基于DMSP-OLS數(shù)據(jù)的中國電力消耗量估算及時(shí)空動(dòng)態(tài)研究.pdf

1、能源消耗直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)增長、CO2排放以及氣候變暖等全球性重大問題，而電力消耗是能源消耗中的重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中發(fā)揮著重要作用。獲取準(zhǔn)確的電力消耗空間數(shù)據(jù)，對(duì)于區(qū)域電力消耗評(píng)估和電力布局至關(guān)重要。然而現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)多以行政區(qū)為基本單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，無法獲得空間信息，且存在更新滯后等不足。高效、快捷、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)不同空間尺度上電力消耗數(shù)據(jù)是亟需解決的問題。
　　本文在對(duì)DMSP/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)的研究中發(fā)現(xiàn)，夜間燈光數(shù)據(jù)

2、因空間分辨率和光譜分辨率較低，隨著夜間燈光亮度的增強(qiáng)，會(huì)出現(xiàn)大量飽和像元和溢出像元。此外，對(duì)比夜間燈光數(shù)據(jù)與MODIS NDVI數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)二者的灰度值在空間上表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系?；诖耍闹刑岢鲆归g燈光降飽和指數(shù)模型。在對(duì)比分析比值、差值、歸一化、土壤調(diào)整和改進(jìn)型5種降飽和指數(shù)的基礎(chǔ)上，選用最佳模型——改進(jìn)型夜間燈光降飽和指數(shù)模型（MDNVI）對(duì)中國大陸區(qū)域夜間燈光進(jìn)行了處理。之后，以中國大陸為研究對(duì)象，以夜間燈光降飽和指數(shù)處理的DMSP

3、/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)、MODIS NDVI產(chǎn)品、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，通過構(gòu)建的電力消耗估算模型，定量估算了2000年～2012年電力消耗量，并借助ESDA及其他計(jì)量地理模型，從不同時(shí)間、空間角度對(duì)省級(jí)、地級(jí)和縣級(jí)單元等尺度的電力消耗量變化趨勢和空間集聚程度進(jìn)行了分析。最后，針對(duì)已有2012年電力消耗估算數(shù)據(jù)，定量界定城市群邊界。
　　本文的研究結(jié)論主要有：
　　1、提出了夜間燈光降飽和指數(shù)模型（NVI

4、）。5種模型分別為比值降飽和指數(shù)模型（RNVI），差值降飽和指數(shù)模型（DNVI），歸一化降飽和指數(shù)模型（NDNVI），土壤調(diào)整夜間燈光植被指數(shù)模型（SANVI）和改進(jìn)型降飽和指數(shù)模型（MDNVI）。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，5種模型都能較好地降低夜間燈光的數(shù)據(jù)飽和和溢出，可較好刻畫真實(shí)夜間燈光區(qū)域；其中MDNVI模型的效果最好。
　　2、計(jì)算獲得了中國電力消耗量的空間分布。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng) N DVI剔除及MDNVI模型處理的夜間燈光數(shù)

5、據(jù)的DN值與統(tǒng)計(jì)的省級(jí)電力消耗量之間存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，通過構(gòu)建電力消耗估算模型，得到中國電力消耗量空間數(shù)據(jù)。經(jīng)MRE誤差檢驗(yàn)以及與相關(guān)研究對(duì)比，證明估算得到的數(shù)據(jù)誤差小，精度高于已有相關(guān)研究。從而快速得到了2000年～2012年的中國電力空間消耗數(shù)據(jù)。
　　3、分析了電力消耗時(shí)空格局及動(dòng)態(tài)演變。整體而言，近13年中國電力消耗量增長快速，中國北方電力消耗增速普遍高于中國南方。重心轉(zhuǎn)移路徑呈現(xiàn)出周期性“逆時(shí)針螺旋式”向西北方向移動(dòng)的

6、趨勢。從縣級(jí)尺度電力消耗變化趨勢的顯著性來看，無明顯變化區(qū)域主要出現(xiàn)在青藏高原，迅猛增長型多數(shù)分布在北上廣和中東部省會(huì)城市。省會(huì)城市電力消耗首位度高且占全省電力消耗比重高，電力消耗與人口密度分布一致。通過省級(jí)—地級(jí)—縣級(jí)的降尺度的電力消耗量級(jí)別分析，發(fā)現(xiàn)隨著級(jí)別降低，區(qū)域內(nèi)部電力消耗差異明顯，不同區(qū)域電力消耗兩極化嚴(yán)重。在ESDA空間相關(guān)分析中，省級(jí)尺度的電力消耗量較大的區(qū)域主要分布在華東和華南。華東和京津電力消耗量居高，屬于“HH”集