遥感技术在城市规划中的应用 院 系： 专 业： 年 级： 课程名称： 姓 名： 学 号：

2013年1月 xxxxx大学xxxxxxxxxx学院 全日制普通本科生课程论文

遥感在城市规划中的应用 THE APPLICATION OF REMOTE SENSING IN URBAN PLANNING

学生姓名： 学 号： 年 级： 专 业： 指导老师： 目 录 摘 要……………………….. ………………………………………3 关键词……………………….. ……………………………………….3 一、 遥感技术及其的基本原理及分析方法………………………..3

二、 城市规划设计研究涉及的资料源……………………………..4 三、 遥感数据的适用范围………………………………………….4 四、 遥感数据在城市规划中的应用现状…………………………..5 五、 遥感技术在城市规划中的应用………………………………...5

六、 遥感技术应用于城市规划中的不足………………………..8 七、 结束语……………………….. ………………………………...9 摘 要：城市遥感信息是城市的资源之一，遥感技术在城市规划与管理

方面的应用目标可以归纳为：快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查，系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系，按不同层次、不同内容编制系列基础图件，客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题，为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。本文介绍遥感信息在城市规划与管理中已经获得实际成果的应用途径和现状，分析了应用实践中的一些问题，展望了遥感信息在城市规划建设领域的应用前景。 关键词：遥感技术 城市规划 应用

一． 遥感技术及其的基本原理及分析方法 遥感技术（Remote Sensing）是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术，为现代前沿科学技术之一，具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天，遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善，服务领域因之而不断扩展，受到普遍重视，显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力 [1] 。 遥感即“遥远的感知”。即远距离不接触“物体”而获得其相关信息[1]。遥感通过电磁波、力、声波等形式采集数据。应用最多的是以电磁波方式获取数据。因此，遥感的理论基础是电磁辐射与地表的相互作用。 电磁波遥感分为被动遥感和主动遥感。被动遥感主要利用太阳辐射能——通过照相机或多光谱扫描仪记录地表反射或发射的电磁辐射；主动遥感——人为发出电磁能量，并记录其返回的辐射能，常见的雷达就属于主动遥感。其中，主动遥感的过程大致如下：太阳辐射能——通过大气传播（衰减）——部分到达地面的辐射波段与地表物质相互作用——再次进入大气传播——被遥感仪器记录地表反射或发射的电磁辐射——得到图像数据——对图像数据进行处理、分析、解译——得到各种信息产品——分发给不同应用部门进行使用。 地球表面特征十分复杂，不同波段的能量到达地表后，被选择性地反射、吸收、透射、折射等。即使同一物体在不同状态下与电磁波的作用都不尽相同。遥感正是利用物质对电磁波的不同作用表现，进行大量的实验研究后，得到不同物质对电磁波的响应关系，从而能够通过对记录的电磁波谱特征进行反解得到地球表面的信息。 对遥感图像的分析处理的方法主要是目视法、计算机自动处理、人机交互法。处理方式按照遥感解译的组织方法和实施条件可以分为：（1）野外解译——在实地进行图像解译；（2）飞行器目视解译——在飞机上识别地物；（3）室内解译；（4）综合解译——以上两种以上的方式相结合。 城市遥感信息是城市重要的信息资源之一，遥感技术在城市规划与管理方面的应用目标可以归纳为：快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查，系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系，按不同层次、不同内容编制系列基础图件，客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题，为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。 二．城市规划设计研究涉及的资料源 地理信息系统作为信息网络中的一员，在我国部分城市的城市规划管理、基础设施建设等方面所取得的相当显著的社会与经济效益，彰显城市地理信息系统已成为城市发展中不可或缺的一部分。它不仅用来收集、存储、检索城市发展过程中的过去和现状，更重要的是可以用来辅助城市发展的评估、规划和决策，模拟和预测城市发展的未来。为此，我们的数据梳理、整合工作基本上是围绕建立GIS数据库展开的。根据我们的调查、分析，城市规划设计研究部门对资料的需求有别于规划管理部门，大致可以分为如下几类：基础地理数据库，基础专题数据库，规划基础数据库，现状基础数据库，规划专题数据库，遥感解译数据库，社会经济统计数据库，规划档案数据库，规划法规、细则库，辅助规划设计符号、线型库，多媒体数据库。从数据格式上可以分三类，即：向量数据、文本数据、栅格数据 [2] 。 三、遥感数据的适用范围 根据遥感平台高度的不同，通常将遥感分为卫星遥感和航空遥感，所获取的信息亦分为卫星影像和航空影像。遥感用途的大小不是以分辨率的大小来决定的，而是取决于研究对象，要解决什么问题。对于不同应用的目的，要求概括程度不同，选择的地面分辨率也完全不同。 千米级(1000～5000m)的宏观现象如大陆飘移等，多属全球级巨型环境特征，采用气象卫星便可解决问题。资源调查、环境质量评价、城市用地变化监测等多属国家级、省级的大型环境特征，大致相当于百米级(80～100m)范畴，陆地卫星空间分辨率可以保证。中型环境特征如作物估产、林火、污染监测等，一般在50m以下区域范围内，采用陆地卫星数据加上SPOT卫星图像便可进行工作。小型环境特征如港湾、水库等具体的工程建设、城市发展规划等，一般在5～10m的地区范围内，SPOT卫星图像尚可以做一些工作，但主要靠高空间分辨率卫星图像和航空像片来进行工作 [3] 。 四、遥感数据在城市规划中的应用现状 遥感在城市规划中的应用可分为二个层次。第一层次解决影像数据在规划中的日常应用。如将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、控制性详细规划及工程规划中应用，以减少现状调查的盲目性及线划图过时带来的偏差；也可制作大型彩色挂图及专题或局部地区彩色挂图为各级部门的管理、决策、宣传提供直观材料。 第二层次解决规划专题与新技术应用的需要。如，利用影像信息源丰富，综合性强，结合机图像处理技术的新，分类提取影像信息，进行专题应用研究, 为城市可持续发展研究、动态监测城市发展变化研究等提供依据，为城市规划信息系统的建立、更新提供基础数据源 [4] 。

五、遥感技术在城市规划中的应用 城市规划是城市建设与发展、管理的基本依据，它的主要任务是协调城市的自然与社会属性，根据城市的具体情况，结合国民经济长远规划和区域规划，制定城市的性质、发展方向和规模以及整体布局、各项建设发展的原则要求[3]。在城市规划中，现势性的基础资料对规划部门和规划人员十分重要。传统的

基础数据的获取需要大量的人力、物力和时间。特别是近年来我国城市发展十分迅速，不少城市都进行了大量的房屋建设和道路修建，城市规模不断扩大。许多基础资料的更新跟不上城市的发展速度，因此采用传统测量的方法获取基础数据跟不上规划的需要。利用高精度的遥感图像进行分析，可以更新基础数据，并提取规划要素的专题信息，为城市规划提供精确的、现实性强的基础数据。并可利用遥感卫星图像编制高精度的城市正射影像图，为规划人员提供直观的城市现实景观。利用SPOT影像可制作10m分辨率的数字正射影像图，利用IKONOS影像可制作4m和1m分辨率的数字正射影像图等[2]。以高精度的遥感图像通过相关的专业软件处理,并套和到高精度的DEM(数字高程模型)上进行校正,以GIS为基础虚拟现实,规划人员可以将规划设计成果放在虚拟现实系统中进行检验、修改、评估等，极大地方便了城市规划的决策和实施。国外一些国家已经将遥感技术引进城市规划的编制过程中[3],这充分说明了遥感技术在城市规划中的重要作用。 1.城市规划信息提取（遥感图像的自动分类） 常用的信息提取方法是遥感影像计算机自动分类。首先，对遥感影像室内预判读，然后进行野外调查，旨在建立各种类型的地物与影像特征之间的对应关系并对室内预判结果进行验证。工作转入室内后，选择训练样本并对其进行统计分析，用适当的分类器对遥感数据分类，对分类结果进行后处理，最后进行精度评价。遥感影像的分类一般是基于地物光谱特征、地物形状特征、空间关系特征等方面特征，目前大多数研究还是基于地物光谱特征 [10] 。在计算机分类之前，往往要做些预处理，如校正、增强、滤波等，以突出目标物特征或消除同一类型目标的不同部位因照射条件不同、地形变化、扫描观测角的不同而造成的亮度差异等。利用遥感图像进行分类，就是对单个像元或比较匀质的像元组给出对应其特征的名称，其原理是利用图像识别技术实现对遥感图像的自动分类。计算机用以识别和分类的主要标志是物体的光谱特性，图像上的其它信息如大小、形状、纹理等标志尚未充分利用 [11] 。计算机图像分类方法，常见的有两种，即监督分类和非监督分类。监督分类，首先要从欲分类的图像区域中选定一些训练样区，在这样训练区中地物的类别是已知的，用它建立分类标准，然后计算机将按同样的标准对整个图像进行识别和分类。它是一种由已知样本，外推未知区域类别的方法；非监督分类是一种无先验（已知）类别标准的分类方法。对于待研究的对象和区域，没有已知类别或训练样本作标准，而是利用图像数据本身能在特征测量空间中聚集成群的特点，先形成各个数据集，然后再核对这些数据集所代表的物体类别。与监督分类相比，非监督分类具有下列优点：不需要对被研究的地区有事先的了解，对分类的结果与精度要求相同的条件下，在时间和成本上较为节省，但实际上，非监督分类不如监督分类的精度高，所以监督分类使用的更为广泛。 2、遥感在城市公共安全系统中的应用 遥感在城市公共安全方面的应用主要包括城市交通系统、应急系统（110、119、120等）、防洪系统、突发公共安全事件（如：突发流行病、突发自然灾害）等等。 在交通方面，获取同一瞬间市区总体交通状况，分析不同地段的机动车密度、流量、平均车速及其空间分布规律。特别是获取车流高峰时期的数据，