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非洲生态环境变化是20世纪70年代初以来全球生态环境研究的热点,赤道北部非洲与萨赫勒地区北部连接撒哈拉沙漠南部毗邻赤道,是典型南-北向生态-气候过渡地带,具有生态环境脆弱性和对人类活动影响的敏感性。近几十年来,随着人口激增、城镇化加剧,人类活动对该地区荒漠化等生态环境影响愈加强烈。人类活动的加压俨然已成为该地区土地覆盖类型频繁变化的关键驱动因素之一。因此人类活动时空变化研究对该地区生态环境发展与资源管理具有重要意义。然而限于数据与技术,目前研究尚未对赤道北部非洲与萨赫勒地区相关人类活动信息进行系统探究。近年来发展的夜光遥感数据作为人类活动强度空间分布的有效表征,常被用以进行人类活动变化时空变化分析。夜光遥感卫星在夜晚收集记录可见光近红外电磁波信息,这些信息大部分由地表人类活动有关光源（以城镇夜间照明设施为主）发射。夜光亮度直接宏观反映人类活动强度,映射社会经济发展情况。目前主流的夜光遥感数据主要为国防气象卫星计划（The Defense Meteorological Satellite Program,DMSP）系列卫星线性扫描仪（Operational Linescan System,OLS）夜光遥感数据和国家极地轨道（National Polar-orbiting Partnership,NPP）卫星可见光近红外成像辐射计（Visible Infrared Imaging Radiometer Suite,VIIRS）夜光影像数据。这些数据为赤道北部非洲与萨赫勒地区人类活动变化研究提供了基础。但在利用这两种卫星数据对赤道北部非洲与萨赫勒地区的人类活动信息进行长时间范围的时空变化分析时,面临四个关键问题:一是数据时间序列间断性。DMSP-OLS稳定光夜光遥感数据是现存时间序列最长的夜光遥感数据集,但于2013年不再更新发布并由新一代的NPP-VIIRS夜光遥感数据代替。两组卫星数据的空间分辨率、辐射分辨率等观测基础信息差异巨大,无法将不同年份的观测结果直接联系进行长时间序列分析。二是DMSP-OLS夜光影像时间序列数据间不可比较性。DMSP-OLS夜光影像由多年多个DMSP系列卫星收集记录,传感器系统差异显著,随时间衰退明显,导致历年由不同卫星收集的数据之间存在不一致性,无法进行时间尺度上的相互比较。三是NPP-VIIRS数据在研究区缺少有效的年际夜光影像。目前NPP-VIIRS年际夜光数据有限,且在反映规模较小的居民地人类活动强度方面表现欠佳（尤其在非洲）。四是如何利用多源遥感数据对赤道北部非洲与萨赫勒地区进行人类活动变化探究。基于以上四个关键问题,概括本研究目标和主要内容:以赤道北部非洲与萨赫勒地区为研究区域,基于DMSP-OLS夜光遥感数据和NPP-VIIRS夜光遥感数据等多源多时相卫星遥感观测数据以及地理信息数据,构建1992年至2019年长时间序列夜光遥感影像数据集,深入分析人类活动信息在时间尺度和空间尺度上的发展范围和强度变化格局。具体地说:第一,本研究提出了针对赤道北部非洲与萨赫勒地区的DMSP-OLS年际稳定光夜光数据相对校正方法以解决DMSP-OLS多颗卫星间数据不一致性问题。结果显示该方法有效消除了卫星传感器差异和衰退引起的DMSP-OLS时间序列影像值随机剧烈波动,使校正后的DMSP-OLS稳定光夜光影像时间序列上具有连续性和稳定性。第二,本研究提出了斑块过滤方法（patches filtering method-PFM）以提高NPP-VIIRS月平均夜光数据质量,进一步合成得到2013年至2019年的NPP-VIIRS年际夜光遥感影像。结果表明所提出的PFM方法可以有效分离NPP-VIIRS月平均夜光影像中的稳定光源夜光信号和生物量燃烧相关夜光信号;新生成的年平均夜光影像可以捕捉到更多受不稳定电力供应影响的小型镇落的夜光信息。第三,本研究提出了中值校正方法,在经前述相对校正的DMSP-OLS稳定光夜光遥感数据和利用斑块过滤法新生成的NPP-VIIRS年平均夜光遥感数据的基础上,建立了DMSP-OLS夜光遥感数据DN值和NPP-VIIRS夜光遥感数据辐亮度对应关系,对1992年至2013年的DMSP-OLS稳定光夜光遥感影像数据进行辐亮度校正,并通过模拟合成2013年以后的DMSP-OLS稳定光数据以扩展现有时间序列长度,构建了赤道北部非洲与萨赫勒地区近三十年的长时间序列夜光辐亮度遥感数据集。研究表明,所提出的中值校正方法是有效的。辐亮度校正后得到的DMSP-OLS辐亮度数据与模拟合成的DMSP-OLS辐亮度数据具有高度空间相似性。生成的长时间序列DMSP-OLS稳定光夜光遥感影像数据集在1992年至2019年间具有连续性以及时间序列一致性。第四,实现赤道北部非洲与萨赫勒地区人类活动强度时空变化分析。借助地理学相关时空分析方法和夜光遥感相关指标分析方法对赤道北部非洲与萨赫勒地区进行了1992年至2019年间人类活动变化的时空变化格局探究。研究表明赤道北部非洲与萨赫勒地区在研究时段内:（1）研究时段内人类活动强度具有增强趋势;（2）城镇化效果显著,且城镇化发展模式以城市扩张为主,既有城建区发展为辅;（3）国家尺度城镇化水平空间分布差异明显,北部地区萨赫勒地区国家城镇化水平较低于南部沿海地区。（4）一些国家尽管在城镇化水平上相对其它国家有所落后,但鉴于近年来社会经济发展速率高,仍具发展空间和潜力。（5）尼日利亚南海岸油气田集中地区夜光明显减弱。