25米alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用

1、2.5米alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用孟堅(jiān)定黃萍【摘要】本文就2. 5mal0s衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃管理中的加工處理及應(yīng)用作了簡要概述 和總結(jié)。將al0s 2. 5m全色影像和1 om多光譜影像進(jìn)行融合，使用高精度矢量地形圖和規(guī)劃 編制圖對2. 5m融合影像進(jìn)行幾何精糾正，使衛(wèi)星影像的投影方式與地面平面控制數(shù)據(jù)和dlg 地形圖相一致，為規(guī)劃信息的提取和直觀表達(dá)創(chuàng)造條件，在糾正后融合影像上提取所需的圖 形信息。alos2.5m融合影像所能識別的各類地物信息在各級城市規(guī)劃編制和管理中都得到 了充分有效的利用。特別是與各類規(guī)劃信息如道路、河流、規(guī)劃控制線等信息疊加做成復(fù)合 式規(guī)劃影像專

2、題圖，相比傳統(tǒng)的專題圖更直觀，信息更豐富。本文為城市規(guī)劃管理利用2. 5m 分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)，探討了一條實(shí)用性好、操作性強(qiáng)的新途徑。【關(guān)鍵詞】alos;城市規(guī)劃；專題圖application of alos in urban planningmeng jianding;huang pingabstract: this paper makes a brief overview of application of alos in urban planning. all sorts of information contained in 2.5m fusion images of alos are a

3、pplied effectively in many levels of urban planning. composite image thematic map can be obtained by the superposition of fusion image of alos and sorts of planning information(e.g.road,river, planning six-lane ect).compared to traditional thematic map,the information contained in composite image th

4、ematic map is more abundant and more intuitionistic.thc paper discuss a practicable and maneuverable way in the field of application of 2.5m resolution satellite data in urban planning.key words: alos;urban planning;thematic map1前言城市規(guī)劃(urban planning )研究城市的未來發(fā)展、城市的合理布局和綜合安排城市各項(xiàng)工程建設(shè)的綜合部署，是城市建設(shè)和管理的依據(jù)。

5、近些年來，我國的城市化進(jìn)程越來越快。城市規(guī)劃建設(shè)信息也日益紛繁復(fù)雜。而遙感技 術(shù)可以快速獲取大量空間數(shù)據(jù)、大范圍地提取地表覆蓋信息，直觀準(zhǔn)確地表現(xiàn)城市規(guī)劃信息。 遙感數(shù)據(jù)的宏觀、快速、綜合、多層次、多時相的優(yōu)勢已經(jīng)逐漸成為城市規(guī)劃的重要信息源 之一。alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)作為新一代2. 5m分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)，憑借其優(yōu)良的數(shù)據(jù)質(zhì)量和高性價 比逐漸在各行業(yè)中發(fā)揮出重要作用，同樣在城市規(guī)劃管理中也充分發(fā)揮了其各方面的優(yōu)勢作 用。2 alos衛(wèi)星數(shù)據(jù)介紹alos 衛(wèi)星(advanced land observation satellite)于 2006 年 1 月 24 日在日本南部種 子島航天發(fā)射中心(

6、ntsc)發(fā)射，它是日本國家空間發(fā)展局(nasda)繼1992年2月發(fā)射的地球 資源衛(wèi)星1號仃er 1)和1996年8月發(fā)射的改進(jìn)型地球觀測衛(wèi)星(adeos)之后的又一顆陸地 觀測衛(wèi)星；alos衛(wèi)星光學(xué)傳感器主要提供2. 5m全色數(shù)據(jù)、10m多光譜數(shù)據(jù)(包括藍(lán)、綠、 紅、近紅外共4個波段)和palsar ( l波段雷達(dá)數(shù)據(jù))。alos衛(wèi)星每年至少對全球覆蓋一次, 重點(diǎn)地區(qū)多次覆蓋。3 alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理所需要的資料主要有原始衛(wèi)片數(shù)據(jù)、地面平面控制數(shù)據(jù)和dlg 地形圖。衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理工作主要包括有配準(zhǔn)、融合、糾正、鑲嵌等。配準(zhǔn)融合的目的是將 10m多光譜數(shù)據(jù)的光譜

7、信息疊加在2. 5m全色影像上，使得融合后影像既具有高的空間分辨 率又具有豐富的光譜信息，融合成2. 5m分辨率的多光譜影像；本次糾正方法采用幾何精糾 正，由于本次工作區(qū)域?yàn)槌擎?zhèn)，地勢較平坦，地面高差在1米范圍內(nèi)，因此可省略dem來進(jìn) 行正射糾正，僅用地面平面控制數(shù)據(jù)和嘰g地形圖作為控制資料對影像進(jìn)行了幾何精糾正。 糾正的目的是使衛(wèi)星影像的投影方式與嘰g地形圖相一致，為規(guī)劃信息的提取和直觀表現(xiàn) 創(chuàng)造條件；影像鑲嵌的目的是將工作區(qū)域的所有糾正后影像圖拼接在一起，使之成為一幅反 映工作區(qū)域全貌的完整影像。alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理主要工作流程如圖1。圖1al0s衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理主要工作流程圖3.1影

8、像配準(zhǔn)融合圖像融合可根據(jù)實(shí)際需要在糾正前或糾正后進(jìn)行，本次選擇在糾正前進(jìn)行融合處理。圖 像配準(zhǔn)的精度直接影像圖像融合的效果，如果配準(zhǔn)精度差，融合后的2.5m多光譜影像會出 現(xiàn)重影錯位現(xiàn)象，這會為后面的糾正效果帶來很大的影響。利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型以全色數(shù)據(jù) 為參考選取配準(zhǔn)點(diǎn)，將多光譜數(shù)據(jù)配準(zhǔn)到全色數(shù)據(jù)上，所選配準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量控制影像四周，點(diǎn) 位選擇準(zhǔn)確，一般選擇9個配準(zhǔn)控制點(diǎn)且均勻分布。然后將配準(zhǔn)后的多光譜數(shù)據(jù)和全色數(shù)據(jù) 進(jìn)行融合，得到具有2. 5m分辨率的融合影像。融合影像效果的好壞除與配準(zhǔn)精度有關(guān)外， 融合方法的選擇也至關(guān)重要，本次采用了適合于alos的融合方法brovey方法進(jìn)行融合。3. 2影

9、像糾正影像糾正的精度直接影響后續(xù)從影像上提取規(guī)劃信息的精度。本次影像糾正將地面平面 控制數(shù)據(jù)和dlg地形圖作為糾正的控制資料，從上面資料數(shù)據(jù)中選擇出滿足模型解算要求的 糾正控制點(diǎn)，控制點(diǎn)數(shù)量選定為9-15個點(diǎn)，且將其盡量控制影像四周，均勻分布。同時在 相鄰景影像之間選取3-5個同名地物點(diǎn)，以保證相鄰景影像之間的接邊精度，使得影像鑲 嵌時不會出現(xiàn)錯位（如道路銜接不上）等現(xiàn)象。糾正控制點(diǎn)選取完成后，選用一定的糾正模 型對單景alos融合影像進(jìn)行糾正。3. 3影像鑲嵌單景影像糾正后，經(jīng)檢查點(diǎn)位中誤差滿足精度要求，且進(jìn)行了景間誤差改正后，對工作 區(qū)單景影像進(jìn)行調(diào)色和鑲嵌工作。鑲嵌線走向合理，不切割完整

10、地物。工作區(qū)整體影像色彩 接近天然彩色，顏色均勻一致，景之間無明顯痕跡，反差亮度適中，影像高亮區(qū)與暗調(diào)區(qū)無 信息損失。時相相同或相近的鑲嵌影像紋理、色彩自然過渡；時相差距較大、地物特征差異 明顯的鑲嵌影像，允許存在光譜差異，但同一地塊內(nèi)光譜特征盡量保持一致。本次影像鑲嵌調(diào)色時，采用了 orthovista軟件，orthovista是inpho攝影測量系統(tǒng)（德 國著名航空攝影測量公司inpi10 gmbh生產(chǎn)的航空攝影測量與遙感處理軟件）其中一個模塊, 主要功能是生產(chǎn)正射影像鑲嵌圖。它運(yùn)用特定的圖像處理技術(shù)，自動平差和整合來自任何來 源的正射相片，通過調(diào)整毗鄰圖像間的色度和亮度達(dá)到一種大面積的顏

11、色平衡，生成一個無 縫、顏色平衡且?guī)в凶鴺?biāo)的鑲嵌圖。運(yùn)用0rthovista軟件對糾正后的融合影像鑲嵌后得到 一幅反映工作區(qū)域全貌的色調(diào)均勻且無縫的完整影像，此種方法相對于手工鑲嵌調(diào)色，不僅 節(jié)省了時間，而且接邊處色彩相比于比手工調(diào)色要過渡更自然。4 alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用al0s2. 5m糾正融合影像中所能識別的各類地物信息，大要素如河流、道路、綠化范圍, 小要素如房屋、橋梁等信息，在各級城市規(guī)劃中都發(fā)揮了重要作用。4. 1編制城市宏觀規(guī)劃制定城市宏觀規(guī)劃需要有城市基礎(chǔ)地理輪廓，如道路、河流、綠化范圍等基本信息。 al0s2. 5m糾正融合影像能夠清晰識別此類信息，同時al0

12、s2. 5m正射影像精度可以滿足1： 1 萬的成圖要求巴所以alos數(shù)據(jù)可以作為制定城市宏觀規(guī)劃的主要城市基礎(chǔ)地理信息源。4. 2編制城市總體規(guī)劃從alos2.5m糾正融合影像中可以清晰識別出各水域、綠地、工業(yè)城區(qū)、農(nóng)村居民點(diǎn)等地物，此類信息可作為城市總體規(guī)劃和城鎮(zhèn)體系規(guī)劃的信息源的有效支持（圖2）。圖2 al0s2. 5m糾正后融合影像截圖（1）4. 3編制分區(qū)規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃對于分區(qū)規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃，在不同的規(guī)劃單元空間中，alos2.5m糾正融合影像 能識別提示到最小地物信息，如房屋輪廓、桿塔走向等，這些信息可作為規(guī)劃編制的參考信 息（圖3 ）。圖3 al0s2. 5m糾正后融合

13、影像截圖（2）4. 4繪制選址、用地紅線規(guī)劃審批選址、用地紅線主要有市政道路紅線、用地紅線、建筑紅線等。紅線的選定繪 制通常在1:500的矢量線劃圖上進(jìn)行。但由于此類大比例尺線劃圖更新速度較慢，導(dǎo)致其時 效性差，從而影響規(guī)劃審批工作。而遙感影像具有高效的時效性，因此可采用alos2. 5m糾正 融合影像對1:500線劃圖進(jìn)行更新，提高其時效性，進(jìn)而可以準(zhǔn)確、快速、有效地為規(guī)劃審 批管理服務(wù)。4.5實(shí)施規(guī)劃動態(tài)監(jiān)察城市規(guī)劃監(jiān)察需要對以下兩方面進(jìn)行動態(tài)監(jiān)察：一是未經(jīng)規(guī)劃審批的違規(guī)私搭亂建；二 是已臨時批建的建設(shè)工程未在規(guī)定有效期時報批。利用alos每年至少對全球覆蓋一次的衛(wèi) 星影像數(shù)據(jù)，來進(jìn)行城市

14、的規(guī)劃動態(tài)監(jiān)察。選取不同時相的遙感影像。經(jīng)過與圖1相同的處 理流程，可以從不同時相的遙感影像中找出影像中的建設(shè)變化區(qū)域，對城市違章建筑進(jìn)行糾 察，對違規(guī)用地進(jìn)行動態(tài)監(jiān)管等。4. 6生成復(fù)合影像專題圖alos2. 5m糾正融合影像除了可以作為各類規(guī)劃編制的主要或者補(bǔ)充基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù) 源之外，還可以與多類規(guī)劃信息（如道路、河流、規(guī)劃六線等）疊加作成復(fù)合式影像專題圖, 如城市規(guī)劃市域圖、城市綠化分布圖、城市建成區(qū)用地分布圖等，以影像為背景的專題圖信 息更為豐富，表現(xiàn)力更強(qiáng)，在城市規(guī)劃與管理中更具有指導(dǎo)意義（圖4,圖5）。圖4城市規(guī)劃市域圖截圖圖5綠化分布圖截圖5結(jié)語al0s2. 5m融合影像中，識

15、別的各類地物為城市規(guī)劃管理提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)輔助支撐 作用?？勺R別的最大地物要素如道路、河流、綠化范圍等可以作為城市宏觀規(guī)劃決策的主要 信息源；可識別的一般地物如居民點(diǎn)等可作為各類規(guī)劃編制的補(bǔ)充信息源；可識別的最小地 物如房屋輪廓等可作為規(guī)劃審批的有利參考信息。在專題圖方面，alos遙感影像圖可與cad 規(guī)劃圖疊加形成復(fù)合式影像專題圖，相比cad規(guī)劃圖表現(xiàn)更直觀，信息更豐富?？傊|(zhì)優(yōu)價廉的alos衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃管理中可充分發(fā)揮其作用，不僅豐富了 城市規(guī)劃的信息源，而且極大地降低城市規(guī)劃實(shí)施的周期和成本。本文總結(jié)了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為 今后城市規(guī)劃管理和應(yīng)用方面運(yùn)用2. 5m分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)探討了 一條高效實(shí)用的途徑。參考文獻(xiàn)(references)1高楊，呂寧，薛重生等應(yīng)用rs和gis的城市空間結(jié)構(gòu)動態(tài)變化研究一以浙江省義烏市為 例城市規(guī)劃，2005 ( 9 )： 35-38.2. 何宇華，謝俊奇，劉順喜.alos衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)影像特征分析及其應(yīng)用精度評價.地理與地 理信息科學(xué)，2008 ( 2 ): 23-26.3. 王賓波，汪祖進(jìn).應(yīng)用rs.gis