似为0.8 km）。共计22年的影像时间序列分别由6 个不同传感器收集（包括F10、F12、F14、F15、F16 和F18）。由于缺乏在轨辐射定标和校正设施，DMSP/OLS影像上的夜光辐射信号被离散成数字化的辐射亮度值（以下简称为DN值，取值范围0-63）。该系列稳定夜光信号的合成产品去除了短时辐射源的影响，因此高亮度DN值覆盖的部分通常对应高密度人类居住和活动地。

下载地址：Version 4 DMSP-OLS Nighttime Lights Time Series

下载地址2：Where Nighttime Lights Begin

参考

1.CSDN博客-DMSP夜间灯光数据
2.CSDN博客-夜间灯光数据简介与下载链接