遥感技术在城市发展中的应用

摘要：把不同传感器的遥感数据和非遥感数据融合在一起应用，是遥感技术应用向纵深发展的必然趋势。可以利用某一城市不同时期、不同卫星的遥感数据及不同时期该城市发展的地图数据，制作该城市的发展态势图，并对结果进行了分析研究。

关键词：遥感技术；城市发展；分析研究

中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）09-0195-01

1.前言

随着遥感技术的发展，同一地区的不同遥感信息已构成海量数据，而城市又是一个规模庞大、结构复杂、不断发展的动态体系。其发展变化和城市化过程不仅表现在人口的增加、经济的发展和功能的变化上，而且也表现在城市空间结构的变化上，这使得以遥感手段监测与研究城市变迁成为可能。采用遥感技术可以获得不同时相的，不同分辨率的关于城市空间结构的准确信息，这些信息的解译、提取、分析、研究将为城市变迁的动态监测与规划提供有用的技术参数。遥感具有从空间和时间尺度上，对城市发展变化进行动态观测的优势，可以根据需要提供城市范围内各种地物动态信息，具有现势性强、图像直观形象、反应宏观规律性，并可节省大量人力、物力和财力等优点，对现代城市建设与管理有重要意义。

多源数据融合是指由不同传感器信息源实际融合为统一的表达形式，数据融合的基本目标就是通过组合，获得比任何单个输入数据元素更多的信息。因此，把不同传感器的遥感数据和非遥感数据融合在一起应用，是遥感技术应用向纵深发展的必然趋势。可以利用某一城市不同时期、不同卫星的遥感数据及不同时期该城市发展的地图数据，制作该城市的发展态势图，并对结果进行了分析研究。

2.图像处理的技术方法

2.1数据情况。首先发展态势图是利用不同时相、不同卫星的遥感图像及相关地图数据的融合，制作出不同时期内的城区发展态势图，进行该城市发展研究。从宏观的角度直接展示该市城区几个时期的城区扩展情况，目的是有效监测城市扩展，在城市规划、管理方面为政府部门提供信息服务。采用的遥感数据为：不同时期的TM影像及SPOT全色影像；所用的地图数据为：行政线划图、不同时期的该市城区边界图。

2.2多源数据融合的优势。常规的遥感技术应用只是从单一传感器数据处理出结果，对于目视判读而言，其信息的表达常常不能满足实际要求。但经过遥感数据及地图数据的信息经过融合处理后，能够使TM图像与SPOT图像的信息体现在一起，有利于城区边缘的确定，根据地图数据还可以将历史中某个时期的城市边缘界线在图像上表现出来，而且不同时相的遥感图像融合，能够提取城市在某一阶段的动态变化信息。

2.3数据融合中的关键。

（1）地图数据的矢量化及格式转换。对于采用的地图数据，其信息是存储在纸制的地图中，需要经过数字化为矢量数据，再经过GIS应用软件Arc/Info的转换为栅格数据，方可使用。

（2）数据的几何校正。遥感图像的几何校正是指从具有几何变形的图像中消除畸变的过程。在处理中需要对不同时相的TM与SPOT进行融合处理，而且要从最终结果上确定各个时期的城区边界，必须要有一个统一的标准，所以要将图像校正到统一的坐标空间中。对于各个时期城区边界的矢量数据，在转换为栅格数据后，再进行校正。为了使计算出的多项式能够精确地表示两个图像之间的变形关系和减少在选取控制点时的随机误差。一般选用道路、河渠的交叉点等特征明显、容易定位的点做控制点，要求这些控制点的分布尽可能地均匀，数量尽可能多。

（3）数据融合方法。IHS变换法是融合多源遥感数据最常用的方法，此法有利于将所需的信息融合在一起，提高了目视解译效果。

3.遥感技术在数字城市中的应用

3.1制作城市图像：包括卫星遥感图像制作、航空像片镶嵌、计算机制图及彩红外正射影像图研制等。利用遥感资料使用光学或计算机技术可制作不同种类、各种比例尺的专题图或影像图，以满足不同使用者的需求。不论是规划者、建设者、管理者或决策者，均可以从图中了解所需要的信息，在图上拟定方案或对策。

3.2城市土地利用现状调查：当前，城市用地共分为十个大类，分别是：居住用地、公共设施用地、工业用地、仓库用地、对外交通用地、道路广场用地、市政公用设施用地、绿地、特殊用地、水域和其他用地。在实际工作中，我们可以根据不同的应用需要，进行相应类型的遥感调查，获取相应的遥感资料，然后绘制出土地利用现状图和土地利用演变图，并自动测算出该区域内各利，用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。城市规划和管理者通过这些资料，可以判断城市布局是否合理，城市绿地是否足够，存在哪些不足，需要如何改进，从而因地制宜，为城市制定相应的规划、建设和管理方案。

3.3城市人口普查：在定性、定量、定位的调查了城市各种土地利用现状后，可迅速而准确地获得城市的总建筑密度、住宅房屋密度等城市用地特征参数。而城市居住建筑密度与人口分布密度往往有着某种必然的联系，因此，可以以住房密度作为变量用于人口普查、人口统计学等方面的研究，从而为国家人口普查提供一个方便、快捷、精确的辅助手段。

3.4城市环境质量调查：城市环境是自然环境和社会环境综合作用下的人工环境。环境质量是指城市各环境要素本身及其组合受到污染影响的程度。当前，城市环境质量调查的主要内容是固体废弃物污染、大气污染、热污染和水污染。