基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法及系统，包括：1)获取基础数据：获取人口分布数据和夜间灯光数据；2)统一数据的空间分辨率：使得人口分布数据与夜间灯光数据的分辨率相同；3)计算区域内每个栅格的人均灯光值；4)计算区域内人均灯光变异系数；5)对区域发展不平衡性进行比较和等级划分：计算不同行政单元的人均灯光变异系数，人均灯光变异系数越大代表区域发展越不平衡。本发明专利技术弥补了现有监测区域发展不平衡方法的不足，为及时监测我国不同区域发展不平衡性提供了方法支撑。本发明专利技术可以在各级政府的城乡规划管理和社会经济发展统计业务中进行应用。规划管理和社会经济发展统计业务中进行应用。规划管理和社会经济发展统计业务中进行应用。

【技术实现步骤摘要】
基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法及系统。

技术介绍

[0002][0003]现有的监测和评估区域发展不平衡的方法主要是基于人均GDP、人均收入、人均用电量等社会经济指标计算变异系数、基尼系数、泰尔指数等，进而评估区域发展的不平衡性。这些方法由于依赖传统的政府统计数据，导致对区域不平衡的监测在时间上会滞后1
‑
3年，在空间上难以精确到县级及以下行政单元。
[0004]近年来也有相关技术尝试利用夜间灯光数据监测区域发展不平衡，灯光数据可以精细化地反映区域的综合发展水平，并可以在时间和空间分辨率上弥补统计数据的不足，但这些案例研究均直接采用特定区域内的夜间灯光平均值反映区域发展水平，进而计算区域不平衡水平。这种操作由于未考虑到人口的空间分布，会导致结果失真。比如在一些山区、沙漠戈壁、草原等几乎没有固定的人口分布，如果我们将这些区域与人口密集的城镇进行灯光数值对比，会得到区域不平衡水平极高的结论，这是不符合现实的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种监测更加精确高效的基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，本专利技术的另一个目的是提供一种实施上述方法的基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，具体包括：
[0007]步骤1)获取基础数据：获取人口分布数据和夜间灯光数据；
[0008]步骤2)统一数据的空间分辨率：使得人口分布数据与夜间灯光数据的分辨率相同；
[0009]步骤3)计算区域内每个栅格的人均灯光值：
[0010][0011]其中：pernl
(i，j)
代表第i个区域第j个栅格的人均灯光值，nl
(i，j)
代表第i个区域第j个栅格的灯光值，pop
(i，j)
代表第i个区域第j个栅格的人口数；
[0012]步骤4)计算区域内人均灯光变异系数：
[0013][0014][0015]其中，WCV
i
代表第i个区域的人均灯光变异系数，wpop
(i，j)
代表第i个区域第j个栅
格的人口权重，pop
(i，j)
代表第i个区域第j个栅格的人口数，tpop
i
代表第i个区域的总人口，pernl
i_mean
代表第i个区域的人均灯光值的均值，pernl
(i，j)
代表第i个区域第j个栅格的人均灯光值；
[0016]步骤5)对区域发展不平衡性进行比较和等级划分：根据公式(1)
‑
(3)计算不同行政单元的人均灯光变异系数，人均灯光变异系数越大代表区域发展越不平衡。
[0017]进一步，所述步骤1)中，人口分布数据从Landscan数据库或Worldpop数据库获取，时间分辨率为年，空间分辨率为1km。
[0018]进一步，所述步骤1)中，夜间灯光数据可以从VIIRS数据产品网站获取，时间分辨率为年，空间分辨率为500m。
[0019]进一步，所述步骤1)中，使用ArcGIS软件中的栅格裁剪工具从以获取的基础数据中提取需要的区域数据。
[0020]进一步，将人口分布栅格数据、夜间灯光数据和行政区划矢量数据加载到ArcGIS中，使用栅格裁剪工具，获取行政区范围内的人口分布栅格和夜间灯光栅格数据。
[0021]进一步，所述步骤2)中，使用最邻近内插法对原始夜间灯光数据进行重采样，得到1km分辨率的夜间灯光数据。
[0022]进一步，所述步骤3)中，基于夜间灯光值与GDP之间相关性，通过人均灯光值来反映栅格尺度的经济发展水平。
[0023]进一步，所述步骤4)中，通过所述人均灯光值和栅格人口权重值，来获得所述人均灯光变异系数，作为测度区域发展不平衡的指数。
[0024]进一步，所述步骤5)中，按照人均灯光变异系数大小对不同区域的发展不平衡性进行分级：WCV<0.5非常平衡；0.5≤WCV<0.8较平衡；0.8≤WCV<1.2一般平衡；1.2≤WCV<2不平衡；WCV≥2非常不平衡。
[0025]基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测系统，该系统用于实施上述基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法。
[0026]本专利技术弥补了现有监测区域发展不平衡方法的不足，解决了一些欠发达地区和很多乡镇难以获取经济发展统计数据的难题，为及时监测我国不同区域发展不平衡性提供了方法支撑。本专利技术可以在各级政府的城乡规划管理和社会经济发展统计业务中进行应用。
附图说明
[0027]图1为本专利技术流程示意图；
[0028]图2为实施例中人均夜间灯光栅格图层示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0032]如图1所示，本专利技术一种基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，将人口分布栅格数据与夜间灯光栅格数据结合，并改进了传统的变异系数。本专利技术能够快速获取不同空间尺度、不同区域的发展不平衡水平，且在全球所有国家和地区均可应用。
[0033]本专利技术一种基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，具体步骤包括：
[0034]步骤1)获取基础数据：获取人口分布数据和夜间灯光数据。2012年以来全球的人口分布数据可以从Landscan数据库(https://landscan.ornl.gov/)或Worldpop数据库(https：//hub.worldpop.org/)获取，时间分辨率为年，空间分辨率为1km。2012年以来全球的夜间灯光数据可以从VIIRS数据产品网站(https：//eogdata.mines.edu/products/vnl/)获取，该数据已经进行了去云、去火灾、去异常值等预处理，可以直接使用，时间分辨率为年，空间分辨率为500m。然后根据用户需求，选择相应年份的数据，并使用ArcGIS软件中的栅格裁剪工具从全球数据中提取用户需要的区域。
[0035]步骤2)统一数据的空间分辨率。使用最邻近内插法对步骤1)中获取的夜间灯光数据进行重采样，得到1km分辨率的夜间灯光数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，其特征在于，该方法具体包括：步骤1)获取基础数据：获取人口分布数据和夜间灯光数据；步骤2)统一数据的空间分辨率：使得人口分布数据与夜间灯光数据的分辨率相同；步骤3)计算区域内每个栅格的人均灯光值：其中：pernl
(i,j)
代表第i个区域第j个栅格的人均灯光值，nl
(i,j)
代表第i个区域第j个栅格的灯光值，pop
(i,j)
代表第i个区域第j个栅格的人口数；步骤4)计算区域内人均灯光变异系数：步骤4)计算区域内人均灯光变异系数：其中，WCV
i
代表第i个区域的人均灯光变异系数，wpop
(i,j)
代表第i个区域第j个栅格的人口权重，pop
(i,j)
代表第i个区域第j个栅格的人口数，tpop
i
代表第i个区域的总人口，pernl
i_mean
代表第i个区域的人均灯光值的均值，pernl
(i,j)
代表第i个区域第j个栅格的人均灯光值；步骤5)对区域发展不平衡性进行比较和等级划分：根据公式(1)
‑
(3)计算不同行政单元的人均灯光变异系数，人均灯光变异系数越大代表区域发展越不平衡。2.如权利要求1所述的基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，其特征在于，所述步骤1)中，人口分布数据从Landscan数据库或Worldpop数据库获取，时间分辨率为年，空间分辨率为1km。3.如权利要求1所述的基于人均灯光变异系数的区域发展不平衡监测方法，其特征在于，所述步骤1)中，夜间灯光数据可以从VIIRS数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海猛，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：