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摘要：城市化研究是当今城市发展研究的热点之一，受到社会各界的广泛关注。及时快速地获取城市化相关信息，无论对于城市的发展、城市化问题的研究，还是人与自然生态系统的相互作用研究都具有重要意义。文章不仅对DMSP/OLS夜间灯光数据的来源及特点进行了说明，而且对于国内外利用DMSP/OLS夜间灯光数据在城市边界提取、城市化进程、城市化模式等方面的研究进行了概述。文章还进一步指出夜间灯光数据应用范围不广泛，且主要集中在小尺度的城市化研究，中观和宏观尺度的研究相对较少，这也是今后夜间灯光数据用于城市化研究的方向之一。
关键词：夜间灯光数据；城市化；城市边界提取；城市化进程
1引言
城市化研究是一个涉及经济、人口、地域空间等诸多方面的复杂过程，由于各科学领域对城市化概念理解的不一，使得各学科对城市化过程进行测度的指标和方法差异较大，故不能全面、有效地反映城市化的性质和发展。因此，构建一个能够综合、全面刻划城市化发展及其特性，并能快速获取且具有较高可比性的城市化水平测度指标已成为迫切需要解决的问题。而DMSP/OLS夜间灯光数据为获取城市化信息提供了新的途径。
DMSP/OLS夜间灯光遥感数据来源于美国军事气象卫星Defence Meteorological Satellite Program（DMSP）搭载的Operational Linescan System（OLS）传感器，它为大尺度的城市研究提供了新的数据源。DMSP/OLS传感器于70年代开始应用，其最大特点是可在夜间工作，且数据在夜间获取，不受光线阴影干扰，并能探测到城市灯光甚至小规模居民地、车流等发出的低强度灯光，使之明显区别于黑暗的乡村背景，比较适合大尺度上城市化过程的动态监测。而DMSP/OLS数据有两点优势：一是不依赖于高空间分辨率，因影像数据量非常小，且不到TM数据的1%，故对DMSP/OLS数据进行处理时更加简便；二是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，使用DMSP/OLS夜间灯光数据时无需再单独考虑这些因素[1]。
2国外研究进展
2.1城市化的研究内容
2.1.1城市边界提取
1978年，Croft[2]首次提出DMSP/OLS影像具有城市建成区提取的潜力。但学者们经过早期研究发现：城区提取易受到云层覆盖、短暂性光源等多种因素的限制。而在Elvidge等[3]人的努力下，初步解决了云层覆盖与短暂性光源的问题。
Henderson等[4]对DMSP/OLS灯光频率图像和DMSP/OLS辐射定标灯光强度图采用不同的阈值，分别提取了旧金山、北京、拉萨等发展水平不同的几个城市边界，并以Landsat TM图像提取的城市边界作为精度评价的标准，说明DMSP/OLS稳定灯光和辐射定标图像均可作为城镇范围和城市化水平监测的有效数据源[1]。
Sutton等[5]在对DMSP/OLS夜间灯光数据和人口分布数据对比分析后，提出以40%、80%和90%的阈值，分别提取低收入地区、高收入地区和一些特殊地区（如埃及尼罗河地区）的城市建成区[6]。
2.1.2城市化进程研究
Milesi等[7]首先利用DMSP/OLS1992—1993年、2000年的稳定灯光产品，在参考美国1992年基于LANDSATTM的土地覆盖分类图及统计数据的基础上，通过选取全局最优灯光频率阈值，做出了美国东南部地区1992年土地覆盖类型图和1992—2000年城市空间扩展图。并分析了该地区1992-2000年因城市扩展造成的植被初级生产力损失量。
Imhoff等[8]同样在利用DMSP/OLS1994—1995年的稳定灯光产品提取美国城市空间分布的基础上，结合土地覆盖分类图和NOAA/AVHRRNDVI等数据，采用CASA（Carnegie Stanford Ames）模型，对比分析了城市地区与非城市地区NPP的季节性变化规律，以此来定量化研究美国城市化过程对碳循环和粮食安全带来的影响。
2.2其他研究
2.2.1人口密度模拟
1997年，Sutton等[9]以美国大陆为基础，将其人口密度栅格图像与DMSP/OLS数据图像进行比较，研究了其相关性，并显示出DMSP/OLS数据在研究人口分布领域的未来应用前景。Sutton[10]同样以美国为研究区，利用DMSP/OLS数据，结合统计数据，建立城市人口密度衰减模型，分析了城市人口密度与灯光数据的相关性。
2001年，Lo[11]以中国1996年3月、1997年1-2月的辐射定标夜间灯光强度数据DMSP/OLS为基础数据，利用灯光面积，灯光体积，像素平均值和灯光密度作为独立变量，建立自动增长模型与线性衰减模型，在省、市、县3个行政单元尺度上估算了中国的平均人口密度。
2.2.2热岛效应
1995年，Gallo等[12]选取了28个城市，回顾了利用其他卫星数据评估城市热岛效应的方法，并结合NDVI指数比较，利用DMSP/OLS数据评价了热岛效应对气象记录的影响。
2.2.3电力能源消耗量研究
1980年，Welch[13]首先考虑根据美国夜间灯光数据图像，建立人口、城市面积以及电力能消耗量之间的关系模型。同时，选取了美国东部18个城市为样本，建立回归模型，在国家或地区尺度上证明了利用夜间灯光数据检测电力能源消耗量的可行性。
1997年，Elvidge 等[14]以美国、巴西等21个国家作为研究区，利用DMSP/OLS 数据，分析了区域灯光灰度值与当地人口数量、GDP、电力能源消耗量之间的相关性，并建立了log of population、log of GDP、log of GWH3个log-log模型，证明了DMSP/OLS数据在估算人口数量、GDP、电力能源消耗量等方面具有实际性意义。2005年，Amaral等[15]选取巴西亚马逊河流域作为研究区，并以Para州为例，证明了1996年DMSP/OLS数据与城市人口统计数据，1999年电力能源消耗量与DMSP/OLS数据，均符合线性相关性。
2009年，Kiran 等[16]利用 DMSP/OLS 数据，描述了印度1993-2002年的电力消费模式的时空变化特征。即随着印度全州夜间灯光总量大幅度上升，其国家人口和电力能源消耗量也大幅度增加，表明夜间灯光数据与人口以及电力能源消耗量之间的相关性。
2.2.4城市化对生态环境影响研究
2000年，Imhoff等[17]利用灯光数据结合NOAA/AVHRR等数据，选取了7个较大城市，通过计算某一时间段内NDVI累加和代表该时间段内的植被初级生产力总量，对城市化过程对美国植被初级生产力带来的影响进行了季节性研究，指出美国城市演化造成地表植被初级生产力总体下降。
3国内研究进展
3.1城市化的研究
3.1.1城市边界提取
何春阳等[18]利用1992、1996和1998年的DMSP/OLS数据，计算出适宜的阈值用于建成区域的提取。同时利用Landsat TM数据对提取的城市空间格局特征分析也表明，利用 DMSP/OLS 提取的城市格局特征与Landsat TM提取的基本上是吻合的。即该方法重建的中国大陆20世纪90年代城市空间过程，为中国大陆宏观城市空间格局和变化过程研究提供了一定帮助。
曹丽琴等[19]通过转换DMSP/OLS遥感数据，利用了1∶5万湖北省边界栅格图提取2000年和2002年湖北省各个县市边界图。并分析了湖北省各县市城镇人口与夜间灯光数据的线性关系。结果表明利用DMSP/OLS数据，对不同级别的县市，采用不同的预测模型能有效的估算城镇人口。
王翠平等[20]应用Henderson等提出的经验阈值6%初步从DMSP/OLS数据中提取京津冀、长江三角洲和珠江三角洲城市群的城市用地像元，并以依据经验阈值提取的城市用地像元为基础确定了精确的城市用地像元和城市群的城市用地边界。结果表明基于夜间灯光影像数据提取的城市像元能较好的反映三个城市群的城市用地空间扩张进程。
3.1.2城市化进程
陈晋等[21]基于DMSP/OLS非辐射定标的夜间灯光平均强度数据构建了一个反映区域城市化水平的灯光指数，并通过分析发现：灯光指数与城市化水平复合指标之间有显著相关性，且能够较好地反映区域的城市化水平。
何春阳等[22]利用1992年、1996年和1998年的DMSP/OLS数据，提取了环渤海地区20世纪90年代的城市群空间信息，建立了城市群地区面状、线状和点状三种城市化空间模式，分析了环渤海地区20世纪90年代的城市化过程及城市空间演化过程。并指出DMSP/OLS数据在区域城市化过程研究中具有巨大潜力。
徐梦洁等[23]利用1998、2003和2008年的DMSP/OLS数据和统计数据，分析了灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关联，并确定了市辖区建设用地信息提取的阈值，根据各城市在1998-2003和2003-2008年两个阶段阈值的变化，划分城市建设用地的主导扩张类型。此外，采用平均灯光强度作为城市化水平的表征，分析长三角城市群的城市化水平空间分异。与陈晋[24]提出的加权灯光指数和卓莉的CNLI[25]相比，更为简便和直观。
3.2其他研究
3.2.1人口密度模拟
2005年，卓莉等[24]利用针对亚洲地区开发的DMSP/OLS数据和NDVI数据，以灯光强度作为估算因子及基于人口——距离衰减规律和电场叠加理论分别对灯光区内外建模，估算人口密度。结果显示利用DMSP/OLS数据，进行人口密度研究，可使人口分布描述更接近实际，实现人口、资源、环境和社会经济综合有效管理。
3.2.2热岛效应
2007年，谢志清等[26]以长江三角洲城市带为研究对象，利用DMSP/OLS数据提取1992-2003年研究区城市化空间扩展过程，结合NOAA/AVHRR、MODLS 反演的月地表温度数据和相关统计资料，定量考察了长江三角洲城市群热岛增温效应对区域温度气候趋势的贡献。
3.2.3城市化对生态环境影响研究
2007年李景刚等[27]利用DMSP/OLS数据对环渤海地区城市化空间过程重建，将植被初级生产力变化作为评价的主要指标，结合NDVI数据和中国植被类型图数据等数据，根据累加NDVI和同NPP之间的统计关系，对比分析各土地覆盖类型城市地区与非城市地区的初级生产力，探索城市化过程对不同植被类型初级生产力所带来的影响。
4评述
从学者们的研究成果可以看出，自20世纪70年代以来，国内外学者们已成功将DMSP/OLS数据应用于边界提取和城市化进程等各方面的研究，并在城市化研究方面取得了良好效果。并从研究中证明了DMSP/OLS数据在城市等人口密集地区的应用具有很强的优越性。
但任何数据都有其自身局限性，在现有的研究中可以发现由于DMSP/OLS数据缺乏灯光以外的信息，对于无灯光地区，仍需借助其他遥感影像或统计数据等开展研究，从而不能完整地表现城市化发展。因目前应用灯光影像时主要考虑灯光的持续性和面积，加入强度因子的并不多见，故极大地限制了估计精度与应用范围。因此研究者还不能充分利用夜间灯光强度影像，对灯光强度信息进行深度挖掘。同时，在利用夜间灯光数据时，学者偏重于研究城市化发展，而在区域尺度对城市空间发展模式、过程等方面的研究还比较薄弱，且目前利用遥感技术研究城市化主要集中在小尺度的城市土地利用分类和空间扩展动态监测等方面，中宏观尺度的研究相对较少，有待于进一步研究。参考文献：
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[科技苑]诱虫灯的诱惑(20111020)
随着人民生活水平不断提高，人们开始关注吃得安全问题。要实现农产品、食品质量安全，首先要在农业生产环节不用或少用化学农药，不用或少用化学农药的生物保护技术包括农业防治、生物防治、物理防治等结合的综合防治技术;其中，灯光诱虫是成本最低、用工最少、效果最好、副作用最小的物理防治方法。
本片介绍的新型专用光源即宽谱诱虫灯，对于常见的各类害虫绝大部分都有效。传统黑光灯发出的光一般为单一波长的长波紫外线( UV-A)，多光谱诱虫灯除了发出更宽范围的长波紫外线以外还能发出近紫外和可见光中波长较短的蓝光及绿光部分。很多害虫对这部分光是敏感的。黑光灯诱杀不到的害虫，全光谱诱虫灯解决了。
灯光诱虫就是利用生物的趋光性诱集并消灭害虫，从而防治虫害和虫媒病害。灯光诱虫专门诱杀害虫的成虫，降低害虫基数，使害虫的密度和落卵量大幅度降低，从而减轻和避免害虫对人、对农作物的直接危害或传播病害。各种病虫害都有一定的防治标准，当病虫指数在防治标准以下则无需用农药防治。
不同种类的昆虫对不同波段光谱的敏感性不同，在长波紫外光和可见光的光谱范围内，光谱范围越宽，诱虫种类越多。我们把波长320～680nm覆盖长波紫外光和可见光的光谱范围的光源称为宽谱诱虫光源。宽谱诱虫光源诱杀害虫种类多，效果好，数量大。宽谱诱虫光源对于鳞翅目类各种成虫有特效，如菜蛾、棉铃虫、地老虎、食心虫、蒂蛀虫、吸果叶蛾、美国白蛾等等。有显著诱集效果的其他主要害虫包括：鞘翅目类的金龟子、天牛、步甲、跳甲、象鼻虫等;双翅目类的蚊子、蝇、蠓、虻等;同翅目类的飞虱、叶蝉等;直翅目类的蝼蛄等。据各种环境中的不完全统计，诱杀害虫超过一千五百种，宽谱诱虫灯。
相关新闻：
11月5日，安徽歙县北岸镇金竹岭村菊农在菊园采摘贡菊。安徽歙县北岸镇今年在4500亩菊花地安装了30只太阳能杀虫灯、1.5万诱虫杀虫黄片，黄山贡菊不再使用任何农药，菊花产量比去年增产20%。 新华社发 （吴建平 摄）
虽然人人都说“女人”和“嘴巴”的钱最好赚，但因为做的人多，如果没有做出自己特色，生意也很难好起来，即使在一段时间内能够赚钱，也很难说一直存在下去。
内衣专卖店便是专做女人生意的行业。但我们知道，从事内衣店经营的有很多，有的做的很好，也有做不下去要转行的，就如一家内衣店的老板告诉记者的：内衣店虽小还要重视经营。
那么，内衣店怎么开？我们又如何才能开好一家内衣店呢？我们先来看看开内衣店获得较大成功的王女士开某个品牌内衣店的投资实例：
假设品牌的货可拿5折，你的租金1500/月，工商和税收为900/月，雇员工资700/月，雇员2人，电费、水费450/月，你的内衣平均售价是70元/件！
成本每天=1500/30+900/30+1400/30+450/30=142
每件利润：70-70x0.5=30
照这样算，每天你至少要约卖5件内衣才不会亏本。
-- 举例投资参考：
专卖店：面积：30-40平方米。
A、投资预算：
① 首期进货额：30000元.
② 装修：
货架：7000元。
灯光、背景、人工：3000元
其他：4000元 （空调、音箱等）
小计：14000元
按合作5年计算，每月分摊装修费用为：233元/月
③ 工商、税：600元/月 左右
④ 租金，80元/平方 X 40（平方） = 3200元/月
⑤ 营业人员工资：600X3（人）= 1800元
⑥ 水、电费用：400元
运输费、促销费和其他费用 = 800元/月
开内衣店，装修很重要，王女士告诉我们内衣店装修有以下几个地方要特别注意的：
1、专卖店外墙及门头的设计规划。专卖店的门面也是一个品牌的门面，最主要是要能清晰地表现出品牌的名称和标志，要醒目、简洁、大气，并且能表达出品牌的文化理念。同时，在色彩和装潢上要能与旁边的店铺有明显的区别。如：高亮度的色彩吸引路人的注目，同时通过店面建筑的语言，体现出品牌的某种特性，是使品牌深入人心的重要途径。
2、橱窗：要布置好内衣店的橱窗，不仅取决于自己的审美修养，而是要考虑多方面的因素。内衣作为服饰，具有很强的装饰作用，内衣的结构、款式设计往往精致细腻，要把漂亮内衣的细处展示出来，并用浓浓的女性美陪衬，用最显着的方式和空间，陈列出内衣的独一无二性，那就是一件艺术品，美不胜收。
3、终端产品陈列柜。终端陈列柜的质素高低，关系到消费者对此品牌的印象。首先，产品陈列柜所使用的颜色和造型要与品牌的理念相协调;其次，能更好地衬托、渲染产品;第三，要紧跟潮流，不会过时。
4、收银台。是整个卖场空间的重要组成部分。重要的是要与陈列柜的能够协调一致、相辅相成，起着装点卖场，规范化的作用。另一方面，可以储存资料和便于结帐。
5、灯光。如何吸引女性的眼球?如何更好地取悦她们?留住她们?"良好的灯光"已被消费者列为最重要的环境因素之一，有75%的消费者认为卖场的灯光很重要，会直接影响她们的购买行为。尤其像内衣这样特殊的个人消费产品，大部分女性主要凭感觉来购买，灯光对于她们的影响就显得更为突出。
灯光分天花、橱窗、灯箱、陈列柜、试衣间、灯模等几个方面，主要是起烘托产品和渲染卖场气氛的作用。要想最大程度地发挥灯光的作用，就必须考虑到内衣产品的陈列方式和装潢设计的风格，不单纯追求灯的排列整齐和造型独特，更强调在有物体(含货物陈设及形象喷绘图、的地方有充足的直射的光线(以造型美的射灯为主、。没有展示的地方就通过间接光源，这样利用光线的疏密与变化，使卖场的层次更加多样化，空间感更强，购物气氛更浓。
另外重要的一点是要注意灯光的节能，以降低不必要的成本。
6、试衣间。试衣间不在于大，而在于精。感受一个品牌，就要试穿其产品，那呆在试衣间的这段时间，将会是消费者做出决定的关键所在。由此，对试衣间的规划要通风条件好、空气清新;要准备有挂衣服的地方和女性化妆的一些用品;还要有关于内衣穿着方面的"指引图"；墙面的颜色和灯光也很重要，要让女性感受到温馨，就像在自己房间一样。
7、货场区域的合理设置。货场区域的设置要有一条流动线，让消费者从进门到出去，能顺着产品陈列的指引方向，自觉地看完产品，不存在产品陈列的死角。它与试衣区、休息区有明显的区别，同时又形成一个整体。主要的目的是让消费者能更好地挑选自己满意的产品，并对全部产品有大致的了解。
8、消费者休息区设置。消费者休息区是一家内衣专卖店人性化的表现之一。陪伴女友或太太选购内衣对男士来说是件苦差事，而在休息区//创业第一步网发布//，他们就能感受到体贴、周到的服务。例如：在消费者休息区配有舒适的沙发、茶几、摆放各类时尚新潮的女性杂志及关于汽车、足球等方面的杂志，以及使用VCD/DVD播放品牌的动态新闻或精彩绝伦的内衣秀等。让每一个到专卖店的人，都能感受到温馨、细致的服务，进而树立品牌的美誉度和忠诚度。
相对内衣店装修，更重要的是服务：
因为作为女孩子，一直以为内衣是自己的一份自尊，所以对内衣的选择往往比外衣更在乎品牌、品位和设计。
而替女性选择合适的内衣，实在不是一件简单的事情。经营好内衣店，还要能正确判断顾客的年龄和体格，掌握顾客的要求，这也是接待顾客的基本态度。
一般内衣不能试衣，如果特别高档的则应允许试衣。每当店里来了顾客，王小姐总能从内衣的质地、款式等多侧面多角度地介绍商品，帮助顾客根据她们的身材、年龄选择适合的内衣，并给予穿着方面的指导。
王小姐很注重款式花样的翻新，每月都会推出新款，而她的一些客户，更是固定地关注她的商店，每每看到喜欢的款式，比她还开心。
如果不是品牌内衣店或作内衣店加盟，那是进货当然也是极其重要的：
最开始的时候，内衣进货量多不多不太重要，可以进2-3万的内衣试销一下吧！
但重要的是你要记下进你们店50%以上的人对你们那品牌内衣感兴趣的最主要是哪种消费群体比如：是以学生买的多呢？还是打工一族？是高收入人员还是在工厂打一千几百的打工妹买的多？
因为各个群体的消费心态都不一样！高收入人员她们喜欢买一个品牌感到很有面子但如果你的店铺装修显得很低档他们就觉得这家店可能卖冒牌货不跟你做生意！如果潜在客户是以低收入的打工妹为主而你卖的是高档的那她们又消费不起，所以你要了解那批潜在客户最关心什么比如款式、尺寸、店铺形象、销售人员的素质、能接受的价钱等！没有掌握到消费者心理的前提下没有目的进货卖不出去怎么办？当掌握了我们的目标客户是谁时做市场宣传才能更加精确，不会需要见一个女的就发一张宣传广告给她！
好了，祝你内衣店开店成功！
第70卷第8期
2015年8月地理学报ACTAGEOGRAPHICASINICAVol.70,No.8August,2015
基于EVI指数的DMSP/OLS夜间灯光数据
去饱和方法
卓莉1，张晓帆1，郑璟2，陶海燕1，郭宇伯1
（1.中山大学地理科学与规划学院广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室/
综合地理信息研究中心，广州510275；2.广东省气候中心，广州510080）
摘要：DMSP/OLS夜间灯光数据被广泛应用于表征人类活动强度及其生态环境影响的诸多研
究中，但因OLS传感器设计的局限，在用电强度较高的城市中心，灯光信号存在明显的饱和，这
一不足可能影响到一些基于夜间灯光数据研究成果的可靠性。针对这一问题，NOAA-NGDC
研发了辐射定标算法，但因缺乏星上定标系统，算法较为复杂，且受较多条件限制等原因，目前
只有部分时期的辐射定标数据产品（RCNTL）。近期有学者提出一种基于植被指数NDVI构建
的城市灯光指数VANUI，为灯光数据去饱和研究提供了一个操作简单且结果良好的方法，但该
方法在一些城市效果不佳。基于此，本文综合利用夜间灯光与EVI指数信息，通过对VANUI指
数构建方法进行改进，建立了一个新的缓解夜间灯光强度饱和的EANTLI指数。为了评价指数
的效果，将EANTLI与VANUI从三个方面进行比较：①区分、识别饱和区内地物的能力；②与
RCNTL的拟合程度；③对用电量估算的效果。结果表明：EANTLI在三个方面均表现出优势,
在潜在饱和区内对特征地物具有更高的可区分性，与RCNTL的线性相关程度更高，与用电量
的相关性相比于NTL、VANUI亦明显提高。因此可以认为EANTLI在指数的设计上较为合理，不仅易于计算，而且能达到较好的缓解灯光强度饱和、凸现城市内部差异的目的，在用于反演
城市发展指标时能获得更为准确的结果，因此具有较高的应用价值。
关键词：DMSP/OLS；夜间灯光；EANTLI；饱和；EVI指数
DOI:10.11821/dlxb201508012
1引言
不同于LANDSAT/TM、SPOT/HRV和NOAA/AVHRR等主要利用地物反射辐射特征进行地表监测的传感器，DMSP（DefenseMeteorologicalSatelliteProgram）/OLS（OperationalLinescanSystem）传感器具有独特的低光成像能力，能够探测到地表夜间在可见光—近红外波段的发射辐射，如城市灯光，甚至居民地、车流等发出的低强度灯光[1]，而且每天都能获取夜间的成像数据。由于夜间灯光（Nighttimelight,NTL）能够直观地反映人类活动强度，因此在全球城市、全球变化等研究中均具有很大的潜力。基于此，美国海洋暨大气总署（NationalOceanicandAtmosphericAdministration,NOAA）的国家地理数据中心（NationalGeophysicalDataCenter,NGDC）于1994年积极发起了一个基收稿日期：2014-10-27;修订日期：2015-01-31
基金项目：国家自然科学基金项目(41371499);中山大学柳林教授千人计划科研启动项目[Foundation:National
NaturalScienceFoundationofChina,No.41371499;ThestartupfundforProf.LiuLinfromtheOne
ThousandTalentsProgramofSunYat-senUniversity]
作者简介：卓莉,女,副教授,主要从事城市与资源环境遥感、地理模拟、优化算法及灾害风险管理研究。
E-mail:[email protected]
通讯作者：陶海燕,女,副教授,主要从事多智能体地理模拟、时空数据挖掘及资源环境遥感等研究。
E-mail:[email protected]
1339-1350页
于OLS数据绘制全球夜间灯光的计划，并开发了稳定灯光产品的时间序列。稳定灯光数据产品去除了极光、野火等不稳定光源，以及月光、云的干扰，因此最后的数据值为无云图幅稳定光的年均灰度（DN）值，目前第4版稳定灯光产品已包含1992-2012年的长时间序列，为人类活动的探测提供了独一无二的全球视角。国内外许多学者已将这一数据应用于城市化过程及其与环境的相互作用等诸多研究之中[2]，如城市化水平估计[1-3]、人口估算[4-16]、GDP估算[10,17-23]、能源消耗估算[10-12,16,24-27]、城市扩张对生态系统[28-30]的影响等。在这些研究中，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。
灯光饱和问题不仅降低了夜间灯光数据在城市中心区的DN值，而且掩盖了饱和区内部实际存在的灯光强度差异，进而不可避免地影响到基于灯光强度的人口、经济等指标估算模型的精度，因此如何消除、缓解饱和问题现象成为近年来夜间灯光数据研究的热点之一。学者们先后提出了辐射定标和非辐射定标两大类方法来改进饱和问题[31-35]。其中，辐射定标方法在理论上比较完善，结果精度较高，但由于OLS可见光波段没有星上定标系统，定标算法比较复杂，需要大量的数据作为支撑，目前只有NGDC开发了一些特定时段的辐射定标数据产品。为了弥补这一不足，Letu等人[33]提出了一种非辐射定标方法，即基于统计回归来恢复行政单元尺度的灯光强度，其不足之处在于难以体现饱和区内部灯光强度的差异；随后，Letu[34]等改进了这一不足，利用1999年稳定灯光数据与1996-1997年辐射定标灯光数据的非饱和部分，通过线性回归的方法对1999年夜间灯光数据进行了纠正，最终恢复了饱和区像元尺度的灯光强度。但是，该方法假设饱和像元的实际DN值在1996-1999年间几乎不发生变化，这一假设在城市化水平较高、发展平稳的地方（如美国、英国、日本等）或许适用，但对城市化进展较快的国家（如中国、印度等）而言，难以得到保证。此外，论文中关于稳定灯光数据的提取方法稍显复杂，不太容易推广。
考虑到植被与人类活动具有负相关的趋势（即城中中心区人类非农活动强度高，植被覆盖一般相应较少；而在乡村，人类非农活动强度较低，植被覆盖较多）[36-39]，Zhang[35]等人提出了基于NDVI修正灯光饱和的城市灯光指标VANUI（VegetationAdjustedNTLUrbanIndex）。VANUI虽未实现绝对定标，但易于计算，在历史悠久、发展速度较为平缓、发展模式较为稳定的城市区域（如旧金山、纽约、开普敦、东京等），可以较好地凸显城市中心区灯光强度的空间差异，为缓解灯光强度的饱和提供了一个较好的研究思路。但这一方法也存在一些不足，例如将VANUI应用于城市化进程较快的城市（如印度的钦奈和班加罗尔等）时饱和区内灯光强度的空间差异表现不够明显。造成这一结果的原因可能在于这些城市的潜在饱和区内，植被覆盖的差异不显著，因此简单地用1-NDVI这一系数进行调整，难以缓解OLS传感器灯光强度的饱和、凸显夜间灯光强度值的空间差异。
基于上述分析，考虑到EVI指数可减弱土壤背景、大气对植被指数的影响，并且可在一定程度上克服NDVI易饱和的不足[40]，相对NDVI而言具有较多的优势。本文将充分利用EVI与夜间灯光在空间分布上的变化特征，采用一种新的思路来构建缓解灯光强度饱和的指数。目的是在不增加计算复杂度的情况下，更能有效地缓解灯光强度的饱和、区分饱和区内的地物、以及估算城市电能消耗。
2基于EVI修正的灯光指数EANTLI
灯光强度NTL值从城市中心区向郊外逐渐减小，而植被指数EVI则呈现近乎相反的
变化趋势，将NTL归一化后，NTLnorm-EVI（NTLnorm为归一化后的灯光强度值）的差值也呈现出从中心区向郊外逐步递减的趋势，即在潜在饱和区差值较大，向郊区、乡村方向逐渐变小，并且从正值变为负值。基于这一变化特征，并考虑到NTLnorm与EVI相等时一般不存在饱和现象（灯光饱和现象多出现在中心城区，此时NTLnorm为最大值1，而中心
，因城区EVI值不可能为1，因而NTLnorm与EVI相等的情况最有可能出现在城乡过渡带）
此以NTLnorm与EVI相等时作为基准，设置此时NTL的调整系数为1。而NTLnorm大于EVI时，越靠近城市中心，发生饱和的概率越大，饱和的程度也越大，为了在一定程度上恢复OLS传感器对高强度灯光的响应，达到减缓饱和，增强NTL在潜在饱和区内的空间差异的目的，设此时NTL的调整系数大于1；而当NTLnorm小于EVI时，为了增强郊区和乡村与中心城区灯光强度的差异，设NTL的调整系数小于1。基于这一思路，构建式（1）所示的缓解饱和的灯光指数：EANTLI=（1）×NTL式中：EANTLI为改进型的灯光指数；NTLnorm为归一化NTL。
为了进一步分析EANTLI的合理性，下面对式（1）进行一些变换：用D表示NTLnorm-EVI，则式（1）可以变为：
EANTLI=æ-1ö×NTL（2）èø
令
K=æ-1ö（3）èø
则
EANTLI=K×NTL（4）
，当EVI等于0时D值为式中：K为调整系数。理论上，在灯光饱和区域（NTLnorm等于1）
1，此时K为无穷大，显然与实际不符。为了避免出现这类异常值，在分析过程中将EVI小于0.01的像元（主要为水体及水体边缘的混合像元）通过掩模的方式排除。因此D的值域范围为[-1,0.99]。
通过单调分析可知，K值在区间（-∞,1）∪（1,+∞）单调递增，而D的取值范围属于增区间的子区间，因此，K值将随着D值的增加而增加。当D取值为[0,0.99]时，一般位于城市中心区域，而且越靠近市中心，D值越大，与之相对应，调整系数K也越来越大，而且大于1；当进入潜在饱和区时（将灯光值达到最大的区域称为潜在饱和区），NTL取值为1，因此，EANTLI等于（2/EVI-1），即EANTLI的差异反应在EVI的变化中，这在一定程度上缓解了灯光强度的饱和；在郊区或者乡村地区，D的范围为[-1,0]，而且越远离市中心，D越小，与之相应，K值也越来越小，且小于1。当D等于-1时，K取值为0，此时EVI等于1，对应像元为高植被覆盖区，鲜有夜间人类活动，而NTL取值为0。
通过上述分析可以发现，EANTLI可以在一定程度上恢复潜在饱和区内的灯光强度，从而缓解城市中心区域灯光强度的饱和，增强灯光强度的空间差异。
3EANTLI指数的分析与评价
EANTLI指数构建的目的是可以快速地、较好地改善DMSP/OLS稳定灯光数据产品的灰度值饱和问题、区分饱和区内地物、估计人类活动如城市电能消耗。下文将详细描述对EANTLI指数进行分析与评价的方法。
3.1数据及来源
本文所使用的数据包括：2006年DMSP/OLS辐射定标夜间灯光数据产品以及稳定灯光数据产品（来源于NOAA网站
文中使用的是V4版本DMSP/OLS稳定灯光数据产品，OLS传感器的可见光—近红外波段可记录地表夜间10-10~10-8w·cm-2·sr-1·um-1范围间辐射，数据的DN值范围为0~63，当地表的可见光—近红外辐射高于10-8w·cm-2·sr-1·um-1时，DN值保持为63，不随辐射值的增大而继续增加，即产生饱和现象[31]。辐射定标数据产品是NGDC为了克服稳定灯光数据产品容易在灯光强度较高的城市中心产生饱和而研发，该数据通过将有限的低月光照度低增益下的数据与正常运行状态下的高增益数据集进行合成，在一定程度上抑制了饱和，但目前只有少数几年的数据产品[32]。
EVI数据属于MODISMOD13A3数据产品，包含1km分辨率的月均植被指数。月合成植被指数主要是根据输入数据的质量，按照以下序列判别条件，选择合适的方法进行合成：①如果在16天内符合质量要求的数据超过30%，则采用BRDF合成，即根据双向反射分布函数（BRDF）把不同视角换算为星下点反射值，分别计算植被指数，然后采用限定视角内最大值原理合成（BRDF/CV-MVC）。②如果合成期内，晴天观测值少于30%，且多于2天，则采用有限视角内的最大值合成（CV-MVC），即选其中视角最小的2个计算植被指数，取二者中最大值。③如果只有1天无云，则采用直接计算植被指数方法，即直接使用这天的数据计算植被指数。④如果所有观测全部有云，则采用最大值合成（MVC），则取合成期所有植被指数的最大值[41]。
之所以采用2006年DMSP/OLS稳定灯光数据产品与EVI数据是为了计算2006年的EANTLI指数；2006年的辐射定标数据是为了分析2006年EANTLI指数缓解灯光强度饱和的效果；2010年的地级市用电量数据是为了评估EANTLI指数估算用电量的能力。由于未收集到较全的2006年的用电量数据，同时也出于希望验证EANTLI指数用于其他年份效果的目的，本研究采用2010的用电量数据进行评估。
3.2EANTLI指数计算
EANTLI指数的主要计算流程包括：①统一投影及配准。将所有的影像数据都统一为兰伯特等角圆锥投影，北京1954坐标系。②计算EVI均值。根据公式∑EVIi，i12
i=1
为月份，利用12个月EVI原始月均值数据计算得到2006年EVI年均值。文中使用EVI年均值而非最大值，是因均值比较稳定，可在一定程度上降低EANTLI对EVI的敏感性。③剔除EVI小于0.01的像元（主要为水体及水体边缘的混合像元）通过掩模的方式剔除。④灯光强度归一化。为了便于运算与对比，采用公式DN-min将2006年原始灯光图像NTL进行归一化，归一化后值域范围为[0,1]。⑤计算EANTLI指数。利用步骤②和步骤④计算获得的EVI及NTLnorm，基于公式（1）进行运算，得到EANTLI指数图像。
3.3对EANTLI指数进行分析与评价的方法
3.3.1比较EANTLI、VANUI对潜在饱和区内部灯光强度差异的可区分性为了分析EANTLI对城市潜在饱和区内灯光强度差异的区分效果，选择了中国夜间灯光强度饱和最为严重的三个城市——北京、上海、广州进行分析。首先，按照Zhang[35]提出的方法计算2006年中国区域的VANUI，按照文中3.2给出的方法计算2006年中国区域的EANTLI，并进行归一化处理使其与VANUI值域范围一致，以便于比较；然后将中国
NTL图、VANUI图、EANTLI图统一投影方式，使其具有相同的投影、栅格大小以及图幅大小，在此基础上分别截取出三大城市的2006年的NTL图、VANUI图、EANTLI图；再用NTL图提取潜在饱和区的矢量图，将其叠置于NTL图、VANUI图、EANTLI图上；最后利用相同年份的高分辨率影像作为参考，比较分析EANTLI指数与VANUI指数对于饱和区内灯光强度差异的增强效果，结果如图1~图3所示。
3.3.2EANTLI指数、VANUI指数与辐射定标数据的相似性分析由于辐射定标数据RCNTL是学界比较认可的可以较好地去除了饱和的数据，为了评价EANTLI指数修正饱和的能力，采用与辐射定标数据进行相关分析的方法，并与VANUI-RCNTL相关分析的结果进行对比。考虑进行相关分析的样本点最好包含饱和区与非饱和区，且具有一定的代表性和可靠性，在三个城市群（京津唐城市群；长三角城市群；珠三角城市群，包括广州，深圳，佛山）内任选了30条穿过潜在饱和区的横截线，依次编号为1~30，顺次读取每一条横断线上各像元的EANTLI值、VANUI值和RCNTL值，分别将VANUI、EANTLI与RCNTL进行回归分析，计算判定系数R2。最后，从30条横截线中任选出三条分别跨越三大城市群潜在饱和区的横断线，将横截线上VANUI、EANTLI与RCNTL的回归结果绘制于图4，将判定系数随样本的变化关系绘制于图5中。
“辐射定3.3.3比较EANTLI、VANUI估算电能消耗的效果根据Elvidge[31]的研究结果：
图1北京地区归一化NTL图、VANUI图、EANTLI图
(图中最大的多边形矢量为潜在饱和区，潜在饱和区内各地块分别为：a.东小口森林公园，b.城中村聚落，
c.首都国际机场，d.经济中心区域，e.天坛公园，f.通州区中心城区)
Fig.1ComparisonofnormalizedNTL,EANTLIandVANUIforBeijing
(LandfeaturesinsidethePSAincludetheDongxiaokouForestPark(a),urbanvillages(b),BeijingCapitalInternational
Airport(c),Economiccenter(d),TiantanPark(e)andthecentralurbanareaofTongzhouDistrict(f))
室内照明直接眩光控制
（灯具亮度限制曲线法）
在我们进行室内照明设计时，预防眩光是一个很重要的任务。室内眩光主要有两类：直接眩光和反射眩光。直接眩光是由灯或灯具过高的亮度直接进入视野造成的。反射眩光是指由视野中的光泽表面反射所产生的眩光。我们预防直接眩光，其实就是限制视野内灯或灯具的亮度。我国《民用建筑照明设计标准》（GBJ 133-90）采用CIE推荐的灯具亮度限制曲线，作为评价一般室内照明灯具直接眩光的标准和方法。本文就灯具亮度限制曲线法做一简单的介绍。
一、 室内直接眩光的产生
如上图所示，当人们坐在室内保持平视（视线水平）时，图中眩光角所示方向内的光线是引起直接眩光的主要原因。所以控制直接眩光就是控制此方向内光线的强度，也就是限制灯具45°＜γ＜85°范围内的亮度。
注：
γ是灯具与眩光评价视点（即人眼睛）的连线和灯具下垂线的夹角。
hs是灯具至评价视点(眼睛)的垂直距离。
a是灯具至评价视点(眼睛)的水平距离。
tgγ=a/hs
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