遙感信息在城市規(guī)劃中的應用與展望

1、遙感信息在城市規(guī)劃中的應用與展望         06-01-26 13:58:00     作者：汪祖進    編輯：studa9ngns摘要 城市遙感信息是城市的資源之一，本文介紹遙感信息在城市規(guī)劃與管理中已經(jīng)獲得實際成果的應用途徑和現(xiàn)狀，分析了應用實踐中的一些問題，展望了遙感信息在城市規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域的應用前景。 關(guān)鍵詞 遙感；城市規(guī)劃；應用 Abstract: Urban Remote

2、0;Sensing Information is one of the urban resources. This paper describes the methods and situation of application of the Remote Sensing Information in urban planning and 

3、;management, analyses some practical questions, and previews its prospects. Key words: Remote Sensing; urban planning; application       一、引言     遙感技術(shù)（Remote Sensing）是一門建立在空間科學、電子技

4、術(shù)、光學、計算機技術(shù)、信息論等新的技術(shù)科學以及地球科學理論基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù)，為現(xiàn)代前沿科學技術(shù)之一，具有宏觀、動態(tài)、綜合、快速、多層次、多時相的優(yōu)勢。在新技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，遙感技術(shù)伴隨著航空、航天技術(shù)的發(fā)展而不斷提高與完善，服務領(lǐng)域因之而不斷擴展，受到普遍重視，顯示出極其廣泛的應用價值、良好的經(jīng)濟效益和巨大的生命力。 城市遙感信息是城市重要的信息資源之一，遙感技術(shù)在城市規(guī)劃與管理方面的應用目標可以歸納為：快速實現(xiàn)城市范圍國土資源與生態(tài)環(huán)境的多層次、全方位綜合調(diào)查，系統(tǒng)地研究城市資源與環(huán)境的空間分布規(guī)律及其相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，按不同層次、不同內(nèi)容編制系列基礎(chǔ)圖件，客觀、真實、系統(tǒng)地反映

5、城市的建設(shè)成就和存在問題，為制定城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的中長期規(guī)劃、國土資源和生態(tài)環(huán)境的綜合整治規(guī)劃以及城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供科學依據(jù)。       二、遙感資料的制圖應用 1）  航天遙感制圖 所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術(shù)。航天遙感實踐中，針對具體應用需求，選擇不同的傳感器如：成像雷達、多光譜掃描儀等，通過衛(wèi)星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數(shù)據(jù)，利用遙感圖像專業(yè)處理軟件對數(shù)據(jù)進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理，同時，借助應用區(qū)域現(xiàn)有較大比例尺的地形數(shù)據(jù)，對影像數(shù)據(jù)進行投影變換和幾何精糾正，

6、并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應地名信息，進行相應的標注和整飾，制作數(shù)字正射影像圖。 當前，高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了一個前所未有的高度，法國SPOT 5和美國IKNOS、QUICKBIRD衛(wèi)星影像的地面分辨率分別達到2.5m、1m、0.61m，據(jù)估計，在未來兩年內(nèi)，更高分辨率的衛(wèi)星遙感影像將進入商業(yè)運行。這就使得衛(wèi)星遙感技術(shù)突破了僅能進行定性分析的局限，而跨入定性和定量分析的新境界。因此，航天遙感制圖應用也更為活躍，展示出非常好的前景，不僅在國土資源調(diào)查、土地利用監(jiān)測、城市規(guī)劃監(jiān)測、重點風景名勝區(qū)監(jiān)測中有了典型應用，

7、而且，國家863計劃信息獲取與處理技術(shù)主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛(wèi)星影像進行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外，高分辨率衛(wèi)星遙感影像還可提供立體像對，可用于直接生成DEM數(shù)據(jù)，甚至可以進行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。     用于遙感影像處理的專業(yè)軟件如Erdas、PCI、ENVI、Er Mapper等都來自國外，軟件比較成熟，功能較多，并且有些軟件還將衛(wèi)星傳感器的參數(shù)引入影像處理中，以提高精度。近幾年國產(chǎn)化遙感影像處理專業(yè)軟件相繼涌現(xiàn)，如ImageInfo、IRSA等，為遙感影像的廣泛應用提供了具有自主

8、知識產(chǎn)權(quán)的、高性價比的實用工具。     06-01-26 13:58:00     作者：汪祖進    編輯：studa9ngns2）  航空遙感制圖 所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術(shù)。根據(jù)不同的應用目的，選用不同的傳感器：如：航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機等，獲取所需資料包括：航攝像片和掃描數(shù)據(jù)。其制圖應用一般包括兩大方面：（1）攝影測量制圖在測繪領(lǐng)域中，攝影測量學已經(jīng)是一門從理論到實踐都非常成熟的學科

9、。按照陳述彭院士主編的遙感大辭典給出的定義，攝影測量完全符合遙感的廣義定義，與狹義定義雖不夠貼切，但從總體上講，它具有遙感的諸多特征。在我國應用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當長的歷史。目前，1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪，基本上都采用攝影測量方法施測。在城市測量方面，由于要求成圖比例尺較大，過去由于航測儀器及作業(yè)水平的局限一直徘徊于有關(guān)實驗，主要原因是，對于平面精度，只要工序控制完善尚能滿足要求，但高程精度難以滿足城市測量規(guī)范的要求。而近年來，計算機技術(shù)的發(fā)展給攝影測量制圖帶來了新的發(fā)展和變化，不僅在內(nèi)業(yè)測圖儀器上實現(xiàn)由測繪線劃圖到直接測繪數(shù)字地形圖的轉(zhuǎn)化，而且誕生了拋開了傳統(tǒng)

10、的攝影測量儀器設(shè)備，以軟件實現(xiàn)地形數(shù)據(jù)采集與處理的數(shù)字攝影測量技術(shù)，這無疑是攝影測量技術(shù)發(fā)展史上的一次革命。數(shù)字測繪成果既可以通過硬拷貝輸出獲得線劃圖件，又可以借助相關(guān)的編碼技術(shù)及格式轉(zhuǎn)換接口，直接為GIS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在我國測繪工作者的努力下，我國的數(shù)字攝影測量技術(shù)水平站在了世界先進的行列，這是汪祖進    編輯：studa9ngns  四、專題遙感調(diào)查與研究  城市規(guī)劃、建設(shè)和管理是一個長期的過程，是一個包括城市方方面面的系統(tǒng)工程，與城市的歷史、人文、地理環(huán)境以及經(jīng)濟建設(shè)緊密相關(guān)，因此，通過對一些可能影響城市建設(shè)和發(fā)展的

11、專門課題的調(diào)查與研究，獲得指導城市規(guī)劃與建設(shè)的決策的信息，有著巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，對于城市社會、經(jīng)濟、環(huán)境等協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。 遙感圖像資料是地表光譜特征通過大氣層的傳播，被航空或航天傳感器接收記錄為光譜數(shù)據(jù)，或直接反映在感光介質(zhì)上成為像片資料。不同的地表覆蓋，不同的地物特征，反映為遙感資料的不同色度值、亮度值，它們是地表反照率的函數(shù)，為計算機自動分類和準確的目視判讀提供了可能，從而提高調(diào)查工作的效率和效益。 衛(wèi)星遙感信息覆蓋的范圍大，雖然其分辨率有限，但對于宏觀定性分析，有著重要的作用與價值。從七十年代中期開始，我國就利用陸地衛(wèi)星像片開展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以及土地資源調(diào)查?，F(xiàn)在衛(wèi)星傳感器

12、的種類很多，分辨率大大提高，其信息可應用于大范圍的區(qū)域規(guī)劃，尤其城市群的規(guī)劃建設(shè)，有巨大效益，應用遙感技術(shù)可以開展很多專題的調(diào)查研究，如：1）城市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查；2）城市歷史變遷動態(tài)研究；3）城市水系調(diào)查；4）城市道路網(wǎng)絡調(diào)查；5）城市污染源分布調(diào)查；6）城市垃圾調(diào)查；7）城市熱島效應調(diào)查；8）城市綠化現(xiàn)狀調(diào)查；9）城市在建工地調(diào)查；10）城市舊城改造調(diào)查；11）城市防汛設(shè)施分布調(diào)查；12）城市違章建筑現(xiàn)狀調(diào)查等等。由具有遙感信息判讀經(jīng)驗的技術(shù)人員，對包括衛(wèi)星遙感影像、彩紅外影像、多光譜掃描影像以及歷史遙感影像等資料進行人工判讀識別，結(jié)合計算機模式識別與分類等專門技術(shù)提取相應的專題信息，然后

13、進行實地調(diào)查核實，確定研究對象的性質(zhì)、特征以及規(guī)模等。綜合各專題的調(diào)查研究，制作專題圖件，總結(jié)和分析城市建設(shè)的成就以及存在的問題，揭示城市資源與環(huán)境的空間分布規(guī)律及其相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，提出對于城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃與管理決策等有現(xiàn)實借鑒價值的建議。   國土資源部將土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測列入新一輪國土資源大調(diào)查“一項計劃、五項工程”中，對全國66個人口50萬以上的城市進行土地利用變化監(jiān)測，其成果直接應用于國土資源調(diào)查、耕地保護、規(guī)劃和土地執(zhí)法檢查、土地利用管理及檢查各地統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可靠性，為土地管理的依法行政提供了真實可靠的信息支持。該項目最初是利用TM遙感數(shù)據(jù)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到利用分

14、辨率為2.5m的SPOT 5衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，使監(jiān)測信息更為準確，定量分析的置信水平更高。項目從1999年開始，目前仍在進行中。北京市于2001年開展了基于衛(wèi)星遙感影像的土地利用詳細調(diào)查工作，摸清了城市土地利用現(xiàn)狀，為規(guī)劃和土地管理決策提供了可靠的依據(jù)。建設(shè)部于2002年底開展全國城市規(guī)劃監(jiān)管和國家重點風景名勝區(qū)監(jiān)管項目，也是利用2.5m、1m、0.61m等分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與地形、規(guī)劃數(shù)據(jù)進行比對，發(fā)現(xiàn)和監(jiān)管違法違規(guī)的建設(shè)活動，應用效果非常顯著。   五、遙感信息的GIS應用 GIS（地理信息系統(tǒng)，Geographic Information Syste

15、m）是一門新興的邊緣學科，是一個在計算機硬件、軟件和網(wǎng)絡支持下對空間信息進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示和應用的技術(shù)體系，是一個在各個領(lǐng)域得到廣泛應用的智能化系統(tǒng)。從80年代初開始的二十年間，GIS在我國由探索到實際應用，經(jīng)歷了一個成績輝煌的發(fā)展時期，在許多方面發(fā)揮了重要的作用。 我國的GIS研究和應用是以遙感為先導的，而且遙感技術(shù)和GIS技術(shù)同被列為數(shù)字時代的高新技術(shù)和核心技術(shù)。城市遙感信息是城市空間信息的一部分，也是城市GIS的研究對象。與矢量信息相比較，遙感信息的綜合、多層次、多時相、形象直觀的優(yōu)點，可使GIS的分析、顯示和決策應用功能能夠得到更為生動的表達，其成果使多種層次的使用者如身臨其境。有學者預測，隨著城市信息化的推進，大量的城市GIS的建設(shè)與應用，對城市空間信息的需求將越來越多，人們將面臨巨大的信息獲取與更新的壓力。從技術(shù)、經(jīng)濟等角度考慮，遙感技術(shù)將成為解決這一問題的最優(yōu)的和最有發(fā)展前景的技術(shù)之一。   六、結(jié)語 目前，“數(shù)字地球”已經(jīng)成為信息時代的戰(zhàn)略制高點，世界各國政府和有識之士正在付出巨大的關(guān)注和行動。作為對應策略，我國的“數(shù)字中國”規(guī)劃已經(jīng)提上議事日程，而作為其重要的組成部分之一的“數(shù)字城市”的建設(shè)必將扮演舉