遥感信息技术在城乡总体规划实施评估中的应用——以天津市津南区为例

陈 楚,崔 龙,王 琳

(1.天津市测绘院,天津 300381; 2.天津市规划局东丽规划分局,天津 300381)

遥感信息技术在城乡总体规划实施评估中的应用
——以天津市津南区为例

陈 楚1∗,崔 龙2,王 琳1

(1.天津市测绘院,天津 300381; 2.天津市规划局东丽规划分局,天津 300381)

为了便于及时了解和掌握天津市城乡建设用地现状和城乡规划的实施情况,加强对城乡规划科学有效地管理,为城乡总体规划实施评估研究工作提供有效的数据支撑,本文以天津市津南区为例,利用遥感信息技术对津南区的建设用地现状进行动态监测,提取了两年来建设用地的变化信息,并针对建设用地的现状和变化信息对津南区城市总体规划(2008～2020)的实施情况进行了评估,对领导者决策和城市建设管理提供数据支撑等方面具有重要意义。

遥感;动态监测;规划评估

1 引 言

随着城市社会经济活动的加强,城市规划对信息的依赖性也大大增强,它不仅需要城市现状信息,而且需要历史和未来发展的信息,信息资源的内容和获取的手段越来越密不可分。

2006年国务院批复天津总体规划以来,天津进入了快速发展时期,建设用地增长迅猛。据统计,2010年全市城镇建设用地为1 380 km2,比2004年的1 061 km2增长319 km2,年均增长约53 km2。在快速发展时期,尤其是广大区县,经常出现未经规划批准先开工建设,或是在规划的城镇建设用地范围之外擅自进行项目开发建设的现象。同时,按照住建部2009年5月颁布的《城市总体规划实施评估办法》要求,需要全面掌握区县建设用地发展态势,为区县总体规划实施评估工作奠定基础。为提高规划的可操作性,需对建设用地进行动态监测。

遥感技术可以快速、准确地获取城市发展、建设的有关信息,有反映城市宏观全貌的图像,也有高分辨率可以清晰地看到城市的一路一桥、一屋一树等细微景物的影像,可以全面、生动、准确、即时地掌握和了解城市的发展变化。航空遥感的应用技术日趋成熟,将能提供高精度、多平台、实时、可靠的城市信息源最理想的技术系统,将为城市规划和管理提供全新的、现代化的技术支持,使遥感技术在城市的应用从深度、广度上都有较大的发展和提高,形成高精度、多领域、综合系统的城市遥感应用体系,为实现城市信息化管理和可持续发展提供现代化空间信息技术的支持。

为了便于及时了解和掌握天津市城乡建设用地现状和城乡规划的实施情况,加强对城乡规划科学有效地管理,开展城乡总体规划实施评估研究工作。我们对天津市津南区的建设用地动态监测的成果进行深入分析。利用2008年和2012年航摄的1∶2 000影像图和1∶2 000地形图对津南区2008年和2012年建设用地现状进行了解读,提取了两年来建设用地的变化信息,并针对变化信息对津南区城市总体规划(2008 -2020)的实施情况进行了评估。

2 试验区概况

天津市津南区面积387.84 km2,辖咸水沽、双港、八里台、辛庄、双桥河、北闸口、葛沽、小站等8个镇和地处市区的长青办事处,全区共有173个行政村。区政府驻地咸水沽镇。行政区划图1所示:

图1 津南行政区划图

3 技术流程

本次试验主要利用2008年10月和2012年6月航摄制作的1∶2 000正射影像图,结合同时期的1∶2 000地形图,依据《天津市城市用地分类标准》,对津南区建设用地现状进行解译,提取出2008年和2012年建设用地现状信息,即根据1∶2 000地形图系统数据库将前期影像划分为相应类型,然后用变化监测的方法提取后期影像中的每类用地的变化信息,从而完成2012年建设用地现状信息。该步骤由影像分割和属性获取组成,影像分割主要完成每类用地变化信息的提取,属性获取则确保变化信息的归类工作。

3.1 影像分割

影像分割的任务就是在特定的应用需求下,基于一定的规则将影像划分为各具特征的区域并提取出有意义目标的技术和过程。在由影像输入到影像分析的整个影像处理过程中,影像分割起到了承上启下的“瓶颈”作用,如图2所示。

图2 影像分割在整个影像处理中的地位

遥感影像是由空间结构上相互联结的像元组成,反映和揭示地面物体固有尺度。由于实际地物的复杂性,在提取影像中各类地物的信息时需要充分考虑到地物的纹理、结构、空间特征以及相邻地物的关系。本研究中采用面向对象的影像分割方法主要是以对象为最小单元进行处理,根据变化信息提取的要求,获取变化图斑的多种特征,其中主要是光谱特征和形状特征,从对象层次实现变化信息的有效提取,使得分割结果具有更丰富的语义信息。在已有的地理数据库基础上,采用专题图制作的方式来对变化图斑进行解译时,不同类型地物在影像上具有的尺度是不同的。因此,本项目采用基于多个分割尺度分别对不同地物进行分割以获取最优效果的多尺度分割方法,影像分割结果的示例如图3所示。

图3 影像分割结果

3.2 属性获取

在研究中采用2008年遥感数据为前期数据,以 2010年的遥感数据为后期数据进行实验来获取变化信息。在利用面向对象的多尺度分割技术获取变化信息的基础上,以该信息为模板,结合影像解译判读技术与经验,采用人机交互方式,以地形图数据为辅助,对变化信息赋以相应的属性,从而可以获取覆盖天津的2010年建设用地现状图。并通过运用“先内业后外业”的作业流程,在内业采集的基础上,外业对未能确定的地物进行属性调绘,并最终完成数据编辑和信息化处理工作,技术流程如图4所示。

图4 技术流程图

3.3 数据更新

由于1∶2 000地形图数据的时间和PS监测点的时相不一致的问题,需要首先基于高分辨率的遥感影像来对变化图斑进行有效解译,并对现势性不足的地物进行补充。如图5所示,道路边的若干建筑物在1∶2 000地形图数据没有标出,基于对应时相的高分辨率航空影像进行更新。

图5 1∶2 000地形图更新前后对比

4 津南区城市总体规划实施动态监测分析

本文通过利用遥感影像图对津南区建设用地现状进行了遥感解译,获取了津南区2008年和2012年建设用地现状构成图,分别如图6和图7所示。

图6 2008年津南区建设用地现状构成情况图

图7 2012年津南区建设用地现状构成情况图

基于2008年和2012年津南区建设用地的现状图,对2008年～2012年4年来建设用地主要大类进行了变化统计,如表1所示。2008年～2012年4年来总体上津南区的建设用地在减少,减少了470.04公顷,其中村镇建设用地减少最多,减少了1031.60公顷。表明示范小城镇、新农村建设等项目目前正处于起步阶段,以拆为主。工业用地总体上处于减少,减少了183.52公顷,说明自2008年以来津南区4个市级示范工业园的建设处于初级阶段,工业用地向示范工业园搬迁聚集,工业园的示范作用初步显现。

表1 津南区2008年～2010年建设用地变化面积统计表

依据规划管理的需要,重点关注2008年以来新增建设用地的土地来源问题。因此,在不考虑2008年同类用地的减少情况下,重点对新增建设用地的原土地类型进行了统计分析。具体如表2所示,横向类型为新增建设用地的原土地类型,空地表示原土地类型为非建设用地,纵向类型为新增建设用地类型。

从表2中从各类新增建设用地的土地来源看:非建设用地新增建设用地为2835.04公顷,占总新增建设用地(11938.10公顷)的23.75%。在严格控制非建设用地的情况下,这部分新增建设用地值得关注。

虽然2008年以来工业用地变化的总面积在减少,但新增工业用地(M)的面积依然可观,占总新增建设用地的30.11%。表明2008年津南区的工业用地在4个示范工业园建设的推动下,正在进行大面积区域调整,大量工厂进行搬迁新建。为了摸清新增工业用地的动向,针对2008年以来的新增建设用地,与津南区城市总体规划(2008～2020)进行了对比,总有58处与城市总体规划不符。从新增工业用地和性质变化数据分析看,2008年～2010年与规划不符的工业用地占总新增工业用地的40.48%,这表明规划的实施有待加强管理和监督。

表2 新增建设用地来源统计表(单位/公顷)

受到房地产开发的影响,新增建设用地中居住用地(R)占总新增建设用地的16.41%和8.69%。在新增加的居住用地中,与规划不符的占17.06%。这些与规划不符的建设多为还迁房,值得注意。

5 结 语

本文以遥感的技术手段在天津市津南区城市总体规划实施评估的应用,探讨了总体规划的技术创新实践,事实证明,技术创新的突破对于提高城市总体规划基础数据的翔实性、可靠性十分重要,而数据的准确与翔实是总体规划确定战略问题的可靠依据,对提高总体规划的科学性、可操作性、权威性都有着非常重要的作用。通过遥感技术对建设用地动态监测的研究,将不仅仅在总体规划实施评估中进行应用,还将在规划编制、管理和监督工作中达到如下几方面的作用:

一是对建设用地现状情况进行全面梳理,及时掌握全市域建设用地的基本情况,加强市局对各区县规划用地的动态监管,促进土地资源的合理配置。

二是定期监测各区县建设用地的发展变化情况,分析各区县建设用地的发展方向和土地利用方向的变化,及时发现违反规划进行建设的情况,促进规划有效实施。

三是按照住建部总体规划实施评估的要求,通过全面掌握区县建设用地发展态势,为区县总体规划实施评估工作提供技术支撑,提高区县总体规划编制或修改的科学性。

四是建立规划实施与规划编制的长效反馈机制,客观评价规划编制与实施的效果,为进一步提升规划编制、管理和决策水平提供技术支撑。

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Remote Sensing Information Technology Applied to the Implementation Assessment on the Urban-Rual Master Planning——A Case Study on Tianjin Jinnan District

Chen Chu1,Cui Long2,Wang Lin1
(1.Tianjin Institute of Surveying and Mapping,Tianjin 300381,China; 2.Dongli Branch of Tianjin Planning Bureau,Tianjin 300300,China)

In order to understand and master the current situation of the rural-urban construction land use and the implementation situation of urban and rural planning in Tianjin,strength the urban and rural planning management scientifically and effectively,and provide the effective data support to the implementation assessment research on the urban-ural master planning,in this paper,remote sensing information technology is used to monitor the construction land use in Jinan District dynamically and the change in two years is extracted,the implementation situation of the urbal-rual master planning is assessed according to the status and change information and it has a significance in the aspect of leader’s doing decision and the data support to the urban construction management.

remote sensing;dynamic monitoring;the planning and evaluation

2014—04—21

陈楚(1980—),男,高级工程师,主要从事摄影测量,遥感数据处理及应用工作。

住房和城乡建设部科技项目(2011-R2-3)