卫星遥感技术在城市规划管理中的应用

才智/269科建园地CybertectureField魏来吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130026张永发长春市测绘院吉林长春130021摘要：自20世纪90年代末期，高分辨率遥感卫星在民用和商业领域取得了突破性发展。亚米级超高分辨率遥感卫星影像数据已在城市测绘、规划与管理领域取得广泛应用。本文结合笔者多年工作实践，总结了高分辨率卫星遥感技术在城市规划管理领域从日常工作、专题信息获取到规划成果表达等方面的应用。关键词：高分辨率卫星遥感技术；城市规划；城市管理1.引言随着城市社会经济的高速发展，城市正在发生历史性的变迁，环境整治、旧城改造、市政建设都在时刻改变着城市面貌，为了科学有效的进行城市规划、建设和管理，市政府各部门都需要及时掌握城市建设变化情况。卫星遥感技术以其大范围、快速、准确获取资源环境状况及其变化数据的优越性，成为城市资源与环境检测的主要手段，广泛应用于城市规划、测绘制图、土地利用、路线安排、供水、农业和环境检测等领域。2.高分辨率遥感卫星现状高分辨率的卫星影像通常是指像素的空间分辨率在5m以内的遥感影像。与传统的低空间分辨率的卫星影像相比，高分辨率卫星影像具有地物的几何结构和纹理信息更加明显、高时间分辨率等特点。利用高分辨率卫星数据可以提取非常详细街道、建筑物、河流、以及几米精度的等高线等地理信息。以往只有航空遥感才可获取的高分辨率影像，现在通过卫星也可取得与航片相媲美的空间数据，这也是高分辨率遥感卫星迅速发展的重要原因。截至2012年5月全球共有13个国家的30多颗商业高分辨率遥感卫星。最具代表性有美国GeoEye公司的GeoEye-1、IKONOS，DigitalGlobe公司的WorldView-1、WorldView-2、QuickBird，SPOTImage集团的Pleiades-1、SPOT-5（全色：2.5m）卫星，以及我国自主研发的资源一号02C和资源3号，以色列的EROS-B、印度的Cartosat-2、日本的Alos卫星和台湾的Formosat-2卫星。这些卫星都采用太阳同步轨道，全色与多光谱两种工作模式，具有立体成像能力。图像分辨率为全色0.5m-2.5m之间。3.应用高分辨率遥感数据为城市规划建设服务城市遥感信息是城市重要的信息资源之一，已经在城市生态环境评价、城市规划、地形图更新、地籍调查等方面被证明有巨道”的集大成者和经典案例。新近发布的《二十四孝》是对《孝经》和古《二十四孝》的扬弃，是在古《二十四孝》基础上的创新。新《二十四孝》的内容集中体现在“居则致其敬，养则致其乐”两个方面，既继承了中国传统孝道思想中最关键的因素和最合理的内核，又摒弃了夹杂其中的糟粕成分和政治化倾向，更加科学合理和富有人性化。新《二十四孝》语言平易，标准具体，与时俱进，非常贴近现代人的生活，如“节假日尽量与父母共度、每周给父母打个电话、支持单身父母再婚”等内容，给人们留下了深刻的印象。其实，儒家孝道思想最基本和核心的涵义就是“善事父母”，最重要的就是子女能发自内心地关爱父母，对其“敬”爱有加；不仅要在物质上赡养亲人，更重要的是在精神上抚慰亲人，使其“乐”享天年。孔子曾强调说：“今之孝者，是谓能养。至于犬马，皆能有养，不敬，何以别乎?”此言正指明了行孝的关键所在，对于今天的人们来说似乎更有针对性：随着经济社会的发展，我国绝大多数人已丰衣足食，供养父母的吃、穿、用等物品也基本不成问题，但不能“善事父母”、对父母予以尊重并使其心情愉快的问题则在不少人身上相当突出。究其主要原因，一方面是这些人对中国传统的孝道思想学习的不好、继承的不够，没有弄清楚行孝的关键所在；另一方面也与缺少新时期行孝的范式有关，不知道该如何行孝——总不至于再全拿古《二十四孝》的模式去行孝，况且也无仿效的“条件”和可能了。诚然，随着社会的变革、经济的发展以及科学文化事业的昌明，我们现在的物质条件、社会关系、生活方式、科技文化以及道德观念等都已与封建时代大为不同，新时期的孝道观念和行孝方式也必须与时俱进、推陈出新。新时期要求父母与子女在政治、法律和人格上相互平等、独立，行孝不只强调子女应对父母关爱、遵从父母的决定，还更多提倡互尊互爱，对父母也不能像庚黔娄（尝粪忧心）、郭巨（埋儿奉母）一样丧失人格、侵犯人权。绝大多数人也不会再去相信虞舜（孝感动天）、董永（卖身葬父）等惊天动地的神话故事，也不用像仲由（百里负米）、吴猛（恣蚊饱血）那样艰难痛苦地生活，更不会效仿王祥“卧冰求鲤”、丁兰“刻木事亲”等迷信愚昧的荒诞之举；取而代之的是注重“经常带着爱人、子女回家”等日常小事。还有“移孝作忠”的“忠君”思想也被扬弃为忠于人民、报效祖国之志。因此，新《二十四孝》是一脉相承传统孝道思想的合理内核并应运而生的，且简洁易懂、简便易行。由于现代社会生活的繁杂忙碌和人们各自修养与处境的不同，新《二十四孝》倡导的孝行标准并非人人都能全部做到，它只是一个理想化的模型，其积极意义就在于引导和提示人们，无论怎样都要多多关爱自己的父母，设身处地地为父母着想，使他们都能老有所养、老有所学、老有所乐、颐养天年，不一定非要拘泥于各种条条框框之中。这也正是我们要继承和发扬的传统孝道思想的关键因所在。总之，孝道思想是中华文明的一支奇葩和中华民族的传统美德，它不仅带给人们情感的寄托和终极的关怀，也促进了中国家庭和社会的和谐与稳定，更塑造了中华民族爱国爱家、孝亲敬老、广施博爱、自强不息的伟大民族精神。我们要批判地继承传统儒家的孝道思想，取其精华、去其糟粕，古为今用、推陈出新，使尊老孝亲、博爱互助的优良传统在当今时代发扬光大。参考文献：[1]吴崇恕,李守义.《二十四孝》与《孝经》的关系及其扬弃［J］.孝感学院学报，2004，24（4）：10-13.[2]兰辉耀.《孝经》的孝道思想探析［J］.孝感学院学报，2012，32（1）：12-16.[3]曹占梅.“二十四孝”简论［J］.山西师大学报:社会科学版,1995(4):73-75.才智/270科建园地CybertectureField大的应用潜力。遥感信息在现代城市规划中的应用可分为两个层次：一是解决影像数据在规划中的日常应用；二是解决规划专题研究与新技术应用的需要，为规划提供专题信息统计、调查。3.1遥感影像数据在规划中的日常应用将卫星遥感正射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、控制性详细规划及其他专项规划中应用，以减少现状调查的盲目性及线划图陈旧带来的偏差。也可以制作大型彩色挂图及地区彩色挂图为各级部门的管理、决策提供直观材料。3.2规划专题信息统计、调查和研究利用遥感影像内容丰富、综合性强，结合计算机图像处理技术，分类提取影像信息，进行专题应用研究，为城市规划现状调查、动态检测城市发展变化提供依据。相关的专题调查统计主要包括以下方面：①城市土地利用调查；②城市历史变迁研究；③城市水资源调查；④城市道路调查；⑤城市污染源分布调查；⑥城市绿化现状调查；⑦城市在建工地调查；⑧城市旧城改造调查；⑨城市违章建筑现状调查等。现就主要方面加以介绍。（1）城市土地利用调查卫星遥感影像真实记录了当时的城市用地现状，在2.5m级以上分辨率的卫星遥感影像图上，建设用地、耕地、林地、水域等地类界线清晰，城市道路格架明显，地类变化情况也很容易对比判读。利用米级高分辨率卫星影像进行土地利用现状调查统计，其结果可以满足城市分区规划对土地利用现状的需要，也可满足城市总体规划对土地利用现状图的需求。早在1980年，天津市利用航空彩色红外摄影对城市土地利用与土地覆盖进行遥感监测。2002年北京市总体规划修编项目中，在遥感、GIS技术支持下，以遥感影像解译现状图为基础，动态监测了北京市自1986年以来，每五年的用地变更情况，客观反映了城市建设用地膨胀的真实情况。（2）城市道路工程规划利用卫星遥感影像进行道路交通调查，对挖掘城市现有道路的潜力和改善道路交通条件有着重要的辅助作用。应用米级遥感影像可准确提取城市各种道路分布、长度、宽度、密度的现状信息。为城市规划部门研究城市道路交通存在的问题及城市发展和建设的关系，以及如何通过治理，使道路交通更好的为城市社会经济发展提供支持。我院2010年利用GeoEye卫星遥感数据提取城市道路及城市绿地等信息制作1：5000图，为规划服务。结果表明：城区道路网在卫星真彩色图像上很明显，纹理清晰，解译方便。（3）城市绿地专项调查高分辨率遥感影像数据本身兼具高空间分辨率和多光谱的特点，可用来进行城市绿地系统的遥感调查，一方面，通过计算归一化植被指数：NDVI=（IR－R）／(IR+R)，其中IR为近红外波段，R为红外波段。利用NDVI波段、主成分变换（K－L）后第一主成分波段和高分辨率的全色波段进行融合以提取绿地专题信息；另一方面，基于高分辨率卫星正射影像数据，通过纹理、色调和形状的比较，调查绿地植被的种类和生长情况。例如用色调区分乔木和人工草坪，乔木叶面大，色调明亮颜色较深，形状不规则；人工草坪叶面小，色调较暗，颜色较浅，但形状规则。依据影像的色调和纹理，结合外业调查建立内业解译标志，内业进行屏幕数字化能够更加准确的获取城市绿地信息。（4）城市水域专项调查在常规真彩色卫星正射影像图中，河流呈蓝色，色彩饱和，色调较浅。公园的人工湖、老城区部分河段以及城郊养殖水塘表现为深色调。水体越深，色调越深；水体含沙量越大，色调越浅；水体受污染程度越重，色调越深；静止的水体较深，流动的河流色调相对较浅。结合实地调查资料，从影像图不仅能够清楚的解译出城区各水体的分布，还可根据洲、岛的形状、河流交汇处的锐角判断河流的走向。（5）城市规划监督调查现代城市建设步伐逐年加快，对于整体规划效果的好还，以及各种相关的建设能不能给当地民众带来便利，是各级政府部门十分重视的问题。利用高分辨率卫星遥感影像，采用图斑采集与图元比较的方法，将不同时期相同地区的遥感影像做比较，可以直观展示规划效果。此外，可以利用遥感影像数据与城市规划资料进行对比、分析、研究并掌握城市建设和发展中的情况和问题。3.3规划成果的表达随着“数字地球”与“数字城市”工作的推进，规划成果的数字表达是必然趋势，借助遥感技术与遥感信息所获得的城市规划信息，可以辅助提供更为科学合理的规划方案，规划成果可以通过多种手段予以表达，如系列规划图、专题信息图、正射影像图、三维景观图等。其中可以将规划方案与遥感正射影像图叠加，既反应了城市规划与城市现状的关系，又检验了规划方案的合理性与可操作性。三维景观图是将遥感技术与虚拟现实技术相结合，建立规划蓝图的动态模型、制作城市规划方案的虚拟效果，能构让人身临其境，真实感受建筑物建成前后的景象，对于城市规划方案的评定有非常重要的意义。4.结束语随着高分辨率遥感数据日益广泛的应用，国内外卫星运营机构都加大了对卫星技术的研究开发，相继发布了分辨率更高的新卫星的发射计划，预计到2014年，国产卫星的分辨率达到亚米级，国外卫星分辨率将达到0.2m。利用高分辨率卫星数据可提取非常详细的街道、建筑物、河流，以及几米精度的地形、地貌信息。以往只有航空影像才能获得高分辨率对地观测图像，现在高分辨率卫星遥感影像可与之媲美。高分辨率卫星影像将更广泛应用于城市建设和管理，更好的服务与数字城市建设。参考文献：[1]修文群．新一代数字城市建设指南[M]．北京：科学出版社，2006．[2]詹庆明.城市遥感技术[M].武汉:武汉大学出版社，2001.[3]戴芹，马建文，陈雪.北京环线建设驱动的土地利用变化遥感检测与分析[J].遥感学报，2005，9（3）：314-322.作者简介：魏来（1980-），男，工程师，主要从事城市测绘技术工作。张永发（1974-），男，副高级工程师，主要从事城市测绘管理工作。卫星遥感技术在城市规划管理中的应用作者：魏来，张永发作者单位：魏来(吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130026)，张永发(长春市测绘院吉林长春130021)刊名：才智英文刊名：caizhi年，卷(期)：2013(34)本文链接：