城市遥感的应用综述

课程论文城市遥感技术的应用与展望综述 课程名称： 遥感技术导论 姓 名： 王 旭 阳 学 院： 草业与环境科学学院 学 号： 220140869 指导老师： 党 玉 论文评分： 摘 要：城市遥感技术为全面、高效、实时地了解城市的发展变化提供了有力的技术支撑，它逐渐渗透到城市建设和研究的各个领域，在城市规划管理中的巨大的作用也日益显现。该文阐述了遥感技术在城市基础数据获取、生态环境监测以及城市规划等领域的应用，同时展望了城市遥感技术发展的新趋势。关键词：城市 遥感技术 数据获取 数字城市1 引言 城市是人口密集、经济活动集中和资源相对集中的空间地域。城市又是人类活动的缩影,随着社会经济的发展,城市面貌不断发生变化,需要及时地对其进行监测和分析。近20年来,我国在遥感技术的基础研究和实际应用中均取得了重大进步,遥感应用研究在抗洪、防灾、土地资源调查、农作物估产、矿产资源调查、城市综合调查等领域均取得了可喜成就,尤其在城市遥感方面所取得的成果举世瞩目。越来越多的人们认识到,遥感已成为城市规划、建设和管理不可分割的重要组成部分和技术支持,成为各级政府强有力的辅助决策工具和指导与加强地区管理的现代化手段。因此，如何采取合理有效的技术手段对城市系统进行实时监测和有效管理，最终实现城市的可持续发展，是人类待解决的关键问题之一。另外，传统的城市基础信息获取手段由于周期长、费用高、范围有限，难以及时反映城市空间发展趋势，也已成为城市建设与管 理的制约因素。因此，采用新兴的信息获取技术对现代城市进行合理的规划管理已显得十分迫切。2 城市遥感应用的领域 2.1 制作城市图像 包括卫星遥感图像制作、航空像片镶嵌、计算机制图及彩红外正射影像图研制等。利用遥感资料使用光学或计算机技术可制作不同种类、各种比例尺的专题图或影像图，以满足不同使用者的需求。不论是规划者、建设者、管理者或决策者，均可以从图中了解所需要的信息，在图上拟定方案或对策。 2.2 城市土地利用现状调查当前，城市用地共分为十个大类，分别是: 居住用地、公共设施用地、工业用地、仓库用地、对外交通用地、道路广场用地、市政公用设施用地、绿地、特殊用地、水域和其他用地。在实际工作中，我们可以根据不同的应用需要，进行相应类型的遥感调查，获取相应的遥感资料，然后绘制出土地利用现状图和土地利用演变图，并自动测算出该区域内各种用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。城市规划和管理者通过这些资料，可以判断城市布局是否合理?城市绿地是否足够?存在哪些不足?需要如何改进?从而因地制宜，为城市制定相应的规划、建设和管理方案。 2.3 城市人口普查在定性、定量、定位的调查了城市各种土地利用现状后，可迅速而准确地获得城市的总建筑密度、住宅房屋密度等城市用地特征参数。而城市居住建筑密度与人口分布密度往往有着某种必然的联系，因此，可以以住房密度作为变量用于人口普查、人口统计学等方面的研究，从而为国家人口普查提供一个方便、快捷、精确的辅助手段。 2.4 城市环境质量调查城市环境是自然环境和社会环境综合作用下的人工环境。环境质量是指城市各环境要素本身及其组合受到污染影响的程度。当前，城市环境质量调查的主要内容是固体废弃物污染、大气污染、热污染和水污染。 2.4.1 固体废物调查由于固体废弃物自身的物理化学分解作用，其温度一般比周围地面的温度要高，所以在航空热红外图像上表现出明显的色调特征，从而可以利用遥感图像对固体废弃物进行有效的调查。 2.4.2 大气污染调查根据遥感影像特征，可对各种污染源的分布、污染物的扩散途径进行调查。例如通过遥感影像可以直接统计出市区所有锅炉、烟囱的分布、数量、类型和道路上汽车的数量、类型，求出其与烟尘、废气排放量之间的相关系数，考虑城市气象、地形、风速、风向、绿化等多方面因素，并结合实地观测数据，则可对城市大气污染程度进行测定。 2.4.3 热污染调查 城市热污染主要包括由于臭氧层被破坏致使的“温室效应”和表现为城市市区温度高于郊区的“热岛效应”。利用热红外遥感，对城市的热辐射进行白天和夜间扫描，通过影像判读分析，可以查明城市热源、热场位置和范围，并对城市热岛的分布规律、形态特征等进行研究。从而，可以对城市热环境进行科学合理的规划、整治和管理。 2.4.4 水污染调查 由于溶解或悬浮于水中的污染物成分、浓度不同，使水体的颜色、密度、透明度、温度产生差异，导致水体反射率的变化，因而在遥感图像上表现出色调、灰阶、纹理特征等方面的差别。例如，工厂中排出的冷却污水比环境水温高，在多光谱图像和热红外图像中有明显的反映，密度分割后即可确定热水污染的范围。如果利用多时相遥感图像，还可求出热水污染的扩散方向和扩散系数。油膜反射率和水的反射率不同，且主要差别发生在0.30微米和0.45微米之间，所以利用一般彩色或紫外航空航天摄影资料可获得最佳效果，计算出油污染的面积。城市管理者根据这些遥感信息，可以判断出水体污染的分布、类型及程度，从而调整城市的不合理布局，整治和关闭污染超标工厂，妥善安置工业和生活垃圾。2.5 为“城市管理信息系统”提供基础资料运用RS(遥感)技术，可以为建立“城市管理信息系统”提供实时的、动态的、多波段、多分辨率的海量空间地理信息，从而为建立“数字城市”、“虚拟城市”奠定良好的基础。3 城市遥感技术的展望 3.1 构建新型城市遥感信息模型 遥感 信息模型是集 地 形模型、数学模型和物理模型之大成，它是利用遥感信息和地理信息影像化方法建立起来的一种可视化模型，是一种注重知识表达和影像理解的模型。城市遥感信息模型是遥感技术应用深入发展的关键，构建各类针对具体研究对 象的城市遥感信息模型，可计算和反演对实际应用非常有价值的城市环境参数。在过去几十年中，尽管人们发展了许多遥感信息模型，如植被指数和植被覆盖度模 型、地 表 蒸散估 算 模 型、城市地 表不透水层模型、地表温度指数及归一化水体指数模型等，但 远不能满足当前城市遥感应用的需要，因此发展新的遥感信息模型仍然是当前城市遥感技术研究的前沿。 3.2 “3S”信息技术的集成应用 未 来 由 遥 感（ R S）、地 理 信 息 系 统（GIS）和全 球定位系统（GP S）作为主体构成的空间信息集成技术系统，将完成其从 理论、方法、技 术框 架 到实 施步 骤的研究和应用，最终形成 具 有多维城市信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。其中，遥感可为地理信息系统提供海量的空间数据信息，地理信息系统为遥感影像处理分析提供高效的辅助工具，全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时的定位信息和地面高程模型。“3S”一体化集成将最终建成新型的城市三维信息获取系统，并形成高效、高精度的信息处理分析流程，这对遥感技术在城市系统的应用与发展产生深远的影响。 4 结语 随着全球城市化的加速，人们逐渐意识到遥感技术在城市现代化和管理科学化中有着不可比拟的优势。另外随着“数字城市”的推进，需要海量的城市数字化空间信息，因此，城市遥感技术必将成为政府部门不可或缺的强有力的技术手段。参考文献1吴贤宇.试探城市遥感J.科技广场，2006，14（2）：119-1202梁保平，李艺.城市遥感技术的应用与展望J.科技创新导报，2013，29（2）：29-303陈述膨.城市遥感与城市信息系统J，2000，25（1）：1-84刘英，赵荣钦.遥感技术在中国城市环境监测中的应用研究进展J.云南地理环境研究，2006（1）：25-285马明秀，全明宰.遥感