高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用

孔冷进

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518100）

高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用

孔冷进

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518100）

介绍了高分辨率遥感技术，并与传统遥感相比较，详细分析了该技术在数字城市规划中的应用，为城市发展规划提供依据。

高分辨率；遥感技术；制图；城市规划；监测

0 引 言

高分辨率遥感技术具有空间分辨率高、时间分辨率高、信息量大、纹理信息明显、能提取地物三维信息等优点。我国正处于城市高速发展时期，而数字城市则是城市发展的主要方向，在数字城市规划中，高分辨率遥感技术的应用有助于各种地图的绘制和三维空间地理信息平台的构建，为城市建设规划获取大量基础性数据，为决策部门提供规划依据。

1 高分辨率遥感技术概述

学术界将卫星影像图的空间分辨率在10m内的遥感技术成为高分辨率遥感技术，早期的高分辨率遥感技术主要被应用到军事领域，到20世纪90年代，高分辨率遥感技术开始实现商业化，此后高分辨率遥感技术在工程测量、城市规划等方面得到广泛应用，高分辨率遥感技术进入繁荣发展时期。当前，我国在高分辨率遥感技术的应用上，多使用美国发射的IKONOS高分辨率卫星。

在我国进入到市场经济后，高分辨率遥感技术强大的空间分辨率、丰富的信息量都使得其与传统遥感技术相比有无可比拟的优势，得到大家的认可和关注。由于高分辨率遥感技术可以得到分辨率低于1m的卫星影像图，此时城市的地表资源、环境、经济等内容都清晰可见，故而高分辨率遥感影像图在数字城市规划中得到大力应用[1］。

与传统遥感技术相比，高分辨率遥感技术得到的单幅遥感影像图中包含的数据更多，是中低分辨率遥感影像图包含数据量的100倍以上；高分辨率遥感卫星影像图的单色波段光谱分辨率大，所以用户可以准确判断出地物的类别、属性。另外，遥感图像中地物纹理信息和几何结构信息非常明显，因此用户可根据实际需求对这些影像图进行相应的图像处理，得出想要的图像。然而传统的遥感影像囿于分辨率的限制，使得用户很难看到一些较小地物的纹理、结构等细节。

2 高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用

高分辨率卫星遥感技术在数字城市规划中的应用，主要集中在遥感制图、辅助城市规划设计以及检测城市发展动态等方面。

2.1 遥感资料制图

高分辨率遥感技术获取的影像图与一般的影像图不同，其数据处理和信息提取方法也有所不同[2］。一般来说，遥感制图包括图像的预处理和信息提取两个阶段，其具体流程如图1所示。首先对图像数据进行读入预处理，包括几何校正、去噪、增强效果等，需要注意的是当影像图有三维立体图像时，可提取数字高程模型以及纸质正射影像DOM.其次对景观地物的边缘检测和分割；再次，利用专家知识系统和先验模型确定各个类型特征的描述参数，提取出需要的信息，并进行分类；最后输出结果。通常情况，卫星遥感制图又包括地形图绘制以及正影响图绘制两种。

图1 图像处理流程

1）地形图是数字城市规划和建设中最基本的地图，按照以往的经验，每1～3年需要更新一次地形图。但是高分辨率遥感技术可大大缩短地形图更新周期，并且可以绘制大比例尺地形图。同时，使用高分辨率遥感技术还可以获取更精确的影像图，而且还能够借助相关图像处理技术进行影像图的处理，绘制出不同类型的地形图。

2）正射影像图绘制

正射影像图是一种具有地物标记、可量测图画以及具有丰富直观影像信息的地图。使用高分辨率遥感技术获取合适覆盖范围内的最新图像信息，然后利用专业图像处理软件对图像信息进行校正、增强、镶嵌等处理，并且借助大比例尺地形图，对影像图进行变换和几何纠正，以确保图像信息的精准度，最后将地形图中的城市、居民点、山脉、河流、公路等典型地物信息和名称标注出来，并进行相应的装饰，从而得到数字正射影像图。

2.2 辅助城市规划设计

高分辨率遥感技术可获得高质量的卫星影像图，丰富数字城市规划的信息系统，帮助用户了解城市建设的相关情况，为数字城市规划提供有力的技术支持，从而帮助城市规划作出科学的决策[3］。一个城市规划的基础是信息，遥感信息就是最有价值的信息源.

例如，使用遥感影像就能够获得城市发展、建设的宏观和多领域的历史信息，同时还可以获取现在的信息，然后通过地理信息系统，就可以分析出建设的布局，对城市进行功能划分。

1）城市规划数据库建设。数字城市的规划以城市建设现状调查为切入点，这就需要调查收集城市基础地形数据、规划控制数据、现状数据、属性数据等资料。而利用高分辨率遥感技术可获取丰富的地形数据资料，并且数据的更新十分便捷简单。

2）城市绿地景观规划设计。绿地是城市生态系统的重要组成部分之一，是城市居民生活水平的重要标志。绿地景观规划需要符合城市整体规划发展要求，因此可利用高分辨率遥感技术对城市绿地景观发展动态进行监测。

3）城市用地变化与建设格局分析。城市人口的增加使得用地面积缩小，影响了城市建设的总体格局。因此，合理利用每一寸土地，提高土地利用率，是提高数字城市用地规划成效的关键。遥感技术可以将不同时期的城市用地影像图综合起来，从而使我们准确把握城市用地的变化情况。同时，遥感技术还能用统计方法对城市中心移动、离散度、紧凑度等进行评价，从而预测城市时空变化，及时发现城市规划存在的问题，进而促进城市可持续发展。

2.3 在城市发展动态监测中的应用

动态监测是数字城市规划的重点工作，可以帮助用户掌握城市发展动态，从而为数字城市规划建设奠定基础。一般来说，城市发展动态监测包括城镇扩张现象、市容管理、城市绿化、地震灾害、环境保护、城市交通规划、数字交通建设等方面的监测和评价。

1）城市绿化及土地资源的动态监测

用户可以应用多时相遥感数据，对比分析预测区域内不同时期的绿化状态，了解其城市绿化变化和空间分布情况，实现对城市绿化的动态监测。另外，通过高分辨率遥感技术还可以获取一系列的城市绿化分类图、树种分布图、草地分布图等，为城市绿化动态检测提供准确参考。土地资源是一个城市最重要的载体，对土地进行动态监测和规划是十分必要的，土地资源可以通过卫星遥感技术得以更好的规划。

例如，利用卫星遥感影像可以调查土地资源目前利用的现状，并进行动态的监测，这个项目目前在我国已经得到了很好的应用。可以从以下几方面来开展土地的调查和监测工作。

一是对非农业建设土地的调查，从而对土地征而未用的情况有所了解。二是对耕地情况的监测。三是对土地塌陷的监测调查。利用高分辨率的卫星遥感技术通过以上的步骤就可以实现对土地资源的动态监测。

2）高分辨率遥感技术在城市交通规划中的应用

用户利用高分辨率遥感技术可以调查城市交通设施，包括：调查城市道路等级、城市路网信息、行车道路路面尺寸、机动车道路与非机动车道路的分隔方式、道路长度、坡度以及有关交通交叉路口的各种参数。遥感卫星凭借其高分辨率等特点可以将这些信息清楚的呈现在卫星图像上，从而为城市交通网络规划建设提供参考。另外，高分辨率遥感技术还可以调查城市道路实时通车情况，标注容易出现拥堵的道路，从而便于交通管理部门进行交通疏导。

另外，随着计算机科技、人工智能以及遥感技术的不断发展，未来在应用高分辨率遥感数据时可以实现线性特征检测识别的完全自动化，从而提高城市交通规划调查工作的效率与准确性，进而推动城市交通规划建设的持续发展。

3）地震灾害监测

地震预防是各个国家和城市都非常重视的问题，地震灾害的监测有助于减轻地震危害。城市的地质结构和人类活动的频繁都使地质处在时刻变化之中，一些环境地质灾害的发生在所难免，例如：泥石流、地面塌陷、滑坡、地裂缝等。应用遥感技术可以对其进行实时的监测，这样可以分析数据，进一步预防地质灾害的发生。除此之外，遥感技术还能够对地质构造极其演变进行监测，如果发生可能的地质灾害，可以提前向有关部门进行申报，及时提出防治策略[4］。如：2004年中国地震局地质研究所开展的“IKONOS卫星影像在城市防震减灾及震害评价中的应用研究”项目中，利用图像处理技术对影响资料进行信息提取，从而得到准确的地物形状、方位、属性等信息，不但大大节约了时间和人力，而且为地震预测提供了准确参考。另外，IKONOS卫星影像较快的更新速度，能极大的满足城市地震灾害评价对影像图的需求。

3 结束语

高分辨率遥感技术以及影像图的处理和信息提取技术越来越成熟，成为数字城市规划的关键技术之一，有助于实现资源的合理调配，并且利于保护生态资源，规划城市交通、教育、绿化、市政管理等工作的开展，促进了城市的可持续发展。

[1]蔡 宏，李 俊，刘 敬.高分辨率遥感在城市发展动态监测中的应用[J］.云南地理环境研究，2006，18（1）：105－109.

[2]肖 洲，张海涛，虞 欣.遥感技术在城市规划中的应用与展望[C］//中国城市规划信息化年会论文集，2009：271－273.

[3]朱 强，刘 菊.遥感技术在城乡规划建设监测中的应用[J］.数字化用户，2013（18）：125－126.

[4]王旭辉.遥感技术及在城市国土规划中的应用[J］.上海国土资源，2014（1）：88－91.

Application of High Resolution Remote Sensing Technology in the Digital City Planning

KONG Lengjin
（Shenzhen Integrated Geotechnical Exoloration Survey and Design Co.Ltd，Shenzhen518100，China）

This paper introduces a high resolution remote sensing technique，and compared with the traditional remote sensing，a detailed analysis of the technology in the application of digital city plannings，provides the basis for the city development planning.

High resolution；remote sensing technique；drawing；city planning；monitoring

TP722

A

1008－9268（2015）01－0091－03

10.13442/j.gnss.1008－9268.2015.01.021

孔冷进（1982－），男，硕士，工程师，研究方向为大地测量学与测量工程。

2014－06－10

联系人：孔冷进E－mail：1330843245＠qq.com