基于卫星遥感的城市动态监测研究

李增顺 袁世英 刘乙淼 刘勇 郝震寰

摘 要：伴随着卫星遥感技术的不断发展，其分辨率也变得越来越高，因此，利用卫星遥感成像技术进行城市的动态监测已经成为主流趋势。本文主要阐述遥感在城市动态监测方面的应用原理，以及具体应用。

关键词：遥感；城市动态监测；原理

随着我国城市的不断发展，城市的规划以及建设工作都必须建立在动态监测的基础之上，通过这种动态的监测，能及时解决城市规划过程当中所出现的问题，总结对应的解决策略。传统的航空遥感技术成本相对较高，更新速度远远低于需求值，因此，城市动态监测也必须要依赖于卫星遥感才能真正得以实现。最近几年随着技术的不断发展，卫星遥感技术的分辨率已经得到了快速的提升。基于此种情况，将卫星遥感技术应用于城市的动态监测当中已经成为主流趋势，同时也是技术发展的根本趋势。因此，在本文当中笔者进行了简单的论述。

一、卫星遥感技术应用于城市动态监测中的原理分析

（一）基本原理

在使用卫星遥感技术进行城市动态监测过程当中，必须要遵循特定的工作流程，具体参见图：

城市土地利用动态监测研究流程图

（二）建筑物的提取

最近几年，随着卫星遥感技术分辨率的不断提升，卫星遥感技术在建筑物信息提取方面所发挥的作用也越来越大了，尤其是在建筑物的自动提取以及重建当中，高分辨率卫星遥感技术已经有了非常广泛的应用。目前，单纯的依赖于光谱影像以及航片很难实现建筑物信息的有效提取，对于该问题现阶段已经有了较好的解决办法，其中最为常用的方法就是利用不同传感器、不同频谱以及不同数据来源的影像信息进行多层次的信息提取，最终实现城市内建筑物的有效提取，这在很大程度上减少了不确定性以及相关的计算量。对于城市内部矩形建筑物的提取，目前阶段已经有部分专家与学者实现了通过计算机的自动提取，即基于几何结构元分析的卫星图像城区建筑物的自动提取和利用机载激光扫描测距数据进行建筑物的自动提取。

二、卫星遥感在城市动态监测中应用的关键步骤研究

（一）卫星相关数据的获取

选取的数据源主要有分辨率为 2.5 m的 SPOT5影像、分辨率为 2.5 m的 Alos影像、分辨率为 2.5 m的 P5影像、分辨率为1.0 m的 IKONOS影像和分辨率为 0.6 m的 Quickbrid影像等，影像的分辨率越高 ，越有利于判读地物的细小变化。

为了使得监测的效果可以达到预期值，这就要求在进行数据获取的过程当中必须充分利用当地已有的地形图以及变更调查图，同时还要结合当地的土地使用状况调查图，此外，也可以通过相关的辅助数据作为支撑。

（二）多源数据的处理

多源数据处理是在实际当中最为关键的步骤，对于精确度具有直接的影响，一般来说，多源数据的处理主要包括影像的校正、配准、融合以及增强等方面的内容：

第一，影像校正。所谓的影像校正就是对卫星遥感过程当中所获得的信息进行校正的过程，校正的主要依据是地面控制点以及地面高程的真实状况，即根据实际情况对卫星遥感所获得的模型进行必要的调整。目前阶段，影像校正一般情况下都是通过计算机软件自动进行，例如ImageStation、Arcgis以及ERDAS等软件。这些软件当中有许多卫星轨道影像资料，在实际的校正过程当中，会根据不同的卫星影像资料选择不同的软件进行处理，对于不存在的卫星影像资料通常是选择控制点进行控制。

第二，影像融合。所谓的影像融合就是将不同传感器所获得的相同地区的影像资料进行对比，并通过特定的计算机算法对其中所存在的问题进行修补，在最大程度上获得真实的影像资料。进行影像融合的最根本目标在于通过相同地区不同影像资料之间的对比与分析，消除不同信息之间的误差，减少模糊性，从而有效的提高准确度。

（三）变化信息提取与矢量栅格的输出

对相同地区不同时相之间的卫星遥感图像进行对比与分析，主要以人工解译为主，以计算机影像解译为辅，将土地的利用与变化情况进行信息提取处理。在完成对比成果图形之后还需要将成果进行栅格化处理。

（四）外业核查

外业核查的主要目标在于利用栅格化处理的信息成果与实际情况之间进行对比与分析，并对相关的变化图斑进行确定，从而验证精准性。

三、结语

随着卫星遥感技术的不断发展，清晰度已经有了显著的提高，基于此种情况，在本文当中笔者结合自己的实际工作经验分析了当前阶段卫星遥感技术在城市动态监测中的应用原理和实际应用。

参考文献：

[1]崔丽娜，龚威平，郝惠.利用卫星遥感技术辅助城乡规划督察成果应用研究——以2008～2011年郑州市动态监测成果为例[J].城市发展研究，2012，（06）：1014.

[2]汪波，龚威平，孙越，刘树军.卫星遥感数据在城乡规划动态监测中的应用[J].航天器工程，2011，（06）：113117.

[3]張天桥，张志敏，益建芳，韩伯仁.利用卫星遥感影像进行城市土地利用动态监测[J].影像技术，2001，（04）：69.

[4]钱彬，范心圻.北京城市热岛的卫星遥感调查[J].遥感信息，1988，（01）：67+19.