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（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司 内蒙古呼和浩特市 010020）
摘要：中国目前正处于城市化快速发展期。城市化的发展，一方面创造了城市文明和物质繁荣，给人们带来了极大的生活便利；另一方面则剧烈地改变着原有的生存环境，并产生了一系列城市问题：人口激增、环境污染、耕地占用、绿地减少和生态系统退化等，城市已成为社会矛盾和资源环境问题最尖锐的区域。该文阐述了遥感技术在城市基础数据获取、生态环境监测以及城市规划等领域的应用，同时展望了城市遥感技术发展的新趋势。
关键词：城市；遥感技术；数据获取；数字城市
1遥感技术与城市遥感
遥感技术作为一种在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术，能够快速、准确地获取城市发展、建设的有关信息，既有城市宏观的全貌和综合数据，又有城市街区的微观图像和基础数据，可以全面、高效、实时地揭示城市的发展变化。正是由于遥感技术具有的显著优越性，使得城市遥感逐渐成为众多学者与专业技术人员关注的热点领域，城市遥感技术也开始广泛地运用到城市规划与建设、土地开发、环境监测、人口统计以及园林绿化等各个方面，逐渐成为城市管理决策的核心技术手段之一。所谓城市遥感，即以城市系统为研究对象，利用遥感技术为城市规划管理者提供多方面的基础信息和相关资料的科学技术。目前，城市遥感主要采用航空与航天遥感相结合，同时辅以地面实地调查的一种技术方法。全球现有1000多颗遥感卫星在轨运行（2012年8月数据），如美国的QuickBird，法国的SPOT，中国的CBERS以及印度的IRS等。各种遥感平台的定期与不定期的作业，可见光与彩色红外摄影、热红外扫描、多光谱与高光谱扫描等各种成像技术的应用，使得多分辨率、多光谱、多质量等级的城市动态信息数据的获取成为可能。如今，城市遥感技术的运用，已成为衡量现代城市规划与管理水平高低的一个重要标志。它对于及时了解和掌握城市发展变化及资源环境状况，对于合理进行城市规划、调整用地结构、保护城市环境和实现城市可持续发展具有十分重要的意义。
2城市遥感技术的应用领域
城市遥感技术为全面、高效、实时地了解城市的发展变化提供了有力的技术支撑，它已逐渐渗透到城市建设和研究的各个领域，在城市规划管理中的巨大的作用也日益显现。目前，城市遥感技术的应用领域主要体现在以下几个方面。
2.1城市基础信息数据的获取
城市基础信息数据包括数字地图、正射影像图、数字高程模型、数字景观模型、数字专题图和各种专用地理信息数据等。现代城市建设需要大量的基础信息数据，利用遥感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，加快城市数字化的进程。近些年，由于计算机技术以及数字图像处理技术的发展，数字正射影像图在城市设计和管理中的应用日趋活跃，其特点正在被城市规划者认同，并在应用实践中得到进一步发展。
此外，为了更真实、直观地反映城市的地形地貌及环境状况，对城市数字高程模型和景观模型等数据的需求也日益增多，利用遥感信息快速生成数字高程模型和景观模型，在技术上已经日臻完善。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能，在计算机上能够非常逼真地再现城市场景，并可以多视角浏览，有助于改善城市设计与规划决策。以上基础地理数据的获取与生成均离不开城市遥感技术。
2.2实现城市环境的宏观监测
固体废弃物、大气和水体的污染以及城市热岛都是城市发展中面临的主要环境问题，利用遥感技术可以有效地开展城市环境问题的宏观监测。
例如，不同的物体在遥感影像上具有明显的的灰阶、色调、纹理特征差异。因此，利用高分辨率的遥感图像就可以对城乡结合部的固体废弃物进行解译与识别；其次，根据特定时期的城市大气环境在遥感影像的电磁波辐射强弱特征，结合实地环境监测数据，建立两者之间的相关数学分析模型，可以对城市大气污染的现状与空间分布进行测定与评估；第三，城市热岛是由于城市扩张与热源排放导致的市区温度高于郊区的一种污染效应。研究者可通过对热红外影像的分析判读，揭示城市热岛强度和空间分布范围，并对其分布特征、形成规律等进行深入研究。进而实现对城市热环境进行合理规划和科学管理的目的；在水污染监测方面，遥感技术也能够发挥重要作用，由于不同水体中的污染物成分、浓度不同，导致水体反射率发生变化，因而在遥感图像上也会有明显反映。研究者可通过分析相关遥感信息，判断出水体污染的类型、程度以及空间分布，从而为城市水环境保护提供科学决策依据。
2.3为城市规划提供技术支持
利用遥感技术可以快速、准确地获取城市规划和城市建设所需的各种信息数据。具有遥感信息判读经验的技术人员，通过对城市历史以及现状的各类遥感影像数据进行人工判读解译，结合计算机智能识别与分类技术提取相应的城市专题信息，容易发现城市化发展中存在的一些突出问题，因而可以提出对城市规划与管理决策具有现实意义的建议。遥感技术在城市规划管理中已经和正在发挥着重要的作用，例如，早在20世纪50、60年代，我国就利用航空影像数据对部分城市区域开展了初步调查研究；“十一五”期间，国家建设部启动了针对我国86个重点城市的城市建设遥感动态监测项目；此外，列入国家863计划的信息获取与处理技术重大课题，利用高空间分辨率的QuickBird卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究，都是遥感技术在城市规划领域应用的很好的例证。可预见，随着城市遥感技术的不断进步，遥感信息数据在城市规划建设中的应用将会产生巨大的社会经济效益。
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2.4城市化进程及土地利用动态监控
随着中国经济的快速发展，城市人口与城市空间规模的不断膨胀，城市边缘地带的大量耕地、生态用地正在被蚕食，城市空间急剧扩张中出现的盲目无序、生态环境破坏、公共交通导向滞后等问题，均对城市健康发展构成严重威胁。因此，对城市空间扩展及土地利用变化进行动态监测，是发现和解决城市问题的一个重要途径。在城市化迅速发展的背景之下，利用遥感技术对城市区域不同时相的各类航空、卫星影像数据进行解译分析，能够迅速、准确地获取城市建成区内各种土地利用的现状与历史信息数据。研究者可以客观了解不同时期内城市居住、耕地、林地、水体、交通等用地的面积、分布和动态变化情况，从而为深入研究城市化发展问题、合理进行城市土地利用规划提供强有力的技术手段。
2.5城市园林绿地与植被调查研究
城市绿地与植被是城市自然生态系统的重要构成要素，绿色植物具有释放氧气、净化污染、调节城市气候、美化景观等诸多生态功能，因而在城市系统中充当环境调节器角色。随着城市生态环境日趋恶化，这种作用更加受到人们的关注，城市绿地监测和动态评价已成为城市问题研究的核心内容之一。利用遥感技术能快速准确地获取城市园林绿地的分布和植被覆盖度信息，了解城市绿地景观的组成、植被种类和空间布局。应用遥感影像对城市园林绿地进行调查，首先是根据调查研究的内容选取不同类型、时相和分辨率影像数据，然后对影像数据进行校正、解译和分类。最后计算出绿地面积并对城市植被覆盖状况按等级进行划分，通过对不同时相的遥感数据进行动态变化分析，能够建立起供政府决策利用的空间数据库与模型库。近10年来，国内的北京、广州、上海、天津、深圳、重庆等城市均开展了城市绿地遥感调查和评价研究，各种类型的遥感数据源都得到了广泛地运用，也取得了较好的效果，相关研究成果的取得极大地推动了我国城市绿化及城市生态研究工作。
3城市遥感技术的发展与展望
遥感技术问世30多年来，其应用的深度和广度都在不断的拓展。目前，这一技术正从单一遥感资料的分析，向多时相、多数据源的信息复合与综合分析过渡，从区域静态分析研究向动态监测和过程预测过渡，从定性调查、系列制图，向计算机辅助的数字处理、定量自动制图过渡，从对各种事物的表面性的描述向内在规律分析、定量化分析过渡。预计在未来一段时期，城市遥感技术将在以下一些方面有较大的发展。
3.1遥感数据获取技术的发展
随着新型传感器研发水平的提高以及城市遥感对各类数据需求的增加，高分辨率卫星遥感数据在城市中得以广泛应用。尤其是IKONOS、QuickBird、GeoEye-1等一系列商业卫星的成功发射和运行，将逐步取代航空遥感数据成为城市遥感的主要数据源。高分辨率卫星数据在城市规划、城市土地调查、环境监测、城市地图和专题地图更新等方面会发挥重要的作用。对于全球用户而言，无论你身在何处，都能够更方便地采用联机方式直接定购和接收产品，相关遥感数据信息能以数字方式传输，在几小时内就可以获取相关数据。
3.2构建新型城市遥感信息模型
遥感信息模型是集地形模型、数学模型和物理模型之大成，它是利用遥感信息和地理信息影像化方法建立起来的一种可视化模型，是一种注重知识表达和影像理解的模型。城市遥感信息模型是遥感技术应用深入发展的关键，构建各类针对具体研究对象的城市遥感信息模型，可计算和反演对实际应用非常有价值的城市环境参数。在过去几十年中，尽管人们发展了许多遥感信息模型，如植被指数和植被覆盖度模型、地表蒸散估算模型、城市地表不透水层模型、地表温度指数及归一化水体指数模型等，但远不能满足当前城市遥感应用的需要，因此发展新的遥感信息模型仍然是当前城市遥感技术研究的前沿。
3.3“3S”信息技术的集成应用
未来由遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）作为主体构成的空间信息集成技术系统，将完成其从理论、方法、技术框架到实施步骤的研究和应用，最终形成具有多维城市信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。其中，遥感可为地理信息系统提供海量的空间数据信息，地理信息系统为遥感影像处理分析提供高效的辅助工具，全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时的定位信息和地面高程模型。“3S”一体化集成将最终建成新型的城市三维信息获取系统，并形成高效、高精度的信息处理分析流程，这对遥感技术在城市系统的应用与发展产生深远的影响。
3.4全面推进“数字城市”的建设
“数字城市”是城市信息化的战略目标和城市现代化的重要标志。遥感技术发展在“数字城市”的建设过程中将扮演举足轻重的角色，遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支，与城市发展的其他信息相比，有其显著的特点和应用优势。作为“数字城市”建设中的关键性支撑技术之一，遥感信息的获取与处理技术随着数字化时代的到来正在高速发展，人们对遥感信息内在规律与实用价值的认识也愈加深入。因此，遥感技术在城市领域的应用将越来越广泛，这必将推动“数字城市”和“数字地球”的建设，对于提升城市规划和管理决策水平，提高城市建设的社会、经济、生态环境等的综合效益，以及推进城市的科学发展将起到十分重要的作用。
4结语
随着全球城市化的加速推进、人类航空航天技术的进步，遥感技术已成为快速获取城市空间信息的一种强有力的技术手段。它在城市现代化建设和科学管理中逐渐得到广泛的应用，广度和深度呈现日新月异的态势。高分辨率的遥感数据、新型城市遥感信息模型的发展将会进一步提高其应用精度和实用价值。在时空一体化的基础上，“3S”信息集成技术、“数字城市”的建设将成为必然趋势，城市遥感技术的应用成果将更好地服务于城市建设与规划管理的客观需要，其强大的技术优势与应用潜力也将得到充分体现。
参考文献
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[2]吴贤宇.试谈城市遥感[J].科技广场，2006（7）.
[3]刘英，赵荣钦.遥感技术在中国城市环境监测中的应用研究进展[J].云南地理环境研究，2006（1）
作者简介：
刘江龙，男， 1982年2月 籍贯：甘肃定西，汉族 大学本科学历 工程硕士学位，研究方向为摄影测量与遥感
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