高分辨率遙感衛(wèi)星在重慶市城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域中的實(shí)踐

文|重慶市地理信息中心　羅鼎　林熙

城鄉(xiāng)規(guī)劃是城鎮(zhèn)建設(shè)與管理的直接依據(jù)[1]，其內(nèi)容涉及面廣、工期長、專業(yè)性強(qiáng)，這使得規(guī)劃基礎(chǔ)資料（自然條件、環(huán)境狀況、資源分布、城市建設(shè)等）調(diào)查整理的任務(wù)復(fù)雜艱巨，傳統(tǒng)的測繪調(diào)查耗時(shí)費(fèi)力。以高分辨率衛(wèi)星為代表的遙感技術(shù)已成為城鄉(xiāng)規(guī)劃基礎(chǔ)資料獲取的主要手段之一[2,3]。衛(wèi)星遙感可快速獲取大范圍地表真實(shí)信息，且受限條件少[4]。最新的衛(wèi)星影像圖，可作為提取規(guī)劃要素的專題信息底圖，為城鄉(xiāng)規(guī)劃提供精確的、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；歷史影像圖記錄了規(guī)劃區(qū)各個(gè)時(shí)期的演變情況，為規(guī)劃人員提供直觀、精細(xì)的城鄉(xiāng)變遷實(shí)景再現(xiàn)[5]。本文以重慶市近十年開展的衛(wèi)星遙感輔助城鄉(xiāng)規(guī)劃工作為例，突出重慶市山區(qū)地理特性,旨在介紹一種基于衛(wèi)星遙感的信息獲取方法，探索山區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的高分遙感技術(shù)支撐體系，以指導(dǎo)城鄉(xiāng)規(guī)劃工作更科學(xué)、精準(zhǔn)地開展。

面向城鄉(xiāng)規(guī)劃全流程的高分衛(wèi)星遙感服務(wù)支撐體系

城鄉(xiāng)規(guī)劃高分遙感服務(wù)需要新方法、新技術(shù)等支撐體系，新方法包含標(biāo)準(zhǔn)、算法、模型及工具等方面，新技術(shù)有大數(shù)據(jù)、人工智能、云服務(wù)等技術(shù)。整個(gè)支撐體系是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系下，以高分?jǐn)?shù)據(jù)為源頭，以“高分+”數(shù)據(jù)融合平臺(tái)為核心，將3S技術(shù)、圖像識(shí)別、城市規(guī)劃理論和方法綜合應(yīng)用于城鄉(xiāng)規(guī)劃管理與監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)影像與規(guī)劃數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)、傳輸、維護(hù)、使用以及動(dòng)態(tài)更新，保障城鄉(xiāng)規(guī)劃重點(diǎn)目標(biāo)的快速識(shí)別，為城鄉(xiāng)規(guī)劃現(xiàn)狀調(diào)查、方案對(duì)比、實(shí)施效果評(píng)估提供輔助決策的作用，建立覆蓋規(guī)劃管理業(yè)務(wù)全流程“研究與編制—審批與管理—實(shí)施評(píng)估與督察—宣傳與公眾參與”的精細(xì)化遙感服務(wù)支撐體系。

▲ 重慶市高分衛(wèi)星遙感服務(wù)城鄉(xiāng)規(guī)劃框架圖

1. 面向城鄉(xiāng)規(guī)劃編制的多尺度規(guī)劃現(xiàn)狀調(diào)查遙感服務(wù)體系

利用高分辨率衛(wèi)星遙感影像，針對(duì)市域、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至村社各個(gè)尺度的規(guī)劃編制需要，編制一套適應(yīng)性強(qiáng)的城鄉(xiāng)建設(shè)用地遙感解譯分類標(biāo)準(zhǔn)，使遙感解譯的用地現(xiàn)狀分類層級(jí)與精度滿足規(guī)劃編制的要求。研發(fā)圖像識(shí)別算法與目標(biāo)提取模型，實(shí)現(xiàn)基于遙感影像的居住用地、工業(yè)用地、基礎(chǔ)設(shè)施、綠地等信息快速提?。唤庾g城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模、使用性質(zhì)及空間特征，并結(jié)合規(guī)劃審批業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，提取城鎮(zhèn)建設(shè)用地現(xiàn)狀精細(xì)分類、城市邊界外輪廓等信息，對(duì)城鎮(zhèn)用地現(xiàn)狀和歷史演變進(jìn)行分析，可進(jìn)行總體規(guī)劃、區(qū)域城鎮(zhèn)群規(guī)劃、控制性規(guī)劃、村規(guī)劃及專項(xiàng)規(guī)劃的現(xiàn)狀分析，綜合分析區(qū)位、自然、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等信息，并提出規(guī)劃建議，全方位為城鄉(xiāng)規(guī)劃研究與編制服務(wù)。

2. 面向城鄉(xiāng)規(guī)劃管理的多手段規(guī)劃方案評(píng)審遙感服務(wù)體系

利用高分辨率衛(wèi)星遙感影像與地理信息相互疊加，可清晰查看區(qū)域山系和水網(wǎng)等自然本底信息，并獲取建設(shè)用地、建筑物、路網(wǎng)等各類專題數(shù)據(jù)，為城市總規(guī)、專項(xiàng)規(guī)劃等業(yè)務(wù)開展提供市域、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至村社各個(gè)層級(jí)詳細(xì)的現(xiàn)狀信息。通過構(gòu)建區(qū)位分析模型、建筑物分析模型、資源環(huán)境承載力分析模型、人口演變分析模型等空間分析模型，可對(duì)多個(gè)規(guī)劃方案進(jìn)行公共服務(wù)、公用設(shè)施的覆蓋度分析、合理性評(píng)估與選址分析，服務(wù)居住、商業(yè)、交通、教育等專項(xiàng)規(guī)劃的綜合協(xié)調(diào)和布局平衡。此外，利用遙感影像疊加地形模型可將規(guī)劃方案在三維場景下進(jìn)行可視化分析，讓規(guī)劃方案評(píng)審工作更直觀。

3. 面向城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)督的多途徑規(guī)劃督察執(zhí)法遙感服務(wù)體系

利用多期高分衛(wèi)星影像，可對(duì)規(guī)劃方案的實(shí)施情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與規(guī)劃不符的違法行為，如違法用地、違法審批、違法建筑等。重慶市利用前后多期遙感影像的對(duì)照分析手段，通過城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感督察系統(tǒng)和陽光督察系統(tǒng)等平臺(tái)，開展了違法建筑遙感監(jiān)測、城鄉(xiāng)規(guī)劃強(qiáng)制性內(nèi)容實(shí)施督察、特定管制區(qū)專項(xiàng)督察、行政審批項(xiàng)目督察等工作，形成全市 “天上看、地上查、網(wǎng)上管” 的遙感綜合服務(wù)規(guī)劃督察工作體系和應(yīng)用機(jī)制，不斷提高城鄉(xiāng)規(guī)劃的剛性和嚴(yán)肅性[6]。

4. 面向規(guī)劃、公眾參與的多模式規(guī)劃宣傳遙感服務(wù)體系

利用高分衛(wèi)星影像為底圖，借助微博、微信等移動(dòng)傳媒新模式，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”“云服務(wù)”等技術(shù)，開發(fā)“綜合市情”“規(guī)劃定位”等，規(guī)劃公眾參與應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種智能終端上影像圖、地理信息、規(guī)劃方案開放共享，公眾隨時(shí)隨地對(duì)照城市未來規(guī)劃與現(xiàn)狀影像，方便公眾問卷調(diào)查和評(píng)論，更快速采集公眾參與信息，可有效加強(qiáng)規(guī)劃的宣傳與公眾參與度，提高規(guī)劃方案的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

重慶市高分衛(wèi)星遙感服務(wù)城鄉(xiāng)規(guī)劃業(yè)務(wù)案例

重慶市地理信息中心（重慶市遙感中心）作為重慶市規(guī)劃局下屬事業(yè)單位，已連續(xù)多年開展了面向規(guī)劃管理不同階段的遙感應(yīng)用服務(wù)，每年為規(guī)劃系統(tǒng)各單位提供遙感專題成果數(shù)百項(xiàng)，已經(jīng)形成了一套成熟的高分遙感應(yīng)用服務(wù)體系，成為城鄉(xiāng)規(guī)劃管理部門的一項(xiàng)主體業(yè)務(wù)。

重慶市通過高分衛(wèi)星遙感技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，促進(jìn)了規(guī)劃管理水平的提高，推動(dòng)了規(guī)劃管理的信息化、科學(xué)化。重慶市利用高分衛(wèi)星遙感技術(shù)支撐了城鄉(xiāng)建設(shè)用地動(dòng)態(tài)監(jiān)測、村規(guī)劃分析與規(guī)劃指引、城區(qū)建筑物信息調(diào)查、城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感督察、城市違法建筑遙感監(jiān)測、綜合市情系統(tǒng)等項(xiàng)目建設(shè)，快速、準(zhǔn)確、直觀地掌握了城鄉(xiāng)建設(shè)動(dòng)態(tài)，項(xiàng)目形成的成果包括多種數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)、專題信息報(bào)告等，這些成果成為支撐規(guī)劃管理工作的一系列信息資源、管理手段、監(jiān)測評(píng)價(jià)工具，改變了傳統(tǒng)的工作模式，提高了規(guī)劃管理工作的技術(shù)水平和辦事效率，促進(jìn)和深化了規(guī)劃政務(wù)信息化水平。

1．城鄉(xiāng)建設(shè)用地動(dòng)態(tài)監(jiān)測

該項(xiàng)目從2005年開始啟動(dòng)實(shí)施，已完成主城區(qū)連續(xù)12年動(dòng)態(tài)監(jiān)測，主要利用天空地一體化多源遙感數(shù)據(jù)快速獲取體系，以高分辨率衛(wèi)星影像為主要數(shù)據(jù)源，編制了國內(nèi)首個(gè)建設(shè)用地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《現(xiàn)狀城鄉(xiāng)建設(shè)用地遙感解譯規(guī)程》（DB50/T 570-2014），建立了覆蓋“主城區(qū)、遠(yuǎn)郊區(qū)縣城、中心鎮(zhèn)、一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)”多級(jí)的城鎮(zhèn)建設(shè)用地動(dòng)態(tài)監(jiān)測機(jī)制，將遙感監(jiān)測的城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化信息作為規(guī)劃編制、修改、實(shí)施的基礎(chǔ)參考信息，為城鄉(xiāng)規(guī)劃提供客觀、及時(shí)、準(zhǔn)確的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于多規(guī)合一編制、城鄉(xiāng)規(guī)劃實(shí)施評(píng)估、重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃督察、建筑物信息普查等規(guī)劃管理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化、精細(xì)化規(guī)劃管理綜合應(yīng)用與服務(wù)。

▲ 基于高分影像的重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)用地遙感解譯圖

▲ 基于高分二號(hào)衛(wèi)星的重慶市縣級(jí)多規(guī)合一“一張圖”編制

2．城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感督察系統(tǒng)

2016年，重慶市地理信息中心為市規(guī)劃局建立了城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感督察系統(tǒng)，該系統(tǒng)以高分遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以督察處、市規(guī)劃監(jiān)察執(zhí)法總隊(duì)等城鄉(xiāng)規(guī)劃督察執(zhí)法應(yīng)用為導(dǎo)向，以遙感監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的疑似違規(guī)圖斑為線索，建成了市局—區(qū)縣（即：一個(gè)中樞—多個(gè)節(jié)點(diǎn)）疑似違規(guī)圖斑的“下發(fā)—核查—反饋”工作流全過程管理，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃審批、實(shí)施等環(huán)節(jié)常態(tài)化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)督與檢查。該系統(tǒng)結(jié)合多期影像、總規(guī)、控規(guī)以及現(xiàn)狀資料，建立了空間可視化的違規(guī)圖斑督察工作體系，構(gòu)建了城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感督察“一張圖”，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，將規(guī)劃督察從傳統(tǒng)二維的文件督察模式轉(zhuǎn)變到三維空間的可視化督察模式，提高了督察工作效率。

3. 綜合市情系統(tǒng)

重慶市綜合市情系統(tǒng)是重慶市深化改革重點(diǎn)任務(wù)“重慶市社會(huì)公共信息資源整合”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要抓手，系統(tǒng)以高分遙感影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)底圖，集成基礎(chǔ)地理信息、地表自然和人文信息、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展信息、各類規(guī)劃信息及城市運(yùn)行信息等內(nèi)容，通過多種智能終端，實(shí)現(xiàn)影像圖、地理信息數(shù)據(jù)開放共享，實(shí)現(xiàn)了高分?jǐn)?shù)據(jù)和應(yīng)用產(chǎn)品、服務(wù)產(chǎn)品和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的集中發(fā)布，可與天地圖·重慶和重慶市政務(wù)信息資源共享交換平臺(tái)等互聯(lián)互通，可提供面向政府決策、行業(yè)管理、公眾服務(wù)的分層級(jí)、分類別、空間化、信息化的在線信息服務(wù)。

結(jié)論與展望

高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)是國家重要的空間戰(zhàn)略資源，是推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要科技支撐?！笆濉逼陂g，重慶市地理信息中心通過國家發(fā)改委 “基于國產(chǎn)衛(wèi)星遙感的城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理監(jiān)測評(píng)價(jià)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程” “重慶市自主衛(wèi)星技術(shù)綜合應(yīng)用服務(wù)示范項(xiàng)目”等衛(wèi)星應(yīng)用高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)建設(shè)，搭建了遙感數(shù)據(jù)管理、遙感專題信息快速處理、規(guī)劃信息集成分析及綜合市情系統(tǒng)等支撐平臺(tái)，不僅有效地實(shí)施了城鄉(xiāng)規(guī)劃的應(yīng)用示范內(nèi)容，同時(shí)將遙感信息服務(wù)工作納入了規(guī)劃日常業(yè)務(wù)體系，規(guī)劃成果的背景圖普遍采用了影像圖。高分衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃領(lǐng)域的監(jiān)測與分析工作，既可宏觀定性分析，也可微觀定量測算，有助于規(guī)劃管理部門全面、準(zhǔn)確地掌握各類城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展變化情況，大幅提升了政府管理效率。

高分辨率遙感衛(wèi)星在城鄉(xiāng)規(guī)劃應(yīng)用中積累成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，依然存在不夠完善和成熟之處，未來發(fā)展需要不斷改進(jìn)：

1）重慶市具有山區(qū)地理特性，微波遙感在山區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用有待突破。由于山區(qū)光學(xué)影像獲取困難，而微波遙感不受云、雨、霧、光照條件等因素的影響，可全天候、全天時(shí)獲取數(shù)據(jù)，這使得微波遙感在山區(qū)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。雖然山區(qū)地形對(duì)微波遙感觀測影響明顯,但微波遙感對(duì)滑坡、洪澇等監(jiān)測作用顯著，山區(qū)城市安全防護(hù)需要高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星獲得更為細(xì)致的形變信息。

▲ 基于影像的重慶市城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感督察系統(tǒng)

▲ 基于影像“一張圖”的綜合市情系統(tǒng)

2）遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)籌獲取及共享利用機(jī)制未形成。同一地區(qū)依然存在多個(gè)單位重復(fù)采集高分遙感影像的現(xiàn)象，同時(shí)存在生產(chǎn)單位之間數(shù)據(jù)共享難等問題，衛(wèi)星數(shù)據(jù)與航空攝影數(shù)據(jù)不能充分互補(bǔ)，亟待建立地區(qū)遙感數(shù)據(jù)集中采購與管理體制。

3）遙感技術(shù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用還不充分。區(qū)縣等基層規(guī)劃管理部門專業(yè)技術(shù)人員缺乏，且軟硬件基礎(chǔ)條件差，遙感應(yīng)用能力欠缺。因此應(yīng)加強(qiáng)基層政府部門遙感應(yīng)用培訓(xùn)、交流和技術(shù)支持，將遙感技術(shù)在規(guī)劃管理中的應(yīng)用納入?yún)^(qū)縣政府的目標(biāo)考核，明確遙感技術(shù)服務(wù)規(guī)劃管理的內(nèi)容，要求區(qū)縣政府利用遙感技術(shù)加強(qiáng)城市規(guī)劃管理。

[1]王興平.面向社會(huì)發(fā)展的城鄉(xiāng)規(guī)劃:規(guī)劃轉(zhuǎn)型的方向[J]. 城市規(guī)劃,2015,39(01):16-21.

[2]胡艷,袁超,陳靜.國產(chǎn)衛(wèi)星遙感的城鄉(xiāng)規(guī)劃綜合應(yīng)用平臺(tái)研究及示范[J]. 遙感信息, 2014 (1)：55-60.

[3]劉瑞,楊柳忠,柳澤.基于高分辨率遙感數(shù)據(jù)的城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感監(jiān)測技術(shù)研究[J]. 建設(shè)科技,2013(22):38-40.

[4]梅安新,彭望琭,秦其明,等.遙感導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版社,2001.

[5]郭海川.遙感技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場,2016,23(01):83.

[6]王小攀,袁超,胡艷,羅鼎,錢進(jìn).遙感輔助城市違法建筑監(jiān)察研究與實(shí)踐[J]. 地理空間信息,2016,14(06):101-103.