大數(shù)據(jù)時代RS技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃管理中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

石磊　吳昊　歐陽筱菁

摘 要：隨著大數(shù)據(jù)（Big data）時代的來臨，信息化技術(shù)也吸引了越來越多的關(guān)注。其中作為信息化技術(shù)之一的RS技術(shù)，以其能夠?qū)崟r和高效獲取城市的發(fā)展變遷數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，已日益在城市建設(shè)、城市管理和城市研究的各個領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。該文從RS技術(shù)的概念出發(fā)，從遙感信息在城鄉(xiāng)用地調(diào)查中的應(yīng)用、城鄉(xiāng)空間布局信息分析、城鄉(xiāng)環(huán)境遙感監(jiān)測分析三個方面，探討了其在當(dāng)代城鄉(xiāng)規(guī)劃管理中的應(yīng)用與發(fā)展的新趨勢。

關(guān)鍵詞：RS技術(shù) 城鄉(xiāng)規(guī)劃管理 應(yīng)用 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU981 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0037-02

20世紀(jì)60年代以來，RS技術(shù)是在空間科學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)（包括激光技術(shù)、微波技術(shù)、全息技術(shù)、光學(xué)、紅外技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)等）、數(shù)學(xué)方法、地球科學(xué)理論、電子計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的一門綜合性科學(xué)和先進(jìn)實(shí)用的探測技術(shù)。

目前大數(shù)據(jù)已日益從各個領(lǐng)域進(jìn)入我們的生活。在城市建設(shè)領(lǐng)域，隨著新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展，帶來了城市精神文明和物質(zhì)繁榮的同時，也帶來了原有生存環(huán)境的改變并產(chǎn)生了諸多生態(tài)問題：人口激增、綠地減少、耕地占用和環(huán)境污染等，城市已成為生態(tài)問題和社會矛盾日益突出的區(qū)域。城鄉(xiāng)規(guī)劃工作是指導(dǎo)城市發(fā)展和開展城市建設(shè)的“排頭兵”和基礎(chǔ)，而各類城市信息是城鄉(xiāng)規(guī)劃工作的基礎(chǔ)，包括城市資源、人力資源、城市環(huán)境、物流運(yùn)輸?shù)?。隨著城市的快速發(fā)展，空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化以及信息的多元化，傳統(tǒng)獲取信息的手段已很難適應(yīng)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計及城鄉(xiāng)規(guī)劃管理的需要，解決此問題的核心便是發(fā)展高精度RS技術(shù)。

1 RS技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃用地調(diào)查中的應(yīng)用

城市基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)由各類專用地理信息數(shù)據(jù)、數(shù)字地圖、數(shù)字專題圖和數(shù)字景觀模型組成。大數(shù)據(jù)時代的城市建設(shè)發(fā)展需要大量的數(shù)字基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，數(shù)字化城市進(jìn)程的推進(jìn)需要RS技術(shù)提供不同種類和比例尺的影像圖或?qū)ｎ}圖以適應(yīng)不同使用者的需求。目前隨著信息化技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，RS技術(shù)逐漸活躍在城鄉(xiāng)規(guī)劃編制和管理工作中，其實(shí)時、高效和全面的特點(diǎn)推動著城鄉(xiāng)規(guī)劃信息化的不斷發(fā)展。

隨著城市景觀模型和城市數(shù)字高程模型技術(shù)的不斷完善，人們可以更具體、直觀和真實(shí)地了解城市的發(fā)展?fàn)顩r。此外，運(yùn)用城市數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)制作的城市景觀數(shù)字模型能夠在計算機(jī)的輔助下多視角的再現(xiàn)城市場景，從而促進(jìn)城鄉(xiāng)規(guī)劃決策的科學(xué)性。以上信息化成果的實(shí)現(xiàn)都離不開RS技術(shù)的支撐。

2 RS技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃空間布局信息分析中的應(yīng)用

伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市建設(shè)與人口規(guī)模不斷膨脹、生態(tài)環(huán)境日益下滑、交通擁堵日益嚴(yán)重等問題都對城市持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重的威脅。因此，對城市建設(shè)狀況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測是發(fā)現(xiàn)和解決上述城市問題的一個必要途徑。

城鄉(xiāng)規(guī)劃的核心因素和城市發(fā)展的載體就是城市的土地資源。城市土地利用狀況以及土地使用性質(zhì)是動態(tài)變化的，要隨時拿捏其不同時期的特征。用RS技術(shù)作為信息來源是現(xiàn)代城市最普遍的途徑，利用GIS技術(shù)的強(qiáng)大圖形操作功能和海量存儲數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了集成化的城市土地管理，以實(shí)時方便地了解，城市土地權(quán)屬界線和土地利用狀況等數(shù)據(jù)信息，使城鄉(xiāng)規(guī)劃管理更具有透明性及科學(xué)性?？蓪?shí)現(xiàn)對土地資源利用的動態(tài)監(jiān)測和實(shí)時調(diào)查，為城市規(guī)劃用地現(xiàn)狀調(diào)查，提供可靠而直觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ，為加強(qiáng)城市的土地資源管理、優(yōu)化政府部門的決策、輔助城市規(guī)劃編制與管理提供有力支持。

3 RS技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃環(huán)境監(jiān)測分析中的應(yīng)用

隨著新型城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展、產(chǎn)業(yè)高度集中、世界城市人口膨脹和城市環(huán)境日益惡化，這已成為全球性的發(fā)展趨勢。在發(fā)展中國家此趨勢更加引人注目。因此，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)、有效的RS技術(shù)手段研究城市環(huán)境問題，正確評價城市環(huán)境質(zhì)量，探討改善城市環(huán)境質(zhì)量的措施和途徑具有十分重要的意義。

目前，RS技術(shù)正廣泛應(yīng)用于動態(tài)監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)等引起的大氣污染、土壤污染及水污染等問題。RS技術(shù)的監(jiān)測速度快和范圍廣，且可多手段以及多波段連續(xù)監(jiān)測其動態(tài)變化。因此，RS技術(shù)又是測量污染物分布與濃度，監(jiān)測環(huán)境演變變化趨勢的有效方法。

4 RS技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃管理中的發(fā)展趨勢

RS技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度在近30多年得到持續(xù)的拓展。目前，RS技術(shù)正從單一數(shù)據(jù)資料分析向多元數(shù)據(jù)資料復(fù)合，從區(qū)域靜態(tài)分析向過程動態(tài)監(jiān)測，從表面性分析向內(nèi)在定量化分析等方面的過渡。

4.1 遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的發(fā)展

清晰的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在城市中廣泛應(yīng)用歸功于RS技術(shù)的提升和新型傳感器研發(fā)水平的進(jìn)步。傳統(tǒng)的航空遙感數(shù)據(jù)將日益替代，因?yàn)殡S著GeoEye-1、QuickBird、IKONOS等商業(yè)衛(wèi)星的運(yùn)行，它們將成為城市遙感的主要數(shù)據(jù)源。商業(yè)衛(wèi)星提供的清晰衛(wèi)星數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃編制與管理等方面發(fā)揮著重要的作用。此技術(shù)的優(yōu)勢在于無論你身在何處只要采用聯(lián)機(jī)方式直接定購和接收產(chǎn)品，相關(guān)遙感數(shù)據(jù)信息可以在數(shù)小時內(nèi)通過數(shù)字方式傳輸獲取。

4.2 構(gòu)建新型城市遙感信息模型

遙感信息模型是利用地理信息和遙感信息影像化方法建立起來的是一種注重影像理解和知識表達(dá)的集成可視化模型。城市遙感信息模型可以反演和計算城市環(huán)境參數(shù)是RS技術(shù)應(yīng)用深入發(fā)展的核心。在過去一段時期盡管人們發(fā)展了各種遙感信息模型，但仍然無法滿足當(dāng)前城市建設(shè)發(fā)展應(yīng)用的需要，遙感信息模型的不斷創(chuàng)新，依然是RS技術(shù)研究的方向。

4.3 “3S”信息技術(shù)的集成應(yīng)用

由地理信息系統(tǒng)（GIS，Geo-graphical Information System）、遙感（RS，Remote Sensing）和全球定位系統(tǒng) （GPS，Global Positioning System）的“3S”空間信息集成技術(shù)系統(tǒng)將成為具備城市信息獲取與實(shí)時處理的綜合技術(shù)。其中，“3S”信息化技術(shù)中的三個不同技術(shù)在城市規(guī)劃管理中扮演著不一樣的角色，空間地理信息的采集問題主要由RS技術(shù)和GPS技術(shù)解決，地理空間的數(shù)字模型問題主要由 GIS技術(shù)現(xiàn)實(shí)?！?S”一體化集成將最終建成新型的城鄉(xiāng)數(shù)據(jù)與信息獲取系統(tǒng)并形成高效的信息處理分析流程，這將對RS技術(shù)在城市建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

4.4 全面推進(jìn)“數(shù)字城市”的建設(shè)

城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志和城市信息化的戰(zhàn)略目標(biāo)就是在大數(shù)據(jù)時代推進(jìn)“數(shù)字城市”建設(shè)。“數(shù)字城市”的建設(shè)過程中RS技術(shù)扮演非常重要的角色，與城市發(fā)展需要的其他信息相比，通過RS技術(shù)獲取的遙感信息有其應(yīng)用優(yōu)勢和明顯的特點(diǎn)。因此，RS技術(shù)在城市建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用將推動“數(shù)字城市”的建設(shè)，同時對于提高城市建設(shè)的綜合效益和提升城市規(guī)劃和管理決策水平將起到更大重要的作用。

5 結(jié)語

隨著RS技術(shù)的逐步提升和遙感知識的廣泛普及，遙感在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用必將越來越深入。實(shí)踐證明，RS技術(shù)可以直接為城鄉(xiāng)規(guī)劃與建設(shè)行政主管部門提供準(zhǔn)確而可靠的有效圖件和資料、同時結(jié)合城市規(guī)劃數(shù)據(jù)信息成果資料和計算機(jī)技術(shù)，為建立城市地理信息系統(tǒng)乃至構(gòu)建數(shù)字模擬城市奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)然，RS技術(shù)也存在局限，它難以完全代替地面調(diào)查，同時也需要其他信息化技術(shù)的配合。對于RS技術(shù)的使用者來說，要根據(jù)具體的需求分析遙感應(yīng)用的可行性，并選擇合適的應(yīng)用方案從而最大效益的發(fā)揮RS技術(shù)的作用。

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