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本书用于构建城市空间形态的数据主要有以下两个来源：美国国防气象卫星计划（Defense Meteorological Satellite Program）搭载的OLS （Operational Linescan System）传感器所采集的夜间灯光影像数据（以下简称DMS./ OLS灯光数据）和国家极地轨道合作伙伴卫星系统搭载的可见红外成像辐射仪套件（Suomi National Polar－Orbiting Partnership Visible Infrared Imaging Radiometer Suite）所采集的夜间灯光影像数据（以下简称NPP－VIIRS灯光数据）。夜间灯光数据覆盖的时间较长、覆盖区域较广，在区域和全球范围内长期监测人类活动和城市化进程方面发挥了较大作用（Elvidge et al．，2007；Elvidge et al．，2009；Henderson et al．，2012）。本书首先对夜间灯光数据的采集过程和数据属性作简要介绍。
采集DMS./ OLS夜间灯光数据的卫星运行在高度约 830 千米的近极地太阳同步轨道，拍摄范围覆盖东经 180°至西经 180°、北纬 75°至南纬 65°的地球表面。该系列的卫星监测当地时间 20 点到 22 点时段的灯光情况。卫星搭载的OLS传感器起初是为观测全球范围云层状态而设计，因此该传感器在夜间有较强的微光感应能力和较强的光电放大能力，能观测到夜间地球表面低至10 －9 W / cm 2 / sr的微弱光线。这些光线包括城镇、车流的夜间照明灯光以及火光等。对于现代社会而言，所有白天的经济活动都会存续于夜间，因此夜间灯光的强度能反映当地经济活动的强度（徐康宁等，2015）。经济活动越频繁，卫星探测到的夜间灯光会越明亮。
早期DMS./ OLS卫星数据以照片形式发布，直到 1992 年美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）下属美国国家地理数据中心（National Geophysical Data Center，NGDC）佩恩公共政策研究所（Payne Institute for Public Policy）地球观测组织（Earth Observation Group，EOG）对原始数据进行数字建档并发布了电子版本。迄今为止，该组织共发布了 22 年（1992—2013 年）的数据（Baugh et al．，2010；Elvidge et al．，1999；Hsu et． al，2015）
，提供了四类夜间灯光数据产品，包括稳定灯光（ stable lights）、平均可见灯光（ average visible）、无云覆盖灯光（ cloud free coverages）、平均灯光X pct （ average lights X pct）。本书使用的是稳定灯光数据，这也是被现有文献广泛使用的数据。为了使灯光亮度更真实地反映人类生产和消费活动，美国国家地理数据中心已经对原始数据进行了基础处理，包括：①消除云层的影响；②消除背景噪声（短暂灯光、极光、闪电）的影响。该机构还将灯光强度转换为灰度像元，将像元DN值范围确定为 0～63。0 代表完全无亮度，63 代表最大亮度。NGDC提供的数据格式为栅格图像格式，数据精度为 30 角秒
。
最新一代地球观测卫星——联合极地轨道卫星系统（ Joint Pola.－orbiting Satellite System，JPSS）提供了更高品质的NPP －VIIRS灯光数据（Elvidge et al．，2017）
。该卫星运行在极地轨道，拍摄范围为东经 180°至西经 180°，北纬 75°到南纬 75°。相比于OLS传感器，该卫星系统搭载的可见光和红外成像套件（VIIRS）的日夜波段（DNB）对低光成像效果进行了改进。其所采用的广角辐射探测仪增强了探测灵敏度，解决了DMS./OLS灯光数据的饱和问题。
本书所用的 2012—2020 年的NPP －VIIRS夜间灯光数据的年度、月度数据可以在地球观测组织上公开获取。年度和月度数据为合成数据。在发布之前，NPP－VIIRS夜间灯光数据由官方机构进行了校正，因此不同年份之间的数据可以直接进行比较。发布机构进行的处理还包括：①消除日光、月光和云层的影响；②剔除灯光异常值。NPP－VIIRS的数据格式为栅格图像格式，数据精度为 15 角秒
。