城市遙感信息是城市的資源之一，本文介紹遙感信息在城市規劃與管理中已經獲得實際成果的應用途徑和現狀，分析了應用實踐中的一些問題，展望了遙感信息在城市規劃建設領域的應用前景。

　　《遙感學報》的前身是1986年創刊的《環境遙感》，她誕生于中國遙感事業的初創時期，是隨著中國遙感事業的發展而成長起來的第一本遙感刊物。二十二年來，《遙感學報》結合中國遙感事業不同時期的重點和需要，刊登了大量國內最新科研成果和國家重點支持的研究項目的成果論文，對中國遙感科學技術的發展和人才培養發揮了巨大作用，成為目前中國遙感和地理信息科學領域最有影響的學術期刊。

　　一、引言

　　遙感技術(Remote Sensing)是一門建立在空間科學、電子技術、光學、計算機技術、信息論等新的技術科學以及地球科學理論基礎上的綜合性技術，為現代前沿科學技術之一，具有宏觀、動態、綜合、快速、多層次、多時相的優勢。在新技術迅猛發展的今天，遙感技術伴隨著航空、航天技術的發展而不斷提高與完善，服務領域因之而不斷擴展，受到普遍重視，顯示出極其廣泛的應用價值、良好的經濟效益和巨大的生命力。

　　城市遙感信息是城市重要的信息資源之一，遙感技術在城市規劃與管理方面的應用目標可以歸納為：快速實現城市范圍國土資源與生態環境的多層次、全方位綜合調查，系統地研究城市資源與環境的空間分布規律及其相互聯系、相互制約的關系，按不同層次、不同內容編制系列基礎圖件，客觀、真實、系統地反映城市的建設成就和存在問題，為制定城市國民經濟和社會發展的中長期規劃、國土資源和生態環境的綜合整治規劃以及城市經濟可持續發展規劃提供科學依據。

　　二、遙感資料的制圖應用

　　1) 航天遙感制圖

　　所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術。航天遙感實踐中，針對具體應用需求，選擇不同的傳感器如：成像雷達、多光譜掃描儀等，通過衛星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數據，利用遙感圖像專業處理軟件對數據進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理，同時，借助應用區域現有較大比例尺的地形數據，對影像數據進行投影變換和幾何精糾正，并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應地名信息，進行相應的標注和整飾，制作數字正射影像圖。

　　當前，高分辨率衛星遙感技術的發展已經到了一個前所未有的高度，法國SPOT 5和美國IKNOS、QUICKBIRD衛星影像的地面分辨率分別達到2.5m、1m、0.61m，據估計，在未來兩年內，更高分辨率的衛星遙感影像將進入商業運行。這就使得衛星遙感技術突破了僅能進行定性分析的局限，而跨入定性和定量分析的新境界。因此，航天遙感制圖應用也更為活躍，展示出非常好的前景，不僅在國土資源調查、土地利用監測、城市規劃監測、重點風景名勝區監測中有了典型應用，而且，國家863計劃信息獲取與處理技術主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛星影像進行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外，高分辨率衛星遙感影像還可提供立體像對，可用于直接生成DEM數據，甚至可以進行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。

　　用于遙感影像處理的專業軟件如Erdas、PCI、ENVI、Er Mapper等都來自國外，軟件比較成熟，功能較多，并且有些軟件還將衛星傳感器的參數引入影像處理中，以提高精度。近幾年國產化遙感影像處理專業軟件相繼涌現，如ImageInfo、IRSA等，為遙感影像的廣泛應用提供了具有自主知識產權的、高性價比的實用工具。

　　2) 航空遙感制圖

　　所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術。根據不同的應用目的，選用不同的傳感器：如：航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機等，獲取所需資料包括：航攝像片和掃描數據。其制圖應用一般包括兩大方面：

　　(1)攝影測量制圖

　　在測繪領域中，攝影測量學已經是一門從理論到實踐都非常成熟的學科。按照陳述彭院士主編的《遙感大辭典》給出的定義，攝影測量完全符合遙感的廣義定義，與狹義定義雖不夠貼切，但從總體上講，它具有遙感的諸多特征。在我國應用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當長的歷史。目前，1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪，基本上都采用攝影測量方法施測。在城市測量方面，由于要求成圖比例尺較大，過去由于航測儀器及作業水平的局限一直徘徊于有關實驗，主要原因是，對于平面精度，只要工序控制完善尚能滿足要求，但高程精度難以滿足《城市測量規范》的要求。而近年來，計算機技術的發展給攝影測量制圖帶來了新的發展和變化，不僅在內業測圖儀器上實現由測繪線劃圖到直接測繪數字地形圖的轉化，而且誕生了拋開了傳統的攝影測量儀器設備，以軟件實現地形數據采集與處理的數字攝影測量技術，這無疑是攝影測量技術發展史上的一次革命。數字測繪成果既可以通過硬拷貝輸出獲得線劃圖件，又可以借助相關的編碼技術及格式轉換接口，直接為GIS提供基礎數據。

　　在我國測繪工作者的努力下，我國的數字攝影測量技術水平站在了世界先進的行列，這是中國測繪人可以引以為自豪的。與國外相關產品相比，具有我國自主知識產權的VirtuoZo NT和JX-4兩大數字攝影測量系統，性價比更為出色，近幾年迅速占領國內城市測繪的制高點，展示了極為廣闊的發展前景。目前，應用數字攝影測量技術進行城市大比例尺地形圖的測繪與更新，已經非常普遍，很多城市測繪部門已經形成了一定規模的生產能力。

　　實踐表明，應用攝影測量技術進行城市大范圍大比例尺空間基礎信息的獲取與更新，平面精度完全可以滿足規范要求，在高程精度方面需要進行特殊的處理(如鋪面水準實測)。與常規地面測量相比，其主要的優勢在于周期短、成本低。

　　(2)正射影像圖制作

　　正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件，是將航攝像片的中心投影經過機械式的或數字式的糾正轉變為正射投影形式而生成的影像圖件。正射影像圖制作的優勢在于，生產周期短、成本低。

　　正射影像圖分為“常規正射影像圖”和“數字正射影像圖”兩大類，前者是通過影像拷貝和正射投影儀糾正工藝，以紙基或膠片基承載的平面型影像圖件。后者則是應用數字攝影測量技術和工藝制作的以數字形式存在的影像圖件，可以方便地輸出成紙基或膠片基圖件。目前，由于計算機技術和影像處理技術的發展，以數字形式存在的影像圖件在生產技術上日趨成熟并不斷完善，已經占據主導地位，并與方興未艾的城市 GIS 技術相得益彰，應用廣泛。特別是數字影像圖在色彩處理方面的優越性，使其更具應用價值。

　　利用正射影像圖勾繪地物圖形進行地形圖生產，就是曾經廣為應用的像片圖測圖，這種技術現在仍然有其生命力，2000年實施的“數字海淀城市智能管理信息系統”就是利用城市航空遙感制作的1:2000正射影像圖實現地物信息的勾繪并建立系統數據庫的。從2002年開始，北京市每年都進行航空攝影，并利用航攝資料制作大比例尺數字正射影像圖，逐漸積累將會形成一個記錄北京市城市年度變化的信息豐富影像圖庫。同時，由于城市基本地形和像控點數據變化較小，形成了有效的可持續利用的DEM和像控點庫，使正射影像圖生產更為經濟和快速。

　　在正射影像圖上疊加某些地形信息，如道路信息、房屋信息等，制作復合式正射影像地形圖，信息更為豐富，表現力更強，其在城市規劃與管理方面的應用更具直觀性。

　　三、遙感影像資料的規劃設計應用

　　城市大比例尺地形圖是城市規劃設計、管理中應用最為廣泛的一個圖種，而遙感影像圖在規劃設計中的應用仍然舉步維艱。1992年開展中德技術合作時，國內第一條完整的正射影像圖生產線在建設部建成，建設部曾發文推廣正射影像圖在城市規劃設計中的應用，但收效甚微。究其原因主要是，盡管城市大比例尺正射影像圖或影像地形圖對于城市規劃設計的輔助作用要優于線劃地形圖，但其在城市規劃設計及管理方面的應用沒有形成易操作的技術思路和方法，沒有充分地展示其功能特點和未來發展趨勢。1996年完成的建設部科研課題《廣州市大比例尺數字正射影像圖制作及在城市規劃中的應用》研究，應用航空攝影資料制作2054幅1：2000數字影像圖和504幅1：5000偽彩色數字影像圖，并建成區范圍調查、綠化覆蓋率調查、水系調查、重大違章建筑的監測等方面開展應用研究，取得了較好的效果，這是國內第一個大范圍大比例尺正射影像圖生產和應用的實例，是一次有益的、意義深遠的成功嘗試。

　　最近幾年，由于計算機技術以及數字正射影像圖生產技術的發展，數字正射影像圖在城市規劃設計、建設和管理中的應用日趨活躍，其特點正在被城市規劃行業認同并在應用實踐中得到進一步發掘，生產市場也日益擴大，城市在進行以基礎信息獲取與更新為目的的航攝時，一般都要求開展數字正射影像圖的制作。

　　在城市規劃設計、建設和管理中，為了更真實、直觀地了解城市的地形地貌及環境狀況，對數字高程模型和數字景觀模型等數據的需求也日益增多，利用遙感信息進行數字高程模型和數字景觀模型的生產，在技術上已經日臻完善。實踐中人們認識到，應用航空遙感信息進行生成數字高程模型(DEM)所需要平面坐標(X，Y)及高程(Z)的數據集的采集，比地面測繪或其它方式更為經濟和快速。作為模型化的城市現狀的表現形式，城市景觀模型對于總體規劃設計思想的形成以及把握城市建設和發展的方向，具有重要的作用。傳統的城市景觀模型是以紙板或其它材料制作的非數字式模型，要想做得逼真，費時費錢。應用數字攝影測量技術所具有的制作城市景觀數字模型的功能，在計算機上非常逼真地再現城市現狀，并可以多視角瀏覽，以輔助規劃設計與建設的參與者及決策者開展相關工作，毫無疑問，其基礎資料來源于各類遙感信息。

　　除此之外，近景攝影測量和三維激光掃描技術的遙感特征也應被正視，它們面向城市的現實目標體進行信息的獲取，對城市規劃、建設和管理的信息支持作用也是不可低估的，如文物保護測繪、城市標志性建筑和街區的三維建模等。

　　四、專題遙感調查與研究

　　城市規劃、建設和管理是一個長期的過程，是一個包括城市方方面面的系統工程，與城市的歷史、人文、地理環境以及經濟建設緊密相關，因此，通過對一些可能影響城市建設和發展的專門課題的調查與研究，獲得指導城市規劃與建設的決策的信息，有著巨大的社會效益和經濟效益，對于城市社會、經濟、環境等協調發展具有重要意義。#p#分頁標題#e#

　　遙感圖像資料是地表光譜特征通過大氣層的傳播，被航空或航天傳感器接收記錄為光譜數據，或直接反映在感光介質上成為像片資料。不同的地表覆蓋，不同的地物特征，反映為遙感資料的不同色度值、亮度值，它們是地表反照率的函數，為計算機自動分類和準確的目視判讀提供了可能，從而提高調查工作的效率和效益。

　　衛星遙感信息覆蓋的范圍大，雖然其分辨率有限，但對于宏觀定性分析，有著重要的作用與價值。從七十年代中期開始，我國就利用陸地衛星像片開展區域地質調查以及土地資源調查。現在衛星傳感器的種類很多，分辨率大大提高，其信息可應用于大范圍的區域規劃，尤其城市群的規劃建設，有巨大效益，應用遙感技術可以開展很多專題的調查研究，如：1)城市土地利用現狀調查;2)城市歷史變遷動態研究;3)城市水系調查;4)城市道路網絡調查;5)城市污染源分布調查;6)城市垃圾調查;7)城市熱島效應調查;8)城市綠化現狀調查;9)城市在建工地調查;10)城市舊城改造調查;11)城市防汛設施分布調查;12)城市違章建筑現狀調查等等。由具有遙感信息判讀經驗的技術人員，對包括衛星遙感影像、彩紅外影像、多光譜掃描影像以及歷史遙感影像等資料進行人工判讀識別，結合計算機模式識別與分類等專門技術提取相應的專題信息，然后進行實地調查核實，確定研究對象的性質、特征以及規模等。綜合各專題的調查研究，制作專題圖件，總結和分析城市建設的成就以及存在的問題，揭示城市資源與環境的空間分布規律及其相互聯系、相互制約的關系，提出對于城市可持續發展規劃與管理決策等有現實借鑒價值的建議。

　　國土資源部將土地利用動態遙感監測列入新一輪國土資源大調查“一項計劃、五項工程”中，對全國66個人口50萬以上的城市進行土地利用變化監測，其成果直接應用于國土資源調查、耕地保護、規劃和土地執法檢查、土地利用管理及檢查各地統計數據的可靠性，為土地管理的依法行政提供了真實可靠的信息支持。該項目最初是利用TM遙感數據，現在已經發展到利用分辨率為2.5m的SPOT 5衛星遙感數據，使監測信息更為準確，定量分析的置信水平更高。項目從1999年開始，目前仍在進行中。北京市于2001年開展了基于衛星遙感影像的土地利用詳細調查工作，摸清了城市土地利用現狀，為規劃和土地管理決策提供了可靠的依據。建設部于2002年底開展全國城市規劃監管和國家重點風景名勝區監管項目，也是利用2.5m、1m、0.61m等分辨率的衛星遙感數據與地形、規劃數據進行比對，發現和監管違法違規的建設活動，應用效果非常顯著。

　　五、遙感信息的GIS應用

　　GIS(地理信息系統，Geographic Information System)是一門新興的邊緣學科，是一個在計算機硬件、軟件和網絡支持下對空間信息進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示和應用的技術體系，是一個在各個領域得到廣泛應用的智能化系統。從80年代初開始的二十年間，GIS在我國由探索到實際應用，經歷了一個成績輝煌的發展時期，在許多方面發揮了重要的作用。

　　我國的GIS研究和應用是以遙感為先導的，而且遙感技術和GIS技術同被列為數字時代的高新技術和核心技術。城市遙感信息是城市空間信息的一部分，也是城市GIS的研究對象。與矢量信息相比較，遙感信息的綜合、多層次、多時相、形象直觀的優點，可使GIS的分析、顯示和決策應用功能能夠得到更為生動的表達，其成果使多種層次的使用者如身臨其境。有學者預測，隨著城市信息化的推進，大量的城市GIS的建設與應用，對城市空間信息的需求將越來越多，人們將面臨巨大的信息獲取與更新的壓力。從技術、經濟等角度考慮，遙感技術將成為解決這一問題的最優的和最有發展前景的技術之一。

　　六、結語

　　目前，“數字地球”已經成為信息時代的戰略制高點，世界各國政府和有識之士正在付出巨大的關注和行動。作為對應策略，我國的“數字中國”規劃已經提上議事日程，而作為其重要的組成部分之一的“數字城市”的建設必將扮演舉足輕重的角色。城市遙感信息是“數字城市”的多源信息的一個重要的分支，與城市的其它信息相比，有其特點和應用優勢。遙感技術也是“數字城市”建設中的關鍵技術之一。遙感信息的獲取與處理技術隨著信息時代的到來正在高速發展，人們對遙感信息內在規律的了解也愈加深入，因此，遙感信息在城市領域的應用將越來越廣泛，必將推動“數字城市”乃至“數字中國”和“數字地球”的建設，對于提高城市建設的決策、規劃和管理水平，提高城市建設的環境、經濟、社會等的綜合效益，以及城市的可持續發展規劃將起到十分重要的作用。

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