VIIRS/DNB夜間燈光月度產品插補方法對比--以北京為例

作者：陳慕琳,蔡紅艷

摘要：新一代VIIRS/DNB(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day/Night Band)夜間燈光數據因其具備更精細的時空分辨率、數據不存在飽和現象、不同年份數據可比性強等優點而迅速代替DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellite Program’s Operational Linescan System)夜間燈光數據成為新的研究熱點。但由于雜散光的污染,VIIRS/DNB夏季數據數值缺失嚴重,致使數據在空間和時間上不連續,因此,插補缺失數據成為后續應用的前提。鑒于此,論文從插補結果異常值、與參照值對比、計算性能三個方面,系統比較了三次樣條插值(樣條)、三次Hermite插值(Hermite)、灰色預測模型(GM)、三次指數平滑法(指數)4種插補方法的適用性,以期為插補VIIRS/DNB夜間燈光數據提供方法選擇的依據。研究結果表明:(1)異常值比較方面,Hermite法未出現異常值,另外3種算法僅出現少量異常值(0.02%~1.34%);(2)與參照值的對比方面,Hermite法與參考值接近程度最高,GM接近程度最低,樣條法和指數法介于兩者中間;(3)算法性能比較方面,4種方法都具備計算簡單、容易編程的特點,但指數法的算法時長是另外3種方法的10倍以上。因此,綜合多方表現,當插補月份前后兩側均有足夠長的原始數據時,插補效果好、計算速度快、不會出現過沖現象的Hermite法最適宜,樣條法次之;當插補月份僅單側有足夠長的數據時,適宜采用指數法(插補效果好、計算速度較慢)或GM(插補效果偏低、計算速度快)進行插補。

發文機構：華中師范大學城市與環境科學學院 中國科學院地理科學與資源研究所資源與環境信息系統國家重點實驗室

關鍵詞：VIIRS/DNB夜間燈光三次樣條插值三次Hermite插值灰色預測模型三次指數平滑VIIRS/DNB nighttime light datacubic spline interpolationcubic Hermite interpolationgray modeltriple exponential smoothing method

分類號： TP368.3[自動化與計算機技術—計算機系統結構][自動化與計算機技術—計算機科學與技術]