第七章

城市遙感的應(yīng)用領(lǐng)域

主講：李粉玲目前，城市遙感主要是采用航空與航天遙感相結(jié)合，配合地面檢查的方法。全球3000多顆衛(wèi)星的運(yùn)作(法國(guó)的SPOT,美國(guó)的快鳥(niǎo)，印度的IRS等)，各種不定期的航空和地面遙感的作業(yè)，可見(jiàn)光攝影、彩色紅外攝影、熱紅外掃描、多光譜掃描等各種成像方式的使用，使得多分辨率、協(xié)光譜、多質(zhì)，量等級(jí)的城市動(dòng)態(tài)信息(圖像和數(shù)據(jù))的獲取成為可能。如今，城市遙感技術(shù)的運(yùn)用，已成為城市規(guī)劃、管理和該座城市現(xiàn)代化和科學(xué)化管理的水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。1.1制作城市圖像包括衛(wèi)星遙感圖像制作、航空像片鑲嵌、計(jì)算機(jī)制圖及彩紅外正射影像圖研制等。利用遙感資料使用光學(xué)或計(jì)算機(jī)技術(shù)可制作不同種類、各種比例尺的專題圖或影像圖，以滿足不同使用者的需求。不論是規(guī)劃者、建設(shè)者、管理者或決策者，均可以從圖中了解所需要的信息，在圖上擬定方案或?qū)Σ摺?.2城市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查

當(dāng)前，城市用地井分為十個(gè)大類，分別是：居住用地、公共設(shè)施用地、工業(yè)用地、倉(cāng)庫(kù)用地、對(duì)外交通用地、道路廣場(chǎng)用地、市政公用設(shè)施用地、綠地、特殊用地、水域和其他用地。在實(shí)際工作中，我們可以根據(jù)不同的應(yīng)用需要，進(jìn)行相應(yīng)類型的遙感調(diào)查，獲取相應(yīng)的遙感資料，然后繪制出土地利用現(xiàn)狀圖和土地利用演變圖，并自動(dòng)測(cè)算出該區(qū)域內(nèi)各種用地的面積、分布、變化情況及發(fā)展趨勢(shì)。城市規(guī)劃和管理者通過(guò)這些資料，可以判斷城市布局是否合理?城市綠地是否足夠?存在哪些不足?需要如何改進(jìn)?從而因地制宜，為城市制定相應(yīng)的規(guī)劃、建設(shè)和管理方案。1.3城市人口普查

在定性、定量、定位的調(diào)查了城市各種土地利用現(xiàn)后，可迅速而準(zhǔn)確地獲得城市的總建筑密度、住宅房屋密度等城市用地特征參數(shù)。而城市居住建筑密度與人口分布密度往往有著某種必然的聯(lián)系。因此，可以以住房密度作為變量用于人口普查、人口統(tǒng)計(jì)學(xué)等方面的研究，從而為國(guó)家人口普查提供一個(gè)方便、快捷、精確的輔助手段。1.4城市環(huán)境質(zhì)量調(diào)查

城市環(huán)境是自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境綜合作用下的人工環(huán)境。環(huán)境質(zhì)量是指城市各環(huán)境要素本身及其組合受到污染影響的程度。當(dāng)前，城市環(huán)境質(zhì)量調(diào)查的主要內(nèi)容是固體廢棄物污染、大氣污染、熱污染和水污染。1.4.1固體廢棄物調(diào)查由于固體廢棄物自身的物理化學(xué)分解作用，其溫度一般比周圍地面的溫度要高，所以在航空熱紅外圖像上表現(xiàn)出明顯的色調(diào)特征，從而可以利用遙感圖像對(duì)固體廢棄物進(jìn)行有效的調(diào)查。1.4.2大氣污染調(diào)查根據(jù)遙感影像特征，可對(duì)各種污染源的分布、污染物的擴(kuò)散途徑進(jìn)行調(diào)查。例如通過(guò)遙感影像可以直接統(tǒng)計(jì)出市區(qū)所有鍋爐、煙囪的分布、數(shù)量、類型和道路上汽車的數(shù)量、類型，求出其與煙塵、廢氣排放量之間的相關(guān)系數(shù)，考慮城市氣象、地形、風(fēng)速、風(fēng)向、綠化等多方面因素，并結(jié)合實(shí)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，則可對(duì)城市大氣污染程度進(jìn)行測(cè)定。1.4.3熱污染調(diào)查城市熱污染主要包括由于臭氧層被破壞致使的“溫室效應(yīng)”和表現(xiàn)為城市市區(qū)溫度高于郊區(qū)的“熱島效應(yīng)”。利用熱紅外遙感，對(duì)城市的熱輻射進(jìn)行白天和夜間掃描，通過(guò)影像判讀分析，可以查明城市熱源、熱場(chǎng)位置和范圍，并對(duì)城市熱島的分布規(guī)律、形態(tài)特征等進(jìn)行研究。從而，可以對(duì)城市熱環(huán)境進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃、整治和管理。1.4.4水污染調(diào)查由于溶解或懸浮于水中的污染物成分、濃度不同，使水體的顏色、密度、透明度、溫度產(chǎn)生差異，導(dǎo)致水體反射率的變化，因而在遙感圖像上表現(xiàn)出色調(diào)、灰階、紋理特征等方面的差別。例如，工廠中排出的冷卻污水比環(huán)境水溫高，在多光譜圖像和熱紅外圖像中有明顯的反映，密度分割后即可確定熱水污染的范圍。如果利用多時(shí)相遙感圖像，還可求出熱水污染的擴(kuò)散方向和擴(kuò)散系數(shù)。油膜反射率和水的反射率不同，且主要差別發(fā)生在0.30微米和0.45微米之間，所以利用一般彩色或紫外航空航天攝影資料可獲得最佳效果，計(jì)算出油污染的面積。城市管理者根據(jù)這些遙感信息，可以判斷出水體污染的分布、類型及程度，從而調(diào)整城市的不合理布局，整治和關(guān)閉污染超標(biāo)工廠，妥善安置工業(yè)和生活垃圾。1.5為“城市管理信息系統(tǒng)”提供基礎(chǔ)資料

運(yùn)用RS(遙感)技術(shù)，可以為建立“城市管理信息系統(tǒng)”提供實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的、多波段、多分辨率的海量空間地理信息，從而為建立“數(shù)字城市”、“虛擬城市”奠定良好的基礎(chǔ)。隨著全球城市化的加速，人們逐漸意識(shí)到遙感技術(shù)在城市現(xiàn)代化和管理科學(xué)化中有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。另外隨著“數(shù)字城市”的推進(jìn)，需要海量的城市數(shù)字化空間信息，