夜光地图看世界

科技工作者之家 2019-03-31


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日前,“珞珈一号01星”夜光遥感全国一张图发布,并面向各行业用户提供免费的数据服务,这是之前一系列研究不断深化拓展的结果。据媒体报道,该分布图利用了2018年6月至12月拍摄的全国范围内卫星影像,幅宽250公里、共有275景,并基于地面控制点生产制作,拥有130米分辨率和195米定位精度。而130米的分辨率意味着清晰识别道路和街区的技术可靠性,也优于美国国防气象卫星DMSP(Defense Meteorological Satellite Program)OLS传感器2.7公里的分辨率和国家索米极轨环境卫星系统预备计划(Suomi NPP,National Polar-orbiting Partnership)卫星搭载的可见红外成像辐射仪(VIIRS)740米分辨率,而后者正是早些年美国国家航空航天局(NASA)发布全球的夜光地图所依据的卫星影像数据。

夜光地图的出现,预示着遥感测绘从地表监测向社会经济发展监测服务的跨越,成为各种城市排行榜单的无法忽视的重要参考指标。一幅透露地球入夜的城市灯火分布密码的地图,对评估过去几年各国的城镇化发展程度可谓一目了然,甚至有些“简单粗暴”。通过夜光地图,我们更加坚信世界城市群、超级大城市的优势地位无可撼动,比如五大湖区璀璨依旧,当然,中国、印度等发展中国家表现也很抢眼,但蔓延的光污染已经成为了全球病;至于朝鲜半岛以东洋面上密密麻麻的“光诱围捕”的渔船灯,定会增加读图者和老饕们的谈资。

在这些耀眼的光芒背后,是地图制图团队必须迈过的坎。如何采用新的软件、算法和指标,如何从数据中快速地挑选最清晰的影像,如何处理自然光源等干扰项,都是科学家们需要一一解决的问题。在剔除掉月相、植被、云层、气溶胶层(通俗地称之为“雾霾”)、冰雪反射,甚至是极光的影响后,夜光地图的数据源更加具有科学而公平的说服力,关掉美颜、滤镜的夜光地图才能真实地反映城市的自发光。

回溯160多年前,煤油灯日渐流行,而煤油是洛克菲勒家族的命根子。为了推广普及,国外石油公司不惜以免费使用或买油赠灯的方式打开中国的市场。如今,得益于发电机、电灯所推动的电气时代,人类在光明中提升了生活的品质,城市的灯光、摩天大楼的玻璃幕墙、五彩缤纷的户外广告牌时刻萦绕着我们。也许我们都有这样的体验,飞机降落于入夜的城市前,舷窗外,高楼林立,只能观察到夜行的车在延伸远方的高速路网行进,虽然有动,但是无声,这种律动是难觅的、没有喧嚣的城市另一面,虽然时间很短,但是值得留存。

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基于国家公共卫生及环境研究院(RIVM)提供的卫星地图进行设计,2015年10月12日,荷兰发行了夜光地图邮票,浓缩了荷兰人的独特创意以及蕴含其中的功能主义、理性主义。有一句名言,上帝创造了世界,但荷兰人创造了荷兰。这里充满了与自然搏斗的痕迹,从13世纪即开始围海造田,增加土地面积约6000平方公里。至今,荷兰24%的国土面积低于海平面,1/3的面积仅高出海平面1米。2018年,荷兰4.15万平方公里的土地上已经容纳了1726万人口,是世界上人口较为稠密的国家之一。在由10枚邮票构成的小全张内,白色的细线勾勒出国家大陆、海岸线和岛屿轮廓,浅黄色的细线代表着跨海大桥以及公路,它们连接起国家各大城镇以及那些铁路枢纽、水运中心。位于荷兰中西部的任仕达地区(Randstad)是阿姆斯特丹、鹿特丹、海牙、乌特勒支四大城市围成的都市圈,在邮票上,它们散发出金箔般的诱人光泽,与深蓝色背景形成鲜明对比。

邮票设计人是1979年出生的艺术家兼设计师达安·罗斯加德(Daan Roosegaarde)。邮票发行一年后,这名前卫的艺术家在北京798艺术区向人们展示了世界最大的“雾霾净化塔”(Smog Free Tower),引发舆论关注,并借此机会宣扬环保的理念。

灯光照亮回家的路。荷兰邮政建议荷兰人从10枚邮票中找出带有故乡的那枚,作为邮资寄出去,因为它记录和描绘着“你的荷兰”。在我们身边那些城市化棚户区改造进程中,一些光斑暗下去之后,伴随着更加集约利用、改善人居的案例涅槃重生,很快将会恢复光明。然而,历经战争涂炭后,有一些光斑却将永远消失,无需赘述伊拉克、叙利亚的城市到底发生了什么,因为国际新闻已经在过去多年一天不落地呈现。尽管公元9世纪的巴格达,已有使用煤油灯的历史记录。唯一值得欣慰的是,在伊拉克的卫星夜光地图上,那些油井自带光晕,仿佛像金箍棒画出来的圈一样刀枪不入,而越来越多的灯光证据表明,极端组织(ISIS)的丧钟正在敲响——谁都无法阻挡人类文明、经济复苏和城市重建的步伐。

作者:重庆市规划和自然资源局   付强

来源:中国测绘学会(版权归原作者及刊载媒体所有)

来源:geomaticser 慧天地

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