1992–2015年人为夜间灯光的时空网络演化

夜间灯光的卫星成像提供了从1992年至今的照明开发全球记录。并非所有聚落都能通过夜间灯光被探测到，但人口快速增长的大多数所居住的连续建成环境通常可以被探测到。将连续场分割为离散的空间连续像素子集，产生一个空间网络，其中每个连续段代表一个不同的网络组分。将照明开发的连续体表示为具有不同空间连通性的空间网络，使得幂律网络结构的生成条件能够在空间背景下应用，从而为聚落和其他土地覆盖类型中观察到的类似标度提供一般性解释。本研究引入一种新颖的方法，结合互补的卫星衍生夜间灯光观测源，以量化1992年至2015年照明开发全球空间网络结构的演化。网络组分的面积-周长分布显示出多重分形标度，较大组分变得日益曲折。网络组分的等级-规模分布是线性的，并很好地由幂律描述，对于所有27个地理、年份和连通度子集，其指数在-1的0.08范围内——表明稳健的标度性质。网络组分内亮度的面积分布显示出从较小组分的连续低偏态到较大组分的非连续、近乎均匀的亮度分布的突变，表明尽管尺寸和形状连续，网络结构发生了根本性变化。这些结果表明，对于行政定义的城区人口观测不一致的城市规模标度，对于物理定义的聚落网络面积更为一致，并且可以更简单地由空间网络增长过程解释。