|
黃曉春 王碧輝 何蓮娜
遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在城市規(guī)劃領(lǐng)域的數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)應(yīng)用方面正發(fā)揮著越來越大的作用。我們通過研究分析規(guī)劃設(shè)計(jì)單位在日常工作及應(yīng)用GIS技術(shù)時(shí)所涉及到的各類數(shù)據(jù)源，重點(diǎn)將現(xiàn)有的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，開展了一系列遙感數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究工作，為利用新技術(shù)來研究城市問題，探討了一條具有實(shí)用性、可操作性的技術(shù)途徑。 遙感數(shù)據(jù)源整合分析 城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究涉及的數(shù)據(jù)源 地理信息系統(tǒng)作為信息網(wǎng)絡(luò)中的一員，在我國部分城市的城市規(guī)劃管理、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面取得了相當(dāng)顯著的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，彰顯城市地理信息系統(tǒng)已成為現(xiàn)代城市發(fā)展中不可或缺的一部分。它不僅用來收集、存儲(chǔ)、檢索城市發(fā)展過程中的過去和現(xiàn)狀，更重要的是可以用來輔助城市發(fā)展的評(píng)估、規(guī)劃和決策，模擬和預(yù)測城市發(fā)展的未來。為此，我們的數(shù)據(jù)梳理、整合工作基本上是圍繞建立GIS數(shù)據(jù)庫展開。根據(jù)我們的調(diào)查、分析，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究部門對(duì)數(shù)據(jù)的需求有別于規(guī)劃管理部門，大致可以分為：基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)；規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；遙感解譯數(shù)據(jù)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)；規(guī)劃法規(guī)數(shù)據(jù)等幾類。這些數(shù)據(jù)從格式上又可以分為三種：矢量數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)。我們重點(diǎn)介紹遙感數(shù)據(jù)源整合、建庫與應(yīng)用工作。 遙感數(shù)據(jù)源整合分析 遙感數(shù)據(jù)的適用范圍 根據(jù)遙感平臺(tái)高度的不同，通常將遙感分為衛(wèi)星遙感和航空遙感，所獲取的信息亦分為衛(wèi)星影像和航空影像。遙感用途的大小不是以分辨率的大小來決定的，而是取決于研究對(duì)象—要解決什么問題。對(duì)于不同的應(yīng)用目的，要求概括程度不同，選擇的地面分辨率也完全不同。 千米級(jí)（1000～5000米）的宏觀現(xiàn)象如大陸飄移等，多屬全球級(jí)巨型環(huán)境特征，采用氣象衛(wèi)星便可解決問題。資源調(diào)查、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、城市用地變化監(jiān)測等多屬國家級(jí)、省級(jí)的大型環(huán)境特征，大致相當(dāng)于百米級(jí)（80～100米）范疇，陸地衛(wèi)星30米空間分辨率可以保證。中型環(huán)境特征如作物估產(chǎn)、林火、污染監(jiān)測等，一般在50米以下區(qū)域范圍內(nèi)，采用陸地衛(wèi)星資料加上SPOT（10米空間分辨率）衛(wèi)星圖像便可進(jìn)行工作。小型環(huán)境特征如港灣、水庫等具體的工程建設(shè)、城市發(fā)展規(guī)劃等，一般在5～10米的地區(qū)范圍內(nèi)，SPOT衛(wèi)星圖像尚可以做一些工作，但主要靠高空間分辨率衛(wèi)星圖像和航空像片來進(jìn)行工作。 遙感數(shù)據(jù)在北京城市規(guī)劃中的應(yīng)用 遙感在城市規(guī)劃中的應(yīng)用可分為兩個(gè)層次。 第一層次為遙感影像數(shù)據(jù)在規(guī)劃中的日常應(yīng)用。如將遙感影像圖作為現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)圖件，在城市總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃及工程規(guī)劃中應(yīng)用，以減少現(xiàn)狀調(diào)查的盲目性及地形圖滯后帶來的現(xiàn)勢性偏差；也可制作大型彩色掛圖及專題或局部地區(qū)彩色掛圖，為各級(jí)部門的管理、決策、宣傳提供直觀材料。 第二層次為滿足規(guī)劃專題研究與新技術(shù)的應(yīng)用。如利用影像信息源內(nèi)容豐富、綜合性強(qiáng)的特征，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的新發(fā)展，分類提取影像信息，進(jìn)行專題應(yīng)用研究, 為城市可持續(xù)發(fā)展、動(dòng)態(tài)監(jiān)測城市發(fā)展變化等提供依據(jù)，為城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。 北京在城市規(guī)劃中開展遙感應(yīng)用工作已多年，積累了大量的基礎(chǔ)資料和研究成果。1983年開展的第一次航空遙感綜合調(diào)查，密切結(jié)合城市問題和規(guī)劃需要，為廣泛應(yīng)用遙感技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1989年進(jìn)行的第二次航空遙感綜合調(diào)查又有新的突破。制作的系列正射影像圖不僅為規(guī)劃人員提供了現(xiàn)狀信息，而且為1993年《北京城市總體規(guī)劃》修訂及時(shí)提供了各類用地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，為總體規(guī)劃的順利編制提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障；利用正射影像圖對(duì)綠化隔離帶的解譯、量算，提供了至1989年時(shí)隔離帶內(nèi)綠地、被侵占綠地、糧田等的最客觀數(shù)據(jù)，為有效保護(hù)綠地與城市生態(tài)環(huán)境提供了依據(jù)；利用房山區(qū)土地利用現(xiàn)狀解譯圖及Genemap地理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行的縣域規(guī)劃研究，為今后廣泛應(yīng)用與深入探討積累了技術(shù)方法。 當(dāng)然，由于受設(shè)備條件和技術(shù)手段的局限，當(dāng)時(shí)未能充分應(yīng)用遙感、計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出滿足城市規(guī)劃和其它工程控制要求的數(shù)字式大比例尺影像成果，使遙感成果在建庫和應(yīng)用等方面受到影響。而近年來計(jì)算機(jī)和遙感圖像處理等技術(shù)在理論上的新突破，以及在技術(shù)的可用性、經(jīng)濟(jì)性等方面的極大進(jìn)展，為遙感進(jìn)一步深入應(yīng)用提供了條件。 遙感數(shù)據(jù)整合及數(shù)據(jù)庫建設(shè) 對(duì)遙感數(shù)據(jù)的整合工作，我們從兩個(gè)方面進(jìn)行：一是對(duì)資料本身的整合入庫；二是從應(yīng)用角度出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、整合。 大量遙感資料為規(guī)劃設(shè)計(jì)、研究提供了不同年代的詳盡基礎(chǔ)信息。但由于技術(shù)原因，存在著坐標(biāo)系不統(tǒng)一難以進(jìn)行比較分析等問題。我們通過對(duì)歷年衛(wèi)片和航片資料進(jìn)行幾何糾正、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)整合工作，將坐標(biāo)統(tǒng)一到北京地方坐標(biāo)系，并建立相應(yīng)的遙感數(shù)據(jù)庫，方便了規(guī)劃人員的數(shù)據(jù)使用，發(fā)揮了遙感資料現(xiàn)實(shí)性、連續(xù)性的特點(diǎn)，為規(guī)劃人員提供了具有可比性的基礎(chǔ)信息，有利于分析比較不同時(shí)期的城市用地變化情況。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)性、完整性為長期開展這項(xiàng)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 對(duì)遙感數(shù)據(jù)在規(guī)劃應(yīng)用層面的整合，結(jié)合規(guī)劃工作現(xiàn)狀主要集中在三個(gè)方面。首先，為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)底圖；其次，為規(guī)劃專題研究提供基礎(chǔ)信息；第三，為本單位內(nèi)局域網(wǎng)快速瀏覽影像圖提供基礎(chǔ)保障。 根據(jù)上述原則，我們建立了遙感數(shù)據(jù)庫，并利用圖像處理軟件、GIS軟件結(jié)合規(guī)劃需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用（圖1）。 遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用研究 目的和意義 北京作為中國的首都，在城市自身建設(shè)不斷發(fā)展的同時(shí)也面臨眾多的城市問題。特別是1993年《北京城市總體規(guī)劃》實(shí)施以來，城市建設(shè)用地不斷增加，北京城市空間發(fā)展態(tài)勢如何？北京周邊地區(qū)近十年來各類用地又是如何發(fā)展變化的？目前急需將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和地理位置對(duì)應(yīng)起來進(jìn)行比較分析。 遙感信息真實(shí)地記錄了城市用地現(xiàn)狀。利用歷年遙感資料，采用當(dāng)今最新遙感、地理信息系統(tǒng)技術(shù)，一方面可以研究分析北京城市及其周邊地區(qū)的發(fā)展、變化情況，為規(guī)劃研究提供基礎(chǔ)信息；另一方面可以為今后動(dòng)態(tài)監(jiān)測城市規(guī)劃建設(shè)，探討一條具有實(shí)用性、可操作性的技術(shù)路線。 遙感應(yīng)用研究思路 根據(jù)遙感影像的適用范圍，并結(jié)合城市用地區(qū)域的不同規(guī)劃深度，我們將北京的用地規(guī)劃研究分為三個(gè)層次，即舊城（約62平方公里）、規(guī)劃市區(qū)（或擴(kuò)大到六環(huán)路，約2280平方公里）、全市域（約16800平方公里）。舊城用地研究適于采用航空影像或高分辨率衛(wèi)星影像，如0.6米分辨率的衛(wèi)星影像；六環(huán)路內(nèi)用地研究適于采用中或高分辨率衛(wèi)星影像，如2.5米分辨率影像；全市域用地則宜采用10米或15米分辨率衛(wèi)星影像進(jìn)行大區(qū)域的宏觀研究；北京周邊地區(qū)亦稱大北京地區(qū)適宜采用30米影像資料。 依據(jù)遙感數(shù)據(jù)的適用范圍及城市規(guī)劃的不同階段要求，我們建立了能夠保證數(shù)據(jù)更新的遙感應(yīng)用研究體系，并進(jìn)行了京津冀地區(qū)建設(shè)用地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)、北京市域建設(shè)用地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)等一系列應(yīng)用研究工作（圖2）。 遙感應(yīng)用研究范例 北京城市空間戰(zhàn)略規(guī)劃 為配合2003年北京市空間發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，我們應(yīng)用遙感、GIS技術(shù)研究北京及其周邊地區(qū)1991年和2002年的人口、城市用地、交通狀況變化情況。 此次大北京地區(qū)研究范圍為：北起豐寧，南到吳橋，西起陽原，東至秦皇島。總面積約17萬平方公里，涵蓋北京、天津全部區(qū)域，涉及河北省大部分地區(qū)，并將山東省的德州地區(qū)包含進(jìn)來（圖3、圖4）。 應(yīng)用遙感解譯數(shù)據(jù)，利用GIS軟件，我們進(jìn)行了以下專題的統(tǒng)計(jì)分析：北京、天津輻射范圍分析；北京與周邊主要城市間區(qū)位關(guān)系分析；大北京地區(qū)平原區(qū)山區(qū)自然環(huán)境分析；大北京地區(qū)2002年現(xiàn)狀各類用地分析；大北京地區(qū)1991～2002年城市建設(shè)用地增長分析；大北京地區(qū)2002年機(jī)場、港口等重要交通口岸分析；大北京地區(qū)2002年現(xiàn)狀道路分析；大北京地區(qū)1991～2002年道路增長分析。 通過對(duì)解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，1991~2002年11年間，縣級(jí)以上城市建設(shè)用地增加量是1991年縣級(jí)以上城市建設(shè)用地總量的25%，城市建設(shè)用地增長速度較快。 北京城市總體規(guī)劃修編 首先進(jìn)行了北京市域建設(shè)用地增長趨勢分析。在配合北京城市總體規(guī)劃修編工作中，我們以遙感、GIS為技術(shù)支持，以遙感影像解譯現(xiàn)狀用地?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測了北京市自1986年以來，每五年的用地變更情況，客觀反映了城市建設(shè)用地變化的真實(shí)狀況（圖5、圖6、圖7）。 從解譯數(shù)據(jù)可以看到：市區(qū)建設(shè)用地不斷膨脹；遠(yuǎn)郊區(qū)縣1991年以后建設(shè)用地開始大量擴(kuò)張；耕地銳減嚴(yán)重。1986～1991年，建設(shè)用地增加量是1986年建設(shè)用地總量的2%；1992 ～1996年、1997～2001年每五年的建設(shè)用地增加量分別是1991、1996年建設(shè)用地總量的19%和10%。1986～2001年15年間，建設(shè)用地增加量約占1986年建設(shè)用地總量的35%。城市建設(shè)用地的快速增長一方面反映出城市化進(jìn)程加快，但同時(shí)農(nóng)田減少、人口大量積聚、交通阻塞、城市環(huán)境惡化等問題愈顯突出，遙感數(shù)據(jù)更加直觀的將這些問題準(zhǔn)確的表達(dá)出來，以提供我們進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。 其次進(jìn)行了北京市域道路交通狀況分析。從1986年、1991年、1996年、2001年TM（專題制圖儀）衛(wèi)星遙感影像解譯道路分布圖可以看出，1986～1996年北京的道路交通發(fā)展重點(diǎn)在市區(qū)以外地區(qū)，包括省際間交通聯(lián)絡(luò)線建設(shè)。1996～2001年，道路變化表現(xiàn)在市區(qū)及其靠近市區(qū)的城市環(huán)路及交通干線的溝通連接上。通過遙感解譯數(shù)據(jù)不僅能夠清晰地反映出城市道路建設(shè)與城市發(fā)展的關(guān)系，而且顯示出不同歷史時(shí)期城市建設(shè)的重點(diǎn)，為進(jìn)一步優(yōu)化城市交通環(huán)境提供了基礎(chǔ)信息（圖8）。 結(jié)語 遙感、地理信息系統(tǒng)的研究應(yīng)用已開展多年，近年來我們首次系統(tǒng)利用遙感技術(shù)、GIS技術(shù)搭建輔助城市規(guī)劃編制、分析、研究及管理的專用技術(shù)平臺(tái)，在利用新技術(shù)與城市規(guī)劃結(jié)合研究城市問題領(lǐng)域提出了系統(tǒng)框架與理論方法，并使之付諸于規(guī)劃實(shí)踐。通過開展的研究工作，我們深切體會(huì)到遙感、地理信息系統(tǒng)等新技術(shù)在城市規(guī)劃應(yīng)用中的重要價(jià)值與巨大潛力。隨著工作的逐步擴(kuò)展和深入，相信遙感、地理信息系統(tǒng)技術(shù)在北京規(guī)劃建設(shè)中必將發(fā)揮更大作用。中國規(guī)劃網(wǎng)北京9月8日電 參考文獻(xiàn) 1董光器.城市總體規(guī)劃：東南大學(xué)出版社.
2張偉,顧朝林.城市規(guī)劃信息技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用:東南大學(xué)出版社.
3陳述彭.城市化與城市地理信息系統(tǒng).
4王春峰.用遙感和單元自動(dòng)演化方法研究城市擴(kuò)展問題:測繪出版社.
作者單位：北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
(責(zé)任編輯：白雪松)
|
