美國宇航局採用李熙團隊成果製作新一代夜光遙感標準產品

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近期，美國宇航局（NASA）釋出了新一代夜光遙感影像產品（英文：Black Marble；中文翻譯為“黑色大理石”），較之前的產品新增了月合成和年合成的多角度產品。根據NASA的使用者手冊，該產品製作的理論依據源於我校測繪遙感資訊工程國家重點實驗室李熙團隊在2019年的研究發現。

夜光遙感是獲取夜間地表發光的遙感手段，被廣泛應用於社會經濟研究領域，是遙感學科的重要交叉領域。由於夜光遙感影像具有較強的不穩定性，一般利用一段時間（一個月或一年）內平均的夜光亮度作為遙感產品，用來反映社會經濟的發展。

2019年，李熙團隊發表在《Remote Sensing of Environment》的研究論文“Anisotropic characteristic of artificial light at night – Systematic investigation with VIIRS DNB multi-temporal observations”，首次對衛星觀測夜光亮度的角度效應進行了揭示，並提出採用二次多項式量化天頂角-輻亮度的關係。同時，該研究還揭示了在高層建築物區域存在明顯的 “冷熱”點效應，從而推測城市三維形態會影響這種角度效應的具體表現形式。

美國宇航局是全球遙感產品最權威的釋出機構，其釋出的遙感產品是全球變化、環境監測等研究的主要遙感資料來源。由於採用了物理模型對大氣、月光、植被等因素進行了校正，美國宇航局釋出的夜光遙感產品是目前全球唯一的夜光定量遙感產品，能夠精準的反映社會經濟的變化資訊。該遙感產品的初期版本僅提供了所有角度的平均產品，此次增加了近星下點（near-nadir）和側視點（off-nadir）的平均產品，使得夜光遙感產品的類別大為豐富，資料容量增加了兩倍，使使用者可以靈活使用不同型別資料，以滿足具體的科學研究與應用。在黑色大理石產品《使用者手冊》中，NASA說明了此次新一代產品的更新源於李熙團隊的上述發現。“使用者必須知道VIIRS DNB得到的人工光表現了很強的角度效應（Li et al, 2019），該效應影響了（燈光的）提取，特別在城市中心密集區，星下點的亮度顯著性高於側擺角下的亮度…為此，NASA的Black Marble增加了多角度的月合成產品和年合成產品”。

圖1. Black Marble《使用者手冊》指明多角度產品製作來自李熙團隊的發現（見手冊第六頁）

圖2. Black Marble《使用者手冊》提供的夜光多角度產品列表

李熙為測繪遙感資訊工程國家重點實驗室教授，從2012年開始從事夜光遙感研究，夜光遙感應用研究成果曾被聯合國安理會以及國務院辦公廳採納，併發起了我校與聯合國訓練研究所（UNITAR）在地理資訊領域的諒解備忘錄。目前，李熙教授主持的國家重點研發計劃專案“面向可持續發展目標進展評估的夜間燈光遙感關鍵技術及應用示範”從夜光遙感的成像機理出發，在地球觀測組織（Group on Earth Observation）工作計劃下，發展一系列夜光遙感方法來評估聯合國2030可持續發展目標的進展。此次NASA的產品製作體現了李熙團隊對於夜光遙感機理研究的顯著貢獻，也將推動夜光遙感應用的進一步發展。

相關材料的連結：

Black Marble產品使用者手冊《Black Marble User Guide Version 1.2》

https://viirsland.gsfc.nasa.gov/PDF/BlackMarbleUserGuide_v1.2_20210421.pdf

Black Marble產品的主頁

https://viirsland.gsfc.nasa.gov/Products/NASA/BlackMarble.html

李熙團隊的夜光多角度效應論文

Li, X., Ma, R., Zhang, Q., Li, D., Liu, S., He, T., Zhao, L., 2019. Anisotropic characteristic of artificial light at night – Systematic investigation with VIIRS DNB multi-temporal observations. Remote Sensing of Environment. 233, 111357

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425719303761

初審：段鵬麗

複審：宋啟凡

終審：金君

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