遥感在区域规划中的应用.doc

遥感在区域规划中的应用遥感在区域规划中的应用李 岩 ( 城市与环境学院 10城21 10252021 )摘 要：本文在简单阐述遥感的基本原理和分析方法的基础上，着重说明了遥感在区域规划中的应用。文章主要从城市测绘、城市规划、城市公共安全系统、城市环境监测等方面来举例说明。分析表明，遥感技术能为城市规划提供众多基础数据.具有广阔的应用前景，但不能完全代替地面调查。关键词：遥感 区域规划 应用1 引言随着城市化及城市建设的热潮， 合理的区域规划越来越受到重视。随着遥感技术的发展已经不断有遥感技术被引入地理学领域的实例，分析表明，遥感技术能为区域规划提供众多基础数据，具有广阔的应用前景，有利于区域规划的完成。2 遥感技术概述遥感（Remote Sensing），即不直接接触物体本身，从远处通过仪器探测和接收来自目标物体的信息， 经过信息的传输及处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。随着遥感技术的发展， 遥感技术获取数据方法将慢慢取代传统的人工获取方法， 遥感数据具有比传统数据获取更方便，更快捷以及信息量大及动态现势等优点，因此用遥感数据作为区域规划的数据源已是未来区域规划的趋势。卫星遥感技术在城市规划中的应用可以归纳成3个方面：城市空间布局信息分析、城市变化监测及规划实施情况检查。3 城市空间布局信息分析3.1 城市建成区范围及城镇体系分析由于城市建成区范围反映城市的宏观特性。因此，它的分析并不需要很高空间分辨率的遥感图像.相反.空间分辨率过高.在轮廓界线的提取时就需要较多的制图综合。一般来说TM 或SPOT图像用来分析城市建成区范围比较合适，一方面，它能比较精确地反映建成区的范围，另一方面，由于成像过程中存在的制图综合，能较容易地提取出轮廓界线。如果要分析一个城市与周围城市或城镇的关系，同样选择TM或SPOT图像比较合适。如在上海地区的TM 图像上，所有乡（镇）政府所在地的城镇都能明显地反映出它们的大小和形状。3.2 城市内部用地结构分析在卫星遥感图像上，不同类型的城市用地能否判读出。首先取决于它与周围地物的界线能否识别，如果地物的尺寸小于图像的空间分辨率，且与背景的影像特征很接近，那么该地物就会与背景混在一起.就不可能对该地物进行判读。在城市用地的轮廓界线能够反映的情况下，进一步根据影像特征（颜色、形状、大小及纹理等）和相关分析确定城市用地的类型。从TM、SPOT和IKONOS 3种不同空间分辨率的卫星遥感图像来看，TM图像适合分析绿地、水域、村镇建设用地及新建的居住用地、道路广场用地等。对其它用地的判读则精度较差；SPOT图像与TM图像相比在能判读的内容上并没有本质上的差异，但详细程度和判读精度要提高；IKONOS图像与前面两种图像比较有本质上的提高，不同城市用地的特征基本上都能在图像上反映出，只要判读人员熟悉区域，就能正确地判读出不同类型城市用地的分布。3.3 建筑密度与建筑容积率分析城市建筑密度图的编制通常是以街区（block）为单位，勾绘出每一建筑物的轮廓界线，并计算建筑物占地面积，街区内所有建筑物占地面积之和与街区面积之比即为建筑密度。在卫星遥感图像上能否勾绘出建筑物的轮廓界线，与建筑物之间的距离及图像的空间分辨率有关。一般来说，建筑物之间的距离要大于图像空间分辨率1.52倍，才能在图像上勾绘出轮廓界线，如空间分辨率为10m，则建筑物之间的间距至少要15m才能在图像勾绘出界线。建筑容积率是建筑物地面以上各层面积总和与建筑地块面积之比值。建筑容积率与建筑高度有密切关系，一般来说，高度越高，容积率越大。利用卫星遥感技术获取建筑物的高度信息早在1973年就开始。总的来说有两种方法，落影测量法和立体量测法。落影测量法的原理是有一定高度的物体在太阳光的照射下，会在地面产生落影，落影的长度与建筑物的高度和太阳入射角有关，当我们知道太阳的入射角，并且测量出落影的长度时，就可以算出建筑的高度。3.4 城市环境污染分析3.41城市大气污染城市大气中的污染物有粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、光化学烟雾及含氟、氯废气等。当大气中的烟尘达到一定量的时候，就会对电磁波产生反射，从而在遥感图像上形成浅白色流动状影像特征（可见光波段）。但这种特征的明显程度与烟尘的浓度、排放范围以及遥感图像的空间分辨率有关。如1990年上海幅的TM图像上明显地反映出黄浦江沿岸几个烟尘排放量大的工厂（吴泾化工厂、上海水泥厂、杨树浦发电厂等）所排放的烟尘及扩散范围。热红外数据对城市大气污染监测特别有用。一方面，一些污染源所排放的废气具有较高的温度，在遥感图像上可以判读出主要的污染源；另一方面，地面的热辐射在通过大气层时，要受到大气的影响，大气污染会减少辐射温度，因此，传感器所获得的热红外波段数据的大小与大气的污染程度存在着关系。以往，热红外波段数据主要主要用于探测地表温度，大气的影响作为噪声来考虑。近年来，有一些专家利用热红外波段数据来分析城市的大气环境，如Sifakis等人曾利用两个时相的landsat TM图像，一个是在无污染的时间成像，另一个是在有污染的时间下成像，比较这两个时相的温度图，发现温度的减少与城市大气污染的程度是有联系，污染严重的区域温度有明显的减少。3.5 城市水体污染水体污染程度的评价包括对水体中溶解性物质、有机物、固体悬浮物、植物营养物质、重金属等单一污染物的含量分析以及综合分析。水体中污染物的含量变化会改变水体的颜色及水体的光谱反射率，因此有可能利用遥感手段监测水体污染。4. 城市变化监测在城市规划中，除了要对城市中的各种要素进行现状分析外，还需要对城市进行变化监测。由于卫星遥感具有重复成像的特点，因此是变化监测的有效手段。遥感变化监测是通过不同时相遥感图像的组合、加工、处理获得地物动态变化信息的技术。变化检测的方法一般可分为两大类；基于影像分类，如分类后比较法和多时相图像分类法；基于单个像元波谱变化，如彩色合成法、图像代数运算法、多时相组合数据法、变化向量法、两值变化掩膜法等。目前比较常用的是分类后比较法、图像代数运算法和变化向量法。5. 结语在区域规划过程中，需要掌握很多基础数据，以往这些基础数据的获取需要通过实地调查来获得，涉及很多人力物力，并且调查的周期很长。遥感技术所具有的宏观性、实时性及动态性等特点，为基础数据的调查提供了一个新的途径，具有广阔的应用前景。当然，遥感技术也有局限，它不可能完全代替地面调查。对应用部门来说，要根据具体的调查内容，分析遥感应用的可行性，并选择合适的应用方案，从而有效地发挥遥感技术的作用。参考资料：1 赵英时等。遥感应用分析原理与方法。科学出版社出版。2 朱武。卫星遥感与测绘。航天技术与国民经济，2000.11。3 张碧帆。遥感技术在城市研究方面的应用探讨。现代测绘，2005