基于夜光遥感影像的珠江三角洲空间演变分析

童一峰，王翠平

（集美大学港口与海岸工程学院，福建 厦门 361021）

0 引言

广东省中南部的珠江三角洲在全国经济社会发展中具有突出的带动作用和举足轻重的战略地位，是中国人口集聚最多和综合实力最强的城市群，具有“南海明珠”之称。了解该地区的经济发展状况有利于全国经济战略部署。夜光遥感影像通过记录夜间地表灯光强度信息被广泛应用于城市化研究和区域经济参数估算，能够客观反映社会经济的时空变化趋势，对分析珠江三角洲地区的经济发展具有重要意义。

1 珠江三角洲夜光遥感数据

美国国防气象卫星（DMSP）搭载的业务型线性扫描传感器（OLS），该传感器能够在夜间侦测到地表的微弱近红外辐射，从而捕捉到城市的夜间灯光和火光，甚至可以探测到车流发出的低强度灯光，是目前夜光遥感的主要数据源。本文所用的2000—2020 年夜间灯光遥感数据来源于DMSP/OLS，我们对20 年中国区域年平均夜光数据进行相对辐射定标、掩膜处理与重分类，通过裁剪得出珠江三角洲区域的20 幅时序夜光遥感影像。从20 幅时序夜光遥感影记录的灯光遥感数据可以看出，夜光遥感总量由2000 年的422536.51 上升至2020 年的1484608.27，同比增长了约250%。从空间分布来看，2000 年夜间灯光集中地区在澳门、广东和深圳，而2020 年集中地区在以澳门、广东和深圳为中心的同时，逐步向四周扩散发展，汕头和潮州等地区夜光遥感数量有了较大的提升[1]。

2 研究方法

夜间灯光遥感影像反映的是全球稳定光源的灯光强度。数据报表导出2000—2020 年全国各省市的城市夜光总和，通过Excel 进行数据筛选与合并，计算每年各个省市的夜光总和变化率（变化率=该年的夜光总和/上一年的夜光总和）。夜光增长规模差异性可通过夜光总量与夜光增长率（light growth rate，LGR）两个指标来表示，如式（1）所示。

位序-规模法则是一个城市的规模和该城市在本国所有城市中按照人口规模排序的位序，能够反映城市规模发展情况，体现城市分布的集中或分散程度，从而反映了城市内外部的差异性。人均夜光的夜光发展指数=该地区夜光总数/该地区人口总数，其结果越大说明各地夜光数据与人口数量的水平差距比例越大[2]。

3 结果分析

本文使用获取的2000—2020 年内珠江三角洲地区的GDP 值以及夜光遥感总量，分析两者变化趋势的关系，得到两者的两两相关性，并分析由2008 年开始的经济危机带来的珠江三角洲经济转型。2016—2020 年珠江三角洲地区GDP 发展状况如图1 所示，珠江三角洲夜光总和在全国的占比如图2 所示。

图1 2016—2020 年珠江三角洲地区GDP 发展状况

图2 珠江三角洲夜光总和在全国占比

长期以来，GDP 是以行政单元为基础的统计数据，缺乏对应的空间位置信息。鉴于夜间遥感数据具有刻画城市夜间活力方面的特性，我们开展了夜光数据和GDP 数据的相关性研究分析，旨在实现GDP 数据的空间化，为更加精细的区域发展研究提供理论支撑[3]。珠江三角洲地区的夜间遥感数据和GDP 数据的皮尔逊相关性和斯皮尔曼相关性分析结果如表1、表2 所示。

表1 夜光数据和GDP 相关性分析（皮尔逊相关性）

表2 夜光数据和GDP 相关性分析（斯皮尔曼相关性）

由表中协方差，相关系数可以看出，珠江三角洲地区的夜光总和数据与该地区的GDP 数值具有一定的正相关性。

珠江三角洲夜光总和数据和GDP 数值，20 年时间内分别增长了251%与896.01%，如图3 所示。由图3可以看出，尽管2008—2013 年GDP 呈现上升趋势，但图4 显示夜光数据总和在2008—2010 年逐步下降，2010—2013 年出现了异常波动，而在2014 年后面又逐步趋于稳定；夜光总和的变化率也可发现同样的状况如图5 所示[4]。

图3 夜光遥感数据和GDP 数据的增长率

图4 2000—2020 年珠江三角洲夜光总和情况

图5 2000—2020 珠江三角洲夜光总和变化率

珠江三角洲地区主要是劳动力导向的外向型经济，借助国内廉价劳动力，通过外资引入并将产品远销全球各地，为我国在国际产业链的循环中获得一席之地。在2008 年全球经济危机中，珠江三角洲模式运行非常困难，从而导致了2008—2010 年该地区经济的负增长[5]。

在经济危机的压力下，珠江三角洲地区诸多企业选择转型升级。图6 为三大产业占比情况，从2010 年开始，第二产业占地区生产总值的比重开始下降，第三产业所占比重逐渐上升，而2013 年达到48.45%。

图6 珠江三角洲地区三大产业占比情况

4 珠江三角洲内部区域发展不平衡

珠江三角洲地区城市可分为三部分，即东岸、西岸和内陆中心区。东岸为香港、深圳、东莞以及惠州，西岸包括澳门、珠海、中山和江门，而中心区为广州、佛山和肇庆。

图7 和图8 为珠三角地区人均夜光的夜光发展指数NLDI 的时序变化和空间分布图。NLDI 值较小的为经济高度发达的区域，如广州、深圳和汕头，而NLDI 值较大的为经济发展水平较差的区域，主要分布在周边山丘陵地带，如韶关、清远、河源等地[6]。由图8 可以看出，珠江三角洲地区整体NLDI 呈逐年递减的趋势，2008 年到2016 年期间从0.93 降低到0.86。深圳市、珠海市以及汕头市的NLDI 值较低，约为0.30，6 年变化浮动为0.04；而河源市、阳江市、韶关市的NLDI 较高，约为2.00，6 年变化浮动为0.1。

图7 珠江三角洲区域2008—2016 年NLDI 变化情况

图8 珠江三角洲区域各城市NLDI 情况

基于2008—2016 年珠江三角洲各市的NLDI 值呈现负增长可以看出，珠江三角洲内部区域发展不平衡在逐渐渐弱，珠江三角洲内各地夜光数据与人口数量的水平差距比例正在逐步缩小，各城市之间逐步走向平衡趋势[7]。

5 结语

珠江三角洲作为我国重点打造的国家城市群，其经济实力一直在稳定的上升。本文借助2000—2020 年间的夜光遥感影像，采用位序-规模法则分析了珠江三角洲地区经济发展状况以及经济危机带来的经济转型。论文基于NLDI 的时空数据指出了珠江三角洲地区各城市内部的不平衡性在逐渐减弱，中心区和东岸反哺西岸的趋势已经较为明显，借助广深的优势，中心区的佛山和东岸的东莞，经济已经逐步上升，但中心区的肇庆和东岸的惠州相对而言经济发展水平依旧较低。