从夜空中俯瞰中国：灯光解码城市发展
流光溢彩的灯光是城市的妆容和外套，身处其中的人们，会感受到繁华，也许是寂寞。但从遥远的太空，灯光所反映的，是一座城市的繁荣或没落。而本文就以卫星拍摄的夜间灯光数据工具，来探寻近年来国内主要都市圈空间发展演化规律。
用途广泛的“夜光密码”
由于可以较为真实的反映夜间人类活动，夜间灯光数据在地理学、经济学等领域均有较强的应用，如判断城市扩张、探究人口分布等。将同一地区不同时间的夜间灯光数据进行对比，可以反映该区域该时间段的人类活动。中国科学院遥感与数字地球研究所陈甫副研究员团队制作并发布了2012-2017年全球夜光数据集，即“火石”夜光数据集。
“火石”夜光数据集为透视区域发展提供了有力的条件，以其为基础，我们选取2012、2017两个年份的数据，通过比对同一都市圈不同时间的灯光差异，得到都市圈灯光变化指数。这一指数不仅可以反映建成区的扩张收缩状况，也可反映人类活动的强弱变化，值得关注。
以北京都市圈为例，图1显示了2012-2017年间灯光变化情况(红色区域代表灯光变亮区域，蓝色区域代表灯光变暗区域)。
可以明显看到，2014年底开始建设的新机场区域(大兴国际机场，即图中黑色圈标注区域)出现了明显的、连片的灯光变亮区。
图1：2012-2017年北京都市圈灯光亮度变化图
图片来源：华夏幸福产业研究院
扩张最快的“非常规”都市圈
采用上述方式对全国30个都市圈的灯光变化指数进行计算，可以用来对比不同都市圈的发展状况差异。
1、北上广深进入相对平衡发展期
结果显示，2012-2017年，所有都市圈的灯光变化指数都处于净增长，但增长的程度不同，这反映出都市圈发展状况的差异。
其中，以北上广深为代表的高能级都市圈无论是扩张还是收缩表现都不明显，表明这些都市圈已进入到相对平稳的发展时期。
2、新一线城市为核心的都市圈增长分化
而以新一线城市为核心的都市圈出现了增长程度的分化，华中及西南地区的扩张速度整体更为突出，重庆、长沙、武汉、成都等都市圈的变化比例均位居前列。
以二线城市为核心的都市圈扩张速度较快，其中“非(合肥)常(南昌)规(贵阳)”组合占据前三甲，表现出了良好的发展潜力。
30个都市圈灯光变化比例排行
数据处理：华夏幸福产业研究院
扩张的城市圈VS空间重组的辐射圈
放眼都市圈内部，不同能级、不同发展阶段的都市圈，灯光变化指数呈现的空间格局也不尽相同。
1、从灯光看城市圈扩张
整体扩张较慢的都市圈灯光增长集中在城市圈(都市圈三个圈层由内向外依次是核心圈、城市圈、辐射圈)。
以昆明都市圈为例(图2)，2012-2017年，昆明都市圈核心圈灯光亮度几乎没有变化;城市圈是灯光变量的主要区域，且存在多个连片的扩张区域;辐射圈则存在大量的灯光收缩区。
综合三圈层的灯光变化特征可以初步判断，昆明都市圈正在经历了一个由外圈层向内圈层集聚的过程，而新增人口主要集中在城市圈。
图2：2012-2017年昆明都市圈灯光亮度变化图
图片来源：华夏幸福产业研究院
而变化排名靠前的都市圈的灯光增长点遍布城市圈和辐射圈。
以成都和武汉为例(图3)，核心圈灯光指数几乎没有变化;城市圈存在较多连片的灯光指数增长区;辐射圈虽有收缩区的出现，但也存在较多的扩张区，呈现出空间重组的发展规律。
图3-a 2012-2017年成都都市圈灯光亮度变化图
图片来源：华夏幸福产业研究院
图3-b 2012-2017年武汉都市圈灯光亮度变化图
图片来源：华夏幸福产业研究院
2、从灯光看都市圈发展方向异同
此外，从灯光数据着手，我们也能发现一些都市圈发展的规律，从城市圈的灯光变化中可以看出不同都市圈发展方向的异同，以图3的武汉都市圈和成都都市圈为例：
①武汉城市圈扩张区域相对均衡，而成都都市圈由于天府新区近年来的高速发展，向南扩张的现象尤为突出;
②而从辐射圈的灯光变化中，可以看出都市圈外围一些独立发展的区域，如图3中成都都市圈的简阳市西南侧、武汉都市圈嘉鱼县中部;
③图4中上海都市圈的南浔区北侧、南京都市圈的和县东侧等。这些区域的扩张同样显著但尚未与周边形成集聚，具备良好的发展潜力。
图4-a 2012-2017年上海都市圈灯光亮度变化图
图片来源：华夏幸福产业研究院
图4-b 2012-2017年南京都市圈灯光亮度变化图
图片来源：华夏幸福产业研究院
参考资料：
[1] Li X , Li D . Can night-time light images play a role in evaluating the Syrian Crisis?[J]. International Journal of Remote Sensing, 2014, 35(18):6648-6661.
[2]中国科普博览: 5年夜光遥感监测合成，中科院版全球高清夜光数据集来了!
