衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用研究

摘要：村莊規(guī)劃工作帶有一定的復雜性，需要在實際工作中加強技術應用，這為遙感技術提供了發(fā)揮作用的空間。以衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用優(yōu)勢為切入點，在此基礎上分析其應用方法，包括工作系統(tǒng)建設、技術類別和參數(shù)選取、工作實施等具體內容。最后分析村莊規(guī)劃中衛(wèi)星遙感技術的應用展望，包括技術聯(lián)動趨勢、技術標準化發(fā)展等，為村莊規(guī)劃活動提供一定參考。

關鍵詞：衛(wèi)星遙感技術村莊規(guī)劃工作系統(tǒng)建設參數(shù)選取

ResearchontheApplicationofSatelliteRemoteSensingTechnologyinVillagePlanning

LITonghua

GeographicInformationEngineeringBrigadeJiangxiProvincialBureauofGeology，Nanchang，JiangxiProvince，330002China

Abstract：Villageplanningworkhasacertaindegreeofcomplexityandrequiresstrengtheningtheapplicationoftechnologyinpracticalwork，whichprovidesspaceforremotesensingtechnologytoplayitsrole.Startingfromtheadvantagesofsatelliteremotesensingtechnologyinvillageplanning，thispaperanalyzesitsapplicationmethodsonthisbasis，includingspecificcontentsuchastheconstructionofworksystems，selectionoftechnicalcategoriesandparameters，andimplementationofwork.Finally，theapplicationprospectsofsatelliteremotesensingtechnologyinvillageplanningareanalyzed，includingthetrendoftechnologicallinkageandthedevelopmentoftechnologicalstandardization，providingsomereferenceforvillageplanningactivities.

KeyWords：Satelliteremotesensingtechnology;Villageplanning;Constructionofworksystem;Parameterselection

村莊規(guī)劃（Villageplanning），是指根據(jù)《村莊和集鎮(zhèn)規(guī)劃建設管理條例》等規(guī)定，通過規(guī)劃完善農村生產生活、交通居住條件和基礎設施，可細分為村莊總體規(guī)劃和村莊建設規(guī)劃兩個階段[1]。從共性要求上看，鄉(xiāng)村在居住、交通、資源配置和運用方面存在一定不足，不符合鄉(xiāng)村振興全局要求，有必要重新組織規(guī)劃設計，提升其建設水平。這又需要相關部門、人員應用現(xiàn)代化技術提升村莊規(guī)劃的科學性[2]。在此背景下，衛(wèi)星遙感技術得到了應用方面的重視。分析其應用優(yōu)勢以及具體方法，具有一定的積極價值。

1衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用優(yōu)勢

1.1效率高

村莊規(guī)劃工作中，衛(wèi)星遙感技術的應由價值多樣，直接優(yōu)勢在于工作效率較高。此前學者在研究中發(fā)現(xiàn)，我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可以快速面向全球范圍提供定位方面的服務，包括地理方面的規(guī)劃在內，可在12小時內完成一次全球范圍內的定位服務[3]。由于衛(wèi)星的服務覆蓋范圍較大，地面大空間、較遠距離的規(guī)劃分析，利用衛(wèi)生可以在較短時間內完成。同時，現(xiàn)代化的通信服務系統(tǒng)也可以與衛(wèi)星保持實時關聯(lián)，使來自遠程端的信息快速得到應用，為村莊規(guī)劃等工作提供效率方面的支持。

1.2精度理想

衛(wèi)星遙感技術應用于村莊規(guī)劃，具有精度較高的優(yōu)勢。一些現(xiàn)代化的衛(wèi)星工作系統(tǒng)，一般由8顆以上衛(wèi)星組成，可以在同一時間內對工作區(qū)域進行信息采集和定位等工作，并組織校正，以提升工作精度，包括農田范圍、不同標的物的距離和垂直落差等。有研究表明，現(xiàn)代衛(wèi)星遙感系統(tǒng)在全球范圍內的定位精確度可以達到10m以內，垂直定位精度也可達到相似水平，測速精度優(yōu)于0.2m/s、授時精度優(yōu)于20ns，精度比較理想[4]。

1.3適用性廣泛

當前可以用于村莊規(guī)劃的技術方法較多，除常規(guī)測量手段外，無人機、直升機等也可以用于規(guī)劃工作，然而無論傳統(tǒng)手段或無人機、直升機作業(yè)模式，均面臨一定的環(huán)境制約，當戶外氣象條件不佳時，往往無法通過上述方式進行村莊規(guī)劃。衛(wèi)星遙感技術以通信衛(wèi)星為核心設備，即便平流層出現(xiàn)氣象方面的波動，遠在太空空間的衛(wèi)星也不會受到顯著影響，仍可根據(jù)村莊規(guī)劃要求完成信息采集、組織信息通信，這意味著其適用性較廣[5]。同時，一些復雜、難以常規(guī)通過無人機、直升機進行信息采集的區(qū)域，也可應用衛(wèi)星遙感技術開展規(guī)劃作業(yè)。

2衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用方法

2.1工作系統(tǒng)建設

嘗試發(fā)揮衛(wèi)星遙感技術優(yōu)勢、服務村莊規(guī)劃工作，需要首先建設完整的工作系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由四個部分組成，一是通行衛(wèi)星，二是地面流動站，三是地面固定站、四是其他輔助性單元。不同結構之間的關聯(lián)一般如下：

組織系統(tǒng)建設時，一般無需獨立進行衛(wèi)星系統(tǒng)重建，以本地現(xiàn)有通信衛(wèi)星為主，對其進行通信方面的工作調整，使其能夠服務村莊規(guī)劃即可。固定站建設要求遠離可能產生干擾的區(qū)域，包括鬧市區(qū)、金屬礦山、電力系統(tǒng)、低洼地等，以視野開闊、無遮擋的高處或平原為宜。流動站以人員、車輛為主，主要提供地面信息，與衛(wèi)星進行信息聯(lián)動，實現(xiàn)位置信息、地面信息的交互和校正。固定站、流動站均要求配置性能理想的智能化設備，其中流動站使用的應是便攜式設備或車載設備，固定站以大型計算機為主。其他輔助設備包括普通計算機、信號提純設備等，主要發(fā)揮不同環(huán)節(jié)的輔助作用[6]。

2.2技術類別和參數(shù)選取

當前用于衛(wèi)星遙感的技術已經比較多樣，衛(wèi)星本質上只發(fā)揮通信、校準方面的作用，遙感技術則需要結合村莊規(guī)劃工作的具體需要加以選擇。當前不同遙感技術的特點如下：

具體工作中，要求根據(jù)村莊規(guī)劃工作的需要進行技術分析、選擇。值得注意的是，部分遙感技術與衛(wèi)星技術系統(tǒng)不能兼容，在應用時也需要加以甄別。

2.3工作實施

以村莊交通規(guī)劃為例，對衛(wèi)星遙感技術的應用過程進行分析。默認某地區(qū)決定建設一條公路，與鄰近高速公路進行連接，形成新的交通網(wǎng)絡。在衛(wèi)星遙感技術的支持下，首先提出遙感工作技術目標：

確定本地公路網(wǎng)絡建設情況，分析與高速公路之間的空間特點；

分析目標建設區(qū)域內的資源分布情況，包括其他道路、山丘、水體等；

了解建設區(qū)域周邊住房、農田等分布情況。

確定工作目標后，與通信部門進行交流，請其通過至少8顆衛(wèi)星為本次規(guī)劃工作提提供支持，同步組織地面站、流動站建設。上述工作完成后，根據(jù)本地空間大小，交通設施基本情況確定遙感技術的具體類別，以及對應的工作參數(shù)。原則上選取晴朗、無云或少云天氣開始遙感作業(yè)。啟動地面流動站，由流動站進行地面部分交通設施、丘陵、河流、農田、建筑物等基本信息的采集，同步啟動通信衛(wèi)星進行位置校正，將有關信息通過通信技術提供給地面站，地面站通過接收陣元進行信息采集，利用計算機進行信息整理，形成三維或二維化的工作模型。必要時重復進行信息采集、傳輸、建模工作，以模型為基礎，進行道路建設方面的規(guī)劃，選取合適的路線，控制支出、降低建設難度，提升工作效益。

2.4技術糾偏

現(xiàn)狀上看，使用衛(wèi)星遙感技術服務村莊規(guī)劃，仍可能面臨誤差的困擾，在規(guī)劃范圍內地形復雜、干擾物較多的情況下，衛(wèi)星遙感提供的信息仍有一定的優(yōu)化必要，以保證信息精度。目前主要采用兩種技術進行技術糾偏，一是離群值處理，二是降噪技術。

在重復組織衛(wèi)星遙感、收集目標信息的情況下，可通過離群值處理的方式控制誤差。??離群值（outlier）是指在數(shù)據(jù)中有一個或幾個數(shù)值與其他數(shù)值相比差異較大的數(shù)據(jù)點?。仍以交通規(guī)劃為例，默認5次進行遙感定位，發(fā)現(xiàn)A道路與B道路之間的支線距離分別為：

求取上述數(shù)據(jù)的平均值，獲取結果152.1m，以平均值為中心，將差異達到4%的數(shù)據(jù)作為“離群值”，一體去除，再計算剩余數(shù)據(jù)的平均值。獲取新的數(shù)據(jù)作為最終結果，如果所有數(shù)據(jù)均符合要求，無離群值，可提升離群值的排除要求，或直接計算原始數(shù)據(jù)的平均值作為結果，不再考慮離群值影響。降噪技術的應用，主要考慮來自通信系統(tǒng)的干擾，尤其是天氣條件、遙感環(huán)境不佳的情況下。以小波降噪技術為例，其技術原理如圖2所示。

村莊規(guī)劃中，通過衛(wèi)星遙感技術獲取的原始信息，均需要以衛(wèi)星通信的方式進行傳輸。來自衛(wèi)星的信號進入地面站時，可首先通過內置的濾波裝置進行處理，以小波技術分解原始信號，利用閾值處理小波系統(tǒng)并完成重構，獲取的新信號清晰度較高，可以進行放大處理后用于分析規(guī)劃信息，也可以不做放大直接用于分析規(guī)劃信息。

3衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用展望

3.1技術聯(lián)動

未來衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用前景依然廣闊，出于提升應用價值、重復服務規(guī)劃工作的目的，主張在條件允許的情況下從技術聯(lián)動角度出發(fā)，使衛(wèi)星遙感技術與其他技術能夠共同發(fā)揮作用。以鄉(xiāng)村資源精度規(guī)劃為例，部分鄉(xiāng)村自然環(huán)境較復雜，衛(wèi)星遙感所獲信息誤差偏大，難以充分服務精度規(guī)劃，可以引入（Realtimekinematic，RTK）技術作為輔助，在地形復雜的區(qū)域，以RTK技術進行信息采集，所獲信息可替代衛(wèi)星遙感信息，彌補精度方面的不足。研究發(fā)現(xiàn)RTK技術也戶外作業(yè)，模式下，1km范圍內的誤差可以控制在1cm左右，滿足鄉(xiāng)村資源精度規(guī)劃要求，其他技術也可以尋求與衛(wèi)星遙感技術聯(lián)動，提升村莊規(guī)劃精度。

3.2技術標準統(tǒng)一化

技術標準統(tǒng)一化，是指未來村莊規(guī)劃中使用的衛(wèi)星遙感技術，以及可能與衛(wèi)星遙感技術聯(lián)動的新技術，在標準上應尋求完全統(tǒng)一或基本統(tǒng)一，以便于組織技術應用和推廣。如云技術與衛(wèi)星遙感技術的聯(lián)用，需要考慮云技術存儲能力強的優(yōu)勢，也需要考慮其面臨的網(wǎng)絡威脅，在應用云技術存儲衛(wèi)星遙感技術所獲原始信息的過程中，可從安全角度出發(fā)，適當統(tǒng)一安全控制方面的技術標準，避免衛(wèi)星遙感技術所獲信息存儲無效、丟失以及數(shù)據(jù)庫崩潰等問題，確保村莊規(guī)劃有關信息的存儲質量。

4結論

綜上所述，衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用具有多樣性優(yōu)勢，精度、效率較高，且適用性廣泛，未來應給予更多重視。從方法上看，衛(wèi)星遙感技術應用前需要建設完善的工作系統(tǒng)，根據(jù)工作需要確定技術類別和參數(shù)，工作開始后還應控制通信質量，保證定位精準，組織必要的糾偏?？紤]到村莊規(guī)劃的長期性，衛(wèi)星遙感技術形成的信息需要加以存儲，以備后用。未來衛(wèi)星遙感技術在村莊規(guī)劃中的應用可能更多重視技術聯(lián)動和統(tǒng)一化，以實現(xiàn)技術優(yōu)勢的充分發(fā)揮。

參考文獻

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