ＧＩＳ和ＲＳ技术在城市绿地系统规划方面的应用——以呼和浩特市为例

朱　岩　安慧君

摘要以呼和浩特市为例，探讨了GIS和RS技术在城市绿地系统规划方面的应用方向和模式，以及其应用过程和流程。

关键词遥感；地理信息系统；绿地系统规划

中图分类号 TP391；TP79 文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）06-0267-02

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）发展到现阶段，已经进入社会化应用阶段，在土地利用、资源评价与管理、环境监测保护、交通运输、城市规划等许多领域都有应用。而遥感（Remote Sensing，RS）技术具有探测范围大、资料新颖、成图迅速、收集资料不受地形限制等优点，可以快速高效地获取批量数据，已经成为地理信息系统的主要信息源与数据更新途径。

RS与GIS结合，在空间数据获取、分析处理方面具有显著的优势，已被广泛地运用到农作物监测、矿产资源管理、城市规划等领域，并产生了良好的效益与效率。在城市绿地规划中，利用RS技术对绿地现状数据进行调查采集提取，耗时少、精度高；在此基础上进行GIS分析，从宏观的角度掌握城市绿地环境的现状，结合专业的评判标准评定当前的环境等级，并运用空间分析模式提出相应的改进方案，完成城市绿地规划目标。

城市绿地作为人工与自然耦合的城市景观之一，是城市中保持自然景观，或是自然景观得到恢复的地域，也是城市中唯一接近自然的生态系统，它对改善城市生态环境，满足居民游憩、身心再生和锻炼具有不可替代的功能[1]。然而随着经济的高速发展，城市化水平日益加强，城市用地也显得极为紧张。因而在有限的土地资源上实现城市绿地的空间结构优化和合理布局，使绿地充分、有效地发挥其生态、社会和经济效益就显得尤为重要。因此，在城市规划中把城市绿地规划作为总体规划的一项重要内容，制定出城市各类绿地的用地指标，确定主要风景区公共绿地、专业绿地和防护绿地的用地范围，合理安排整个城市的绿地系统，并以此作为城市绿化详细规划和城市建设管理的依据[2-3]。

呼和浩特市地处内蒙古自治区中部，地理坐标位置为东经110°46′~112°18′，北纬39°35′~41°23′。呼和浩特市是内蒙古自治区的首府，是北京向西部地区辐射、转移推进过程中的第1个省会城市，肩负华北与西部联系、承东启西的区位作用。2003年呼和浩特市城市发展战略对呼和浩特的城市定位为：“内蒙古自治区的首府和政治、经济、文化中心；中国向蒙古国和俄罗斯联邦开放的桥头堡城市；西部大开发的门户城市，我国中西部地区承东启西的重要节点；国家级历史文化名城，蒙古族文化的中心，蒙古族历史和传统的代言人，展示蒙古族风情的窗口”。

由于呼和浩特市近几年社会经济的快速发展和城市化进程的加快，绿地系统规划和绿地建设滞后于社会发展和城市化进程，呼和浩特市原有的城市总体规划和城市绿地系统规划已不符合目前社会经济发展和城市建设的需要，绿地系统规划理念滞后，原规划控制的绿化用地在迅猛扩展的城市建设中已显得十分缺乏。建设布局合理、生态健全、功能完善、景观优美的城市绿地系统，形成具有民族文化特色的生态园林城市，重塑“绿城”形象已迫在眉睫。

1RS技术在城市绿地现状调查中的应用

RS调查是绿地调查的基础。RS解译后形成的影像图既是判读区划的基本图，也是地面调查的基本图之一。因此，RS解译成果直接关系到绿地调查质量和工作效率[4]。RS调查先后要经过如下过程：

（1）数据查询。查询调查区域时相最新、质量最好、比例适中的RS数据。通过大量筛选与比对，确定RS数据的种类与时相。

（2）图像处理。利用呼和浩特市地形图，对照Quick Bird图像进行控制点的选取，然后对Quick Bird图像进行几何校正和镶嵌处理。

（3）影像分析。该项目需明确判定RS影像上与绿化工作有关的面状要素和线状要素。下面首先讨论面状要素的操作指标。最小制图单元的面积确定需要考虑下面3个要求：①在作业中易于处理，输出到图纸上清晰可辨认；②能够表达地形的基本特征；③在项目费用和提供的信息精确度之间取得平衡。线状地物是指宽度小于100m、影像宽度小于3个像元、长度大于200m的有关地物，在影像上用单线标出，主要有主防护林、副防护林、护路林、护堤林、铁路、公路、河流等。

（4）地面现状调查。根据叠加地形图上的RS解译出的绿地信息图，分街道、单位、绿地逐块深入现地进行调查，调整确定绿地地块界线，对图上界线定位不易确定的，辅助使用CPS、皮尺等工具进行定位和确定绿地地块多边形长度，在现地用手提电脑现场及时修定界线，修正绿地类型。用围尺测量调查乔木平均胸径、目测平均树高等，调查树木生长状况。同时分不同绿地类型调查各项因子记载填写在各类调查卡片上。对于RS无法判读的面积较小（或点状）的绿地、立体绿化、名木古树实行现地调绘或定位记载。

（5）图像解译。在地面调查完成后、开始RS图像解译前，要根据实地调查情况，结合影像特征，建立图像判读标志。建立判读标志实际上也是图像解译过程的一部分，而且是重要的一个步骤。图像判读标志建立以后，在ArcView软件环境下，以人机交互的方式进行图像解译：①面状要素解译。利用ArcView软件对栅格数据和矢量数据的综合处理能力和数据分层管理功能，建立矢量数据层，以人机交互方式，在计算机屏幕上进行绿地判读勾绘面域。然后根据影像的判读标志（如色调、形状、位置、大小、阴影、纹理等）及其他间接标志和专家经验，结合其他参考资料确定图斑属性。②线状要素解译。线状地物要素在计算机屏幕上用中线标出，并确定属性。

（6）统计计算。将人机交互解译完成的判读成果生成矢量专题图层，由ArcView的.SHP格式文件，转换成Arc/Info能够接受的Coverage格式，进行图形编辑，再建立拓扑关系，进行绿地面积统计计算。面状要素的面积可以直接由拓扑关系得到。线状要素的长度也可以直接由拓扑关系得到，再结合野外实地量测和航片量测的林带宽度，进行林带面积计算。

（7）建立数据库管理系统。将调查工作结果以制图方式输出，同时将统计计算结果汇总到数据库中，并建立数据库管理系统[5]。

2GIS技术在绿地规划后期中的应用

GIS技术在绿地规划后期中的应用主要表现在这些方面：用GIS的理论对各种数据进行组织，将绿地专题数据和基础地理信息数据组织存放在数据库中，并以合适的坐标系统进行定位；为了保持信息的完整性，对区域中的每一类专项要素都要进行接边处理，并且对提取的信息要进行反复核查纠错工作，以保证信息的准确性。

（1）绿地信息分类与编码。按照国家标准将绿地分为公共绿地、附属绿地、生产绿地、生态绿地、防护绿地、居住绿地、道路绿地、农田以及绿地中的房屋等类。依据国家建设部《城市绿化规划建设的规定》，城市绿地覆盖可采用2级分类体系，第1级按其功能和用途划分为6大类，第2级按其性质在第1级的基础上共分为20小类，依此分类体系可确定每一类别的编码表。这样，对所提取的信息可按此标准分类与编码。

（2）绿地面积量算。在数据整理完毕之后，应用地理信息系统软件，对数据进行分类统计和分区统计[6]。

3基于Quick Bird影像的呼和浩特市绿地系统规划

Quick Bird高分辨率RS数据具有多传感器，能够提供高分辨率的全色波段和多光谱数据，通过一定的数据融合方法，可以得到分辨率更高的多光谱数据，色彩信息也更加丰富[7]。进行绿地信息解译时，不仅可以很清晰地勾绘出绿地的边界，还可从影像上判断出绿地的植物结构（乔、灌、草）。解译出的绿地边界和面积经绿地项目检查组复核，调查面积精确度达到95%以上。依靠传统的现地勾绘，由于城市道路、建筑的复杂性，在短时间内无法达到这样高的精度。

在调查过程中结合实际情况、Quick Bird高分辨率RS数据和呼和浩特市1∶25 000万地形图，建立城市绿地分类体系及解译标志；然后对RS影像进行图像处理和目视解译，得到城市绿地分布图；再应用ArcView、ArcInfo等地理信息系统软件对研究区的绿地面积、绿地覆盖率和分布格局进行分析计算；最后根据数据结果制定出相应的规划方案。

结果显示，城市现有各类绿地总面积3 308.5hm²，城市绿化覆盖率为26.10％，绿地率为24.51％，人均公园绿地面积8.51m²。呼和浩特市市区有综合性公园8处、专类公园4处，公园绿地总面积439.5hm²；游园广场32处，面积120.1hm²；街旁绿地53处，面积282.3hm²；社区游园95.7hm²。生产绿地13处，总面积431.5hm²；防护绿地2处，总面积210.0hm²；附属绿地面积1 507.3hm²；道路绿地面积222.2hm²；其他绿地258.3hm²。

呼和浩特市现有的各类绿地由于绿地规模不够、服务半径不合理、服务设施不完善、管理不到位，绿地的利用率普遍较低。公园绿地不能满足市民日常休憩需要；生产绿地的生产和利用能力低下，仅能为城市园林绿化提供20％左右的商品苗木，远远低于国家规定的相应标准；附属绿地面积不够、质量不高，园林式达标单位较少；防护绿地、其他绿地已规划建成的面积有限，不能很好地为改善城市生态环境发挥其应有的功能和作用。

4结语

（1）基于RS技术的数据精度高、时间周期短，并可在同一地区方便地获得不同时段的像片，以便数据的更新。同时可获取城市绿地的分布格局特征、变化趋势等信息，从而为城市绿地系统的规划提供宏观性指引。GIS和RS技术的结合运用，具有信息获取及时准确、成图快、数据利用度高、处理效率高、规划客观等明显的优点，此项技术先进可行，能节约大量人力和物力，从而产生多方面的效益[8]。

（2）利用先进的GIS和RS技术对呼和浩特市进行城市绿地系统规划。对现有的绿地进行优化、管理，制定城市绿地系统的发展方向和目标，使城市绿地成为城市结构中的自然生产力主体，并在改善城市生态环境质量、美化市容、调节城市生态平衡中发挥重要作用。

6参考文献

[1] 梁明，赵小平，王亚娟.园林规划设计[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2] 周文佐，潘剑君，刘高焕.南京市城市绿地现状遥感分析[J].遥感技术的应用，2002，17（1）：22-27.

[3] 徐新良，庄人方，张树文，等.运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查[J].国上资源遥感.2001（2）：28-33.

[4] 方懿.Quick Bird遥感影像在绿地调查中的应用[J].四川林勘设计，2006（3）：49-51.

[5] 孟昭山，杨士伟.卫星遥感技术在城市绿地调查方面的应用[J].东北测绘，2003（2）：54-56.

[6] 石雪冬，李敏，张宏利，等.遥感技术在广州市城市绿地系统总体规划中的应用[J].测绘学，2001，26（4）：42-44.

[7] 海军，包玉海.快鸟高分辨率遥感数据在呼和浩特市赛罕区绿地调查中的应用[J].内蒙古师范大学学报（自然科学版），2007（3）：208-211.

[8] 闫利，刘继琳，林宗坚.利用数字化彩红外影像进行城市绿化覆盖调查[J].遥感信息，1999（3）：24-30.