本站原创【摘 要】城市规划动态监测是一个实时性强的巨大、复杂的系统工程,随着我国城镇化进程加快,以及数字规划概念的提出,遥感对地观测技术逐步实现了从定性到定量,从数据到信息的转换,为获取和更新城市地理信息以及城市扩展监测提供了重要技术手段.本论文主要论述与探讨了遥感技术在城乡规划建设中的监管业务、技术流程、数据获取、遥感信息模型和发展趋势展望等.
【关 键 词】城市规划建设监测遥感技术
一、引言
我国正处于城市化加速发展阶段,《中国城市发展报告（2011）》研究结果表明2011年我国城镇化率已经达到51.27%,城镇化率首超50%,标志着我国从一个农业大国进入以城市社会为主的新历史阶段.为了实现一定时期内城市经济和社会发展目标,城市规划建设负责协调城市空间布局和各项建设的综合部署和全面安排,直接影响城市性质、规模和发展方向,影响城市土地利用,其对经济和社会发展有着深远的影响.城镇化建设加快,城市系统的变化也愈趋复杂,城市规划和建设任务更加繁重.在21世纪数字地球的时代,标准信息化是城市规划的必然,城市规划面临的首要问题就是基础数据获取,遥感技术获取数据宏观性、综合性、多源性和动态性周期性等特性,有助于更新城市基础地理信息,使其日益成为城市规划不可或缺的重要组成部分和技术支持,以适应现代城市建设与可持续发展的需要.同时面对城市规划建设中存在的许若干问题,遥感信息技术为城市规划和建设监管提供了一种实时高效的技术手段,遥感数据也因此成为城市地理信息的重要数据源.
二、城乡规划遥感监管业务与技术流程
城乡规划动态监管的主要内容是城乡规划强制性内容的落实情况,主要技术流程是应用遥感技术,通过同一地区不同时相的遥感影像提取城乡建设变化信息,将变化信息进行地物分类,与监管地区的城乡规划专题资料进行叠加对比分析,辅以外业核查,最后将城乡建设变化的空间位置和规划业务信息提交城乡规划主管部门,为城乡规划的编制、实施、监督和修改提供决策依据.监管业务流程和相关技术流程如下（图1）：
图1城乡规划监管业务流程和相关技术流程
三、遥感数据源选取及数据处理
遥感地观测技术作为城市扩展监测的主要手段,提供了丰富的城市扩展变化数据,该技术在城市扩展监测中的发展趋势主要表现在采用高分辨率、高光谱遥感数据,对光谱特征非常相似的城市地物和人工目标物加以区分和精细分类,以提高城市规划建设变化监测数据的准确性、可靠性和时效性.
(一)遥感数据源选取
陆地卫星空间分辨率最高已达到厘米级,电磁波段也由可见光、近红外波段扩展到热红外、微段,从二维观测发展到三维观测,从宏观的区域研究开始向复杂的城市区域研究.
遥感数据源的选择需要考虑的因素非常多,包括、空间分辨率、成像时间、波谱分辨率等因素.针对城市规划遥感监测任务,选择合适的遥感数据源是最先要考虑的问题之一,原则上主城区由于建筑物密度较大,地物目标类型多样,通常选用低于1m以下空间分辨率的影像,城市郊区或城乡结合部可选用分辨率在2m左右的数据（见表1）.
为了提高城乡规划建设监管的效率和准确性,结合卫星遥感影像的分辨率和性价比,用于城市规划动态监管性价比比较好的遥感影像数据源组合是：主城区采用高分辨率的IKONOS、QuickBird、GeoEye-1和WorldView2数据,城乡结合部或者规划区范围采用SPOTS数据.
(二)数据处理及信息提取
获取了遥感卫星影像后,首先利用地形图数据对影像进行几何纠正,使得遥感影像的投影方式与地形图、规划图一致,为变化信息提取与分析创造条件；通过配准步骤,使规划所描述的城市功能分区与地理坐标相关联,实现与纠正后的遥感影像数据在同一参考基准下的比对.将配准之后的同一地区的多景影像进行镶嵌工作.使之成为一幅反映被监管区域全貌的完整影像.镶嵌处理之后进行全色影像和多光谱影像数据的融合,为后续的变化信息提取做准备.
在利用遥感技术进行城市规划监管工作中,最核心的图像处理步骤即为遥感图像信息提取与挖掘.通过对城市规划监管业务和技术需求分析,结合城乡规划主管部门的职能和重点工作的要求以及当地实际,确定重点监测目标,例如城市道路、城市绿地、城市水系、城市用地和历史文化名城等.通常监测目标在遥感影像上具有一下几个特征：1.地物光谱特征；2.纹理特征；3.地理空间特征；4.位置分布特征；5.特定空间结构和空间关系.通过以上地物目标特征,选取不同的方法对多时相高分辨率遥感影像进行变化差异图斑提取,并对这些差异实现地物分类.分类结果与各专题规划图进行对比,并辅以实地核查,最终将量化和定位结果上报行政管理部门.针对目前城市规划建设中存在的若干问题：违法建设大量出现、城乡结合部建设混乱、文物毁坏大拆大建、无规则擅自批建等,遥感技术和多时相影像数据成为了一种实时有效的城市规划监管方式.
四、遥感信息模型
遥感技术不仅可以获取直观形象的信息,例如房屋、道路、绿地等,而且可以通过数据挖掘技术提取无形信息,例如建筑容积率、建筑密度、城市大气环境与热岛效应、城市绿地调查、交通流量、城市扩展过程模拟与优化等等.遥感信息模型是用遥感信息和地理信息影像化的方法建立的一种物理数学关系模型.遥感信息模型有助于提高遥感影像利用率,较好的解决大数据量、小信息量的问题,同时也能够对不同城市规划建设目标提供辅助决策信息.遥感信息模型的应用,大大提高了数据采集速度,减少人工采集工作量,是城乡数据进行空间统计分析的基础.因此遥感信息模型是遥感信息研究的重要方面及遥感信息应用的发展方向.
五、总结与展望
城市化的高速发展使得城市布局发生了重大变化,新建、改建、迁建工程项目不断增加,土地盲目性和无计划性利用的问题日趋突出,严重制约了城市化进程的健康和可持续发展.在此种情况下,遥感技术做为实时高效的监管方式,在城市规划中具有广阔的应用空间.目前,遥感技术正朝向多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相一体化发展,同时遥感技术和地理信息技术也在深度融合,不断集成和优化遥感影像、信息模型、数据挖掘、空间统计分析和GIS监管系统,建设较完善的信息处理和信息应用的综合信息流程,逐步实现信息应用系统和管理系统的资源共享,城市规划建设业务流程无缝对接.