在城市规划中的应用

1遥感在城市规划中的应用摘要：城市遥感信息是城市的资源之一，遥感技术在城市规划与管理方面的应用目标可以归纳为：快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查，系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系，按不同层次、不同内容编制系列基础图件，客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题，为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。本文介绍遥感信息在城市规划与管理中已经获得实际成果的应用途径和现状，分析了应用实践中的一些问题，展望了遥感信息在城市规划建设领域的应用前景。关键词：遥感；城市规划；应用THEAPPLICATIONOFREMOTESENSINGINURBANPLANNINGStudent:PengXianjueTutor:BaoChunhong(OrientalScience＆TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128)Abstract:UrbanRemoteSensingInformationisoneoftheurbanresources.theapplicationaimofremotesensingintheurbanplanningandmanagementcanbereduceto:quicklyachievingthemultilayerandcompleteresearchofcountryresourceandenvironmentintheurbanarea,researchingtherelationofcityresourcesandthedistributingrulesofenvironment,therelationandrestrictionofoneanotherbythenumbers,weavingtheseriesofbasicpicturesaccordingtothedifferentarrangementandcontent,reflectingtheachievementofcityconstructionandtheproblemsavailableimpersonality,realityandbythenumbers,supplyingthesciencefoundationfortheprogrammingofcitynationaleconomyandsocietydevelopment,countryresourceandenvironment,andthecityeconomypersistentdevelopement.ThispaperdescribesthemethodsandsituationofapplicationoftheRemoteSensingInformationinurbanplanningandmanagement,analysessomepracticalquestions,andpreviewsitsprospects.Keywords:RemoteSensing;urbanplanning;application遥感技术（RemoteSensing）是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术，为现代前沿科学技术之一，具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛2发展的今天，遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善，服务领域因之而不断扩展，受到普遍重视，显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力[1]。城市遥感信息是城市重要的信息资源之一，遥感技术在城市规划与管理方面的应用目标可以归纳为：快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查，系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系，按不同层次、不同内容编制系列基础图件，客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题，为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。一、研究区概况长株潭城市群包括3个地级市，4个县级市，8个县，172个建制镇和360多个集镇，是湖南经济、技术最发达的区域，是全省客货流、资金流、信息流集散中心。对长株潭城市群空间结构和形态的整体研究，不但有利于构架三市城市总体规划的宏观框架，有利于各专业规划的衔接和整合，有利于城市群各组合城市之间的合理定位，而且有利于城市发展的科学决策。长株潭一体化要求协调三市的发展目标，整合资源，优化经济结构，发挥整体优势。长株潭城市群空间结构和形态研究目的就在于合理布局城市发展要素，促进长株潭协调快速发展。城市空间结构的演化通常可分为4个阶段：均衡发展阶段、极核发展阶段、集聚——扩散阶段和高水平的网络化发展阶段。本文主要研究遥感在长株潭规划中的实际应用。二、遥感数据源整合分析（一）城市规划设计研究涉及的资料源地理信息系统作为信息网络中的一员，在我国部分城市的城市规划管理、基础设施建设等方面所取得的相当显著的社会与经济效益，彰显城市地理信息系统已成为城市发展中不可或缺的一部分。它不仅用来收集、存储、检索城市发展过程中的过去和现状，更重要的是可以用来辅助城市发展的评估、规划和决策，模拟和预测城市发展的未来。为此，我们的数据梳理、整合工作基本上是围绕建立GIS数据库展开的。根据我们的调查、分析，城市规划设计研究部门对资料的需求有别于规划管理部门，大致可以分为如下几类：基础地理数据库，基础专题数据库，规划基础数据库，现状基础数据库，规划专题数据库，遥感解译数据库，社会经济统计数据库，规划档案数据库，规划法规、细则库，辅助规划设计符号、线型库，多媒体数据库。从数据格式上可以分三类，即：向量数据、文本数据、栅格数据[2]。3（二）遥感资料源分析1、遥感数据选择在遥感的数据源选择上主要利用的是SPOT-4和SOPT-5的数据来源。SPOT4的主要成像参数：轨道高度832公里轨道倾角98.721o轨道周期101.469分/圈重复周期369圈/26天降交点时间上午10：30分扫描带宽度60公里两侧侧视+/-27o扫描带宽：950公里多光谱XIB10.50-0.59um20米分辨率B20.61-0.68umB30.78-0.89umSWIR1.58-1.75um全色P10米B20.61.0.68umSPOT5卫星主要成像参数：波段高分辨率几何装置植被成像装置高分辨率立体装置PA：.49-0.69μm2.5m或5m----B0：0.43-0.47μm--1km--B1：0.49-0.61μm10m----B2：0.61-0.68μm10m1km--B3：0.78-0.89μm10m1km--SWIR：1.58-1.75μm20m1km--视场60km2250km120km轨道高度太阳同步，高度832公里倾角98.721重访周期369圈/26天2、遥感数据的适用范围根据遥感平台高度的不同，通常将遥感分为卫星遥感和航空遥感，所获取的信息亦分为卫星影像和航空影像。遥感用途的大小不是以分辨率的大小来决定的，而是取决于研究对象，要解决什么问题。对于不同应用的目的，要求概括程度不同，选择的地面分辨率也完全不同。千米级(1000～5000m)的宏观现象如大陆飘移等，多属全球级巨型环境特征，采用气象卫星便可解决问题。资源调查、环境质量评价、城市用地变化监测等多属国家级、省级的大型环境特征，大致相当于百米级(80～100m)范畴，陆地卫星空间分辨率可以保证。中型环境特征如作物估产、林火、污染监测等，一般在50m以下区域范围内，4采用陆地卫星数据加上SPOT卫星图像便可进行工作。小型环境特征如港湾、水库等具体的工程建设、城市发展规划等，一般在5～10m的地区范围内，SPOT卫星图像尚可以做一些工作，但主要靠高空间分辨率卫星图像和航空像片来进行工作[3]。3、遥感数据在城市规划中的应用现状遥感在城市规划中的应用可分为二个层次。第一层次解决影像数据在规划中的日常应用。如将影像图作为现状调查的基础图件，在城市总体规划、分区规划、控制性详细规划及工程规划中应用，以减少现状调查的盲目性及线划图过时带来的偏差；也可制作大型彩色挂图及专题或局部地区彩色挂图为各级部门的管理、决策、宣传提供直观材料。第二层次解决规划专题与新技术应用的需要。如，利用影像信息源丰富，综合性强，结合机图像处理技术的新，分类提取影像信息，进行专题应用研究,为城市可持续发展研究、动态监测城市发展变化研究等提供依据，为城市规划信息系统的建立、更新提供基础数据源[4]。湖南省开展遥感应用工作多年，积累了大量的基础数据和研究成果，结合规划需要，为今后广泛应用遥感技术奠定了基础。制作的系列正射影像图不仅为规划人员提供了现状信息，而且为长株潭城市总体规划修订及时提供了各类用地现状数据，为总体规划的顺利编制提供了数据基础保障；利用正射影像图对绿化隔离带的解译、量算，提供了至1989年时隔离带内的绿地、被侵占绿地、粮田等最客观数据，为有效保护绿地与城市生态环境提供了依据；土地利用现状解译图及Genemap地理信息系统软件进行的县域规划研究，为今后广泛应用与深入探讨积累了技术。由于受当时技术设备条件和技术手段的局限，未能充分应用遥感、计算机技术生产出满足城市规划和其它工程控制要求的数字元元式大比例尺影像成果，使遥感成果在建库和应用等方面受到[5]。随着计算机和遥感图像处理等技术在上的新突破及在技术的可用性、性等方面的极大进展，为遥感进一步深入应用提供了条件。三、遥感数据的处理（一）数据预处理一般流程数据预处理的过程包括几何精校正、配准、图像镶嵌与裁剪、去云及阴影处理和光谱归一化几个环节，各个行业应用会有所不同，比如在测绘方面，对几何校正的精度要求会很高；在精细农业方面，在大气校正方面要求会高点，因为它需要反演。1、大气校正5遥感图像在获取过程中，受到如大气吸收与散射、传感器定标、地形等因素的影响，且它们会随时间的不同而有所差异[5]。因此，在多时相遥感图像中，除了地物的变化会引起图像中辐射值的变化外，不变的地物在不同时相图像中的辐射值也会有差异。利用多时相遥感图像的光谱信息来检测地物变化状况的动态监测，其重要前提是要消除不变地物的辐射值差异。辐射校正是消除非地物变化所造成的图像辐射值改变的有效方法，按照校正后的结果可以分为2种，绝对辐射校正方法和相对辐射校正方法。绝对辐射校正方法是将遥感图像的DN(DigitalNumber)值转换为真实地表反射率的方法，它需要获取影像过境时的地表测量数据，并考虑地形起伏等因素来校正大气和传感器的影响，因此这类方法一般都很复杂，目前大多数遥感图像都无法满足上述条件[6]。相对辐射校正是将一图像作为参考（或基准）图像，调整另一图像的DN值，使得两时相影像上同名的地物具有相同的DN值，这个过程也叫多时相遥感图像的光谱归一化。这样我们就可以通过分析不同时相遥感图像上的辐射值差异来实现变化监测。因此，相对辐射校正就是要使相对稳定的同名地物的辐射值在不同时相遥感图像上一致，从而完成地物动态变化的遥感动态监测。2、几何精校正与影像配准引起影像几何变形一般分为两大类：系统性和非系统性。系统性一般有传感器本身引起的，有规律可循和可预测性，可以用传感器模型来校正；非系统性几何变形是不规律的，它可以是传感器平台本身的高度、姿态等不稳定，也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等。在做几何校正前，先要知道几个概念：地理编码：把图像矫正到一种统一标准的坐标系。地理参照：借助一组控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。图像配准：同一区域里一幅图像（基准图像）对另一幅图像校准。[7]。（二）城市规划信息提取（提取类型与提取城市范围）1、城市土地利用现状解译标志体系的建立在遥感影像上，不同的地物有不同的特征，这些影像特征是判读