第63期：利用卫星遥感影像，记载增城城建变迁
一、卫星遥感影像简介
卫星遥感影像是通过卫星上的遥感器直接获取地面的数字影像，再传输给地面的卫星接收站，处理后得到可以在电脑中使用的数字遥感影像。经过多年的工作积累，市规划局根据数据情况，联同我市国土局，建成了覆盖全市的卫星遥感影像、航拍正射影像、多种比例尺地形图、规划审批数据、规划编制成果数据和用地红线等多种数据。
二、卫星遥感影像来源与优点
卫星遥感影像数据共包括3种数据源，一部分来源于早期的照相侦察卫星，从这个系列卫星上获得的影像，最小能看出地面上边长为60厘米的物体，大约如雨伞大小;一部分来源于美国的地球资源技术卫星，最小能看出边长为15米的物体，例如半个篮球场;还有一部分来源于法国的地球观测卫星系统，最小能看出边长为10米的物体，例如一个羽毛球场。这种从影像上能够看出的最小物体，专业名称叫空间分辨率(Spatial Resolution)，又称地面分辨率。例如图1，挂绿广场地区2003年的影像图是10米分辨率，能看清楚建筑、大树和道路;该地区2013年的影像图是0.5米分辨率，不但看清楚前一张图的地物，还可以看出汽车、斑马线和挂绿荔枝母树等更小的地物。
图1 挂绿广场2003年(上)和2013年(下)影像清晰度对比图
应用卫星遥感影像开展分析工作具有以下优势：1、从卫星上获取的影像范围广阔，俗话说站得高看得远，作业速度比传统测绘要快，特别适合研究城市范围尺度的问题;2、用卫星对同一个地方不断地拍照，就能动态反映地面事物的变化，这有助于人们发现并动态地跟踪事物的变化;3、影像数据可以直观地看到地貌、植被、水文和建筑物等地物的特征。例如图2是2007年和2013年东汇城位置的卫星影像，植被和建筑的一目了然，建设变迁非常直观。市规划局除了应用卫星遥感影像分析城市建设发展情况外，还应用卫星遥感影像完成了地图编制、三维数字高程模型等工作。
图2 2007年(上)和2013年(下)东汇城建设情况对比卫星影像
三、卫星遥感影像处理
卫星遥感影像从在卫星上拍摄后并不能直接用于工作，需要经过一系列的专业的技术处理，即遥感图像处理。遥感图像处理主要包括辐射校正、几何纠正、图像整饰、投影变换、特征提取和分类等内容。辐射校正和几何纠正主要校正在成像、记录、传输或回放过程中引入的数据错误、噪声与畸变，例如天空中经常有云，卫星拍照时会把云都拍下，会导致图像模糊。图像整饰是提高图像的图面效果以方便我们从图像中分辨出地面物体。投影变换是给卫星影像加上坐标，让影像图中的物体精确地与实地地物匹配。特征提取是从卫星影像中提取出某种特定的信息，例如建设用地信息。分类就是让电脑根据选定样本对影像中的内容按照要求进行划分，例如房子工厂等归类为建设用地，成片的荔枝林、龙眼树归类为园地，大片的水田划分为耕地。首先在分类之前通过人眼解读和野外调查，对卫星影像上划定一个样本区，并对样本中的物体进行判断和特征分析，接着让计算机按照样本特征去自动识别影像中的同类，然后同一类别都归到同一组。
例如，通过选取已建设土地样本，让计算机自动识别出每一张卫星遥感影像中的建设用地(如图3)，通过不同年度建设用地分布图，全市的发展情况就呈现出来了(如图4)。通过统计2012年各镇街建设用地数量占全市建设用地总量的比例，可以清晰地看出建设量最大的地区(如图5)。
图3 处理后的1979年卫星影像
图4 1979-2012年增城市建设用地分布图
图5 2012年各镇街建设用地比例(%)
四、卫星遥感影像分析结论
为使增城建设发展的过程更加清晰，我们对图4中六个年份的建设用地数量进行分别统计。经统计，1994-1999年和2005-2008年两个时段是增城建设用地增长的高峰期，这与增城的实际建设情况基本一致。上世纪90年代增城荔城和新塘镇的城市建设开始加速发展，如荔城富鹏开发区和荔城碧桂园陆续建设完成，增城广场开始逐步建设，新塘镇凤凰城初具规模。进入21世纪后，特别是2005年以来，增城中心城区和大新塘地区进入了城市发展的快车道，几年时间内城市建设面貌焕然一新，建设了广东省第一条绿道、白水寨风景名胜区和金叶子温泉酒店等服务设施，开发了锦绣御景苑、新塘的现代城、金泽豪庭等大型居住楼盘。
经历以上两个发展高峰后，增城建设用地分布特征越来越明显。一是建设用地沿主要交通干道发展，如广汕公路沿线、增滩公路沿线和广深公路沿线等。二是全市划分为南中北三大功能圈，形成各具特色的三大主体功能区：根据2012年各镇街建设用地比例图，增城各镇街建设用地比例明显划分为南中北三个部分，南部的大新塘(新塘镇、永宁镇和仙村镇)和石滩镇等建设用地比例大的镇街颜色非常突出;中部的荔城街、中新镇、朱村街和增江街这四个镇街的建设用地比例中等，颜色比南部要浅;北部的派潭镇、小楼镇和正果镇主要发展都市农业和生态旅游业因此建设用地比例最小。
从以上分析可见，在30多年的城市快速发展的过程中，增城保持了北部三镇都市农业和生态旅游区的低建设量，控制了中部荔城街、增江街、朱村街等行政与居住区的建设强度，提高了南部新塘镇、石滩镇、永宁街等新型工业区发展先进制造业和第三产业的土地建设效率。全市建设用地面积占全市总用地面积比例不高，保护了大片连绵的青山绿水，为我们今天建设“生态文明宜居宜业新增城”奠定了良好基础。
五、总结
从卫星遥感影像定量定性分析结果中，我们可以看出增城的城市建设已经从之前的高速扩张阶段逐渐进入了中速优化时期。在高速扩张期，增城的城市规模和生态景观能保持得如此健康，既是城市管理者和建设者巨大的努力，也是增城城市“三大主体功能区”建设效果的体现。当下，增城市委市政府提出的“现代化中等规模生态城市”定位不但是增城城市建设发展的客观总结，而且是对增城未来发展规模的科学预测。在科学的定位下，“建设生态文明宜居宜业新增城”目标将是市规划局落实“百年规划”发展理念，进一步提升城乡规划水平，做好我市规划编制与实施工作的科学务实指引。
(作者 黄 悦)
