基于DMSP/OLS的重庆市夜间灯光与旅游统计数据相关性分析

摘要：时重庆市直辖以来的1997年、2002年、2007年、2012年的DMSP/OLS夜间灯光数据、有关旅游数据进行相关性研究，研究间隔周期为5年，结合使用GIS、SPSS软件进行了数据分析处理。研究结果表明：相关系数为0.99，说明重庆夜间灯光指数与有关旅游数据呈高度及显著的相关性，估算得到的旅游数据密度能够从一定层面反映重庆旅游发展状况的宏观分布现状，可为重庆市作出后期的旅游发展空间分布、相关决策等提供一定的参考。

关键词：空间化模拟;GIS;旅游统计数据;重庆;夜间灯光数据

中图分类号：K901 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）03-0197-04

1 引言

业界学者在一系列地理学研究、使用过程中发现：若对传统的社会经济数据直接加以利用会存在一些问题，例如，一定空间范围中的数据结构或多或少存在差异、空间单元可能会出现不匹配以及在空间单元中不同数据出现均一化等，对传统的社会经济数据进行一定的空间化是使得相关科学研究结果更为精确的势在必行之策。

在阅读、整理相关文献后发现，现今对GDP数据、人口数据空间化是对国内外社会经济数据进行空间化的两大主要研究方向，现有的其他方面的社会经济数据区域空间化研究成果尚少[1]。但随着经济的发展，国民可支配收入的比例不断增加，旅游活动在国民经济及人民的日常生活中扮演着愈来愈重要的角色，因而对于旅游数据的研究也具有重要的价值和意义。

旅游密度是指在某一地區范围内，旅游业的发展对于其在社会经济生活等方面的影响程度或旅游在此区域内社会经济发展的一项地位指标，反映的是该地区的旅游发展水平，主要可分为3个方面：旅游人口密度;旅游空间密度;旅游经济密度。可根据旅游密度的计算结果分析出旅游目的地的旅游业发展状况与该区域内的旅游资源类型、社会经济发展状况等的相互影响的一般规律，从而检验某地区范围内的旅游业发展水平是否与当地的资源、社会经济的实际承载能力相匹配[2]。

在国民经济中，旅游收入占有越来越重要的地位，各级政府和旅游相关管理部门都在积极挖掘当地独具特色的自然、人文旅游资源发展当地的旅游业，从而增加当地的旅游收入，建立一定的旅游品牌效应[3]。不同旅游目的地自身拥有的旅游资源数量及质量、现有的经济发展水平、所处的区位条件、已有的交通条件等存在着不同程度的差异，因此区域内的旅游发展的空间非均衡性现象较为常见，若仅靠某个单一的旅游数据很难较为准确地判定某地旅游业发展的水平、发展趋势，和其中影响较大的因素，因而选取了重庆市1997年-2012年的代表着旅游收入和游客接待量几个相关性要素，利用SPSS软件，将上述要素分别与对应年份的夜间灯光指数进行相关性分析，旨在找出其中影响较大的要素，从而对当地旅游状况作一定分析，为将来的旅游发展提供一些可供参考的方向和依据。

对旅游相关数据进行空间化处理，可更为正确地认识在某区域内旅游业与经济发展的相互作用，更加立体化地明确区域范围内拥有的优劣势旅游资源，可一定程度地优化区域内旅游产业现有的空间布局，对于制订区域内的旅游经济差异调控政策、未来的营销策略方向等具有较为重要的理论、实践价值[4]。

2 数据来源

2.1 夜间灯光数据

采用美国国家地球物理数据中心的1997～2012年的重庆DMSP/OLS夜间灯光数据，该系列具有如下优势：①一般而言，DMSP/ OLS影像分辨率保持在1KM左右，影像的数据量通常不及TM数据的1%，影响数据空间占有量非常小;②包含了交通及居民分布等信息，而这些信息往往较大程度地反映某个地区人口、城市等要素的分布情况及经济的发展状况[5]。目前，现有的DMSP/OLS夜间灯光数据共34幅影像，记录年份为1992-2013年，由6个卫星传感器所得，根据研究的时间范围和内容，数据选取的具体情况如表1所示，根据研究区范围选用适用于中国的兰伯特投影坐标进行转换DMSP/OLS的数据坐标[6]。在ARMS软件中，裁剪重庆市行政范围的夜间灯光数据，进行相应的空间分析，进而得到重庆市1997～2012年的DMSP/OLS夜间灯光数据集，并以1km×1km作为分辨率标准，将各数据图重采样。

2.2 相关旅游数据

包括重庆市1997～2012年的旅游总收入、国内旅游收入、旅游外汇收入、人境旅游接待量、国内旅游接待量，上述数据查阅的相关文献包括《中国区域经济统计年鉴》、《重庆市国民经济和社会发展统计公报》、《重庆市统计年鉴》等。

3 数据预处理

3.1 DMSP/OLS影像矫正数据自矫正

不同卫星的传感器性能存在不同程度的差别，而DMSP/OLS夜间灯光数据不止由一颗卫星获取，加之传感器本身存在随着时间的推移会出现新陈代谢，导致其探测性能也随之出现不断衰退，因而不同卫星获取数据的可比性难度较大[7]。文中将上一年度的DN像元值保存在下一年度之内，在ARMS的空间分析中将其中的非稳定DN像元剔除，再对DMSP/OLS数据进行辐射定标。所有夜间灯光数据中，累积灯光强度最高的是F162007期，因此将其作为参考的标定数据，建立空间自矫正的回归模型为公式（1）。

DNC=a×DN2+b×DN+c（1）

式（1）中DNC为矫正后的DN值，DN为矫正前的DN值，a、b、c为矫正参数[8]。

3.2 旅游总收入

按照当年平均利率将旅游外汇收入进行换算，换算之后的为旅游外汇与国内收入之和为当年的旅游总收入。

3.3 建立重庆市各区灯光指数

将重庆市夜间灯光指数与以区县为研究单位的行政矢量边界进行叠加，再进行相关分析[9]，以此计算出重庆市每个区域部分的灯光指数总量DN值，即：

DN=DN_i×N_i（2）

式（2）中：DN取值为0-63，为某区域内第i级像元的灰度值;Ni为区域内该灰度像元总数。

4 重庆市旅游统计数据空间化过程及相关结果分析

4.1 建模过程

本文以重庆区县矢量行政边界为基础，以区县为研究单元，旅游数据空间化建模过程如图1[10]。

首先将灯光数据二值化，获得灯光强度值、灯光面积值，再加入重庆市行政矢量数据裁剪计算出重庆市的夜间灯光指数，最后在SPSS中将重庆市灯光数据与旅游统计数据进行相关性分析。

4.2 相关性分析

利用SPSS软件分析重庆市1997—2012年灯光指数与相关旅游数据之间的相关性，得到各指标相关系数R[11]。相关性分析结果如表2。由上表可知：相关性r均大于0.8，显著性sig均小于0.05，说明夜间灯光指数与上述旅游数据都呈高度、显著性相关[12]。

由图2～图5可知：从夜间灯光分布的区域而言，灯光面积和灯光强度最大的是主城九区，随着时间的往后推移，各区域的灯光面积和灯光强度逐渐增加。1997年，夜间灯光面积主要分布在主城九区和渝西片区，渝東北的万州等地有少量较强的灯光，渝东南几乎没有明显的灯光分布;2002年，在1997年的基础之上，渝东北地区和渝南地区从零星分布的点状灯光发展为分别有一条明显线状分布的灯光带，2007年，这种现状分布的灯光的数量又有所增加，至2012年，重庆几乎每个区域都有较为明显的夜间灯光分布。随着时间的往后推移，重庆市夜间灯光的总量是在不断增加，这与1997年成为直辖市之后在国家政策的支持下，重庆市社会经济的快速发展是密不可分的，经济水平的提高又带动二、三产业的发展，使得重庆的对外吸引力不断增大，因此慕名而来旅游的人数也不断增加，旅游收入在总收入中的地位越来越凸显。

4.3 建立回归模型

在得出上述相关性结果之后利用SPSS软件进行回归分析，建立回归模型，结果如表3～5。

由上述结果可知Sig>0.05，因此，虽然夜间灯光指数和相关旅游数据呈高度及显著相关，也可建立相关的回归模型，由于究竟哪一片新增加的夜间灯光是因为旅游的发展而直接带动影响的问题较为复杂，仅靠单纯的数据处理分析而来的结果必然会和实际结果有所偏差，因此，在此基础之上建立的回归模型的统计学意义仍需进一步斟酌讨论。

参考文献：

[1]杨小唤，江东，王乃斌，等.人口数据空间化的处理方法[J].地理学报，2002，57（增刊）：70～75.

[2]江东，杨小唤，王乃斌.基于RS GIS的人口空间分布研究[J].地球科学进展，2002，17（5）：734～738.

[3]了吵宝，李泽辉.基于人口分布与土地利用关系的人口数据空间化研究——以西藏自治区为例[J].自然资源学报，2003，18（6）：659～665.

[4]卓莉，陈晋，史培军，等.基于夜间灯光数据的中国人口密度模拟[J].地理学报，2005，60（2）：266～276.

[5]李飞，张树文，杨久春，等.社会经济数据空间化研究进展[J].地理与地理信息科学，2014，30（4）：102～107.

[6]易玲，熊利亚，杨小唤，等.基于GIS技术的GDP空间化处理方法[J].甘肃学学报，2006，18（2）：54～58.

[7]黄莹，包安明，陈曦，等.新疆天山北坡干早区GDP时空模拟[J].地理科学进展，2009，28（4）：494～502.

[8]杨洋，何春阳，赵媛媛，等.利用DMSP/OLS稳定夜间灯光数据提取城镇信息的分层阈法研究[J].中国图像图形学报，2011，16（4）：666～673.

[9]卓莉，张晓帆，郑璟，等.基于EVI指数的DMSP_OLS夜间灯光数据去饱和方法[J].地理学报，2015，70（8）：1339～1359.

[10]杨眉，王世新，周艺，等.DMSP/OLS夜间灯光数据应用研究综述[J].遥感技术与应用，2011，26（1）：45～51.

[11]王晓慧.基于DMSP/OLS夜间灯光数据的中国近30年城镇扩展研究[D].南京：南京大学，2013.

[12]邹进贵，陈艳华，田径，等.基于Arc GIS的DMSP/OLS夜间灯光影像校正模型的构建[J].测绘地理信息，2014，8（39）：33～37.

收稿日期：2019-12-03

基金项目：重庆市重庆师范大学研究生科研创新项目（编号：CYS18294）

作者简介：李霞（1993-），女，硕士，研究方向为旅游开发与规划。