第43期：开展遥感监测 服务城市建设
一、遥感监测简介
遥感技术是利用卫星或机载传感器对地面物体进行远程观测，其获取方式快速、成本低、覆盖面广，已得到普遍应用。2005年美国谷歌公司推出谷歌地球(GoogleEarth)产品，广受用户的使用，谷歌地球是一款基于卫星影像数据的虚拟地球软件，它把影像数据和其他地理信息布置在一个地球的三维模型上，用户可以免费浏览全球各地的高清晰卫星影像数据、3D建筑、地形、街景视图等信息。继谷歌地球之后，在2011年正式上线推出的还有我国国家地理信息公共服务平台“天地图”的影像地图，数据覆盖全球。当然，以上平台仅限于查询某个时间的影像信息，无法获知城市发展演变的历史信息。
遥感监测是应用遥感和GPS定位技术快速获取高分辨率遥感影像、高精度数字高程模型以及地面监测点的时空数据，结合GIS技术开发空间与属性数据一体化的监测管理系统，提取不同时期的影像数据，从而为政府部门提供及时、准确、有效和权威的监测管理和决策支持，同时也可为社会和公众提供相应的信息服务。城市地理信息具有时间性、现势性，呈现动态的特征，反映了一定时期内地理要素的发展变化状况。随着城市化进程的快速发展，城市土地利用方式发生巨大变化，要快速准确地掌握城市土地利用变化情况，动态监测和管理城市空间格局变化和内部土地利用结构。这就需要在高分辨率的遥感影像的支持下，对城市空间格局和土地利用结构的变化进行动态监测，及时把握城市土地利用现状和变化趋势，制定相应的对策，实现人与自然的和谐发展。
遥感应用于城市研究最早是从1958年法国用装载在气球上的相机拍摄了巴黎市的像片开始的。到上世纪80年代，随着传感技术和航天技术的发展，应用航空像片和卫星影像进行城市专题研究日益成熟。大量彩色、热红外遥感技术被应用于城市扩展分析、城市环境监测与评价以及城市化进程评估等众多方面。随着1995年国际地圈-生物圈计划(IGBP)和全球环境变化中的人文领域计划(IHDP)和“土地利用和土地覆盖变化”(LUCC)研究计划的提出和1998年“数字地球”概念的提出，许多国家也相继成立相关组织机构进行“数字国家”的研究，在一些省、市、区范围内，各地政府也纷纷提出了“数字城市”的概念，并进行了大量的相关研究工作，取得了一定的成效。遥感影像监测作为“数字城市”的重要组成部分，通过对不同时期的影像数据进行处理、对比和分析，及时掌握城市发展过程的具体和细节的变化信息，对城市进行合理的规划、建设和引导。
二、影像数据现状
城市遥感影像监测需要综合各时期已有影像档案，对地形、水系、交通、地表覆盖等要素进行动态和定量化、空间化的分析，并统计其变化量、变化频率、分布特征、地域差异、变化趋势等，形成反映各类要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据和研究报告以辅助决策。市城乡规划局根据现有数据情况，联同我市国土部门，建立了数据共建共享和可持续性的影像更新机制。
市城乡规划局现有全市正射影像数据6版，拍摄时间分别为2003年、2005年、2008年、2010年、2011年和2012年，部分区域已获取2013年影像。其中优于0.5米分辨率的正射影像共3版，目前现势性最好为2012年8月拍摄的卫星遥感影像，色彩处理匀衡，基本与我市地形现状一致，能满足系统服务查询、政府专题地图、村镇信息化用图以及项目决策、规划选址等工作的需要。下组图为挂绿湖水利工程核心区主湖周围2003-2013年影像对比
2003年影像
2008年影像
2010年影像
2011年影像
2012年影像
2013年影像
图1历年存档影像
三、遥感影像监测的应用与服务
近年来，增城市围绕广州城市副中心规划建设，城市面貌正发生着不断的变化。市域交通网络规划、村落拆迁改造、园林绿化升级、水系网络及重点项目配套建设等不断推进，一座高品质、低成本、产城融合的城市副中心即将呈现。保留城市发展的时空记忆，浏览城市建设历程，对城市空间格局的变化进行动态监测显得格外重要。遥感影像可用于监测土地利用现状，城市建成区变化，交通、水系和电力等网络改造的分布、城市绿地覆盖率、作物种植面积以及不同时期花园、果园及森林覆盖面积统计。下图为雁塔桥以南、沙滩泳场以北增江河两岸的改造前后影像，从2008年和2013年影像分析，沿江两岸的道路、园林、绿道、水域分布均发生了明显的变化。
图2增江河两岸的改造前后影像
影像监测还普遍用于历史建筑和违章建筑的普查。加强历史建筑保护，构建历史文化与现代文明交相辉映的新型城乡形态，摸清我市历史建筑的数量、分布、特征、现状等基本情况，对保护、修缮和改造历史建筑提供重要的依据。下图为小楼何仙姑庙名镇名村建设前后影像，拍摄时间2008年和2012年。
图3小楼何仙姑庙名镇名村建设前后影像
在土地利用和城乡规划监测工作中，利用不同时期的遥感影像进行对比分析，及时掌握违法建设施的位置、分布、范围和面积情况。利用新旧影像地图对比分析的方法，具有清晰直观、效率高、说服力强的优点。
低空航空遥感具有分辨率高、周期短、能动性强的优点，因此，无人机遥感影像也常用来定期监测重大项目的建设进度。通过空中三维影像全景，能够全面真实地体现重大项目的进展情况，基于GIS技术开发的监测管理系统可实现三维全景浏览的各项操作功能，为城市规划和重点项目管理的决策提供了更加直观与科学的依据，如下图4所示。
图4空中全景浏览
(作者史经侯辉娇子)
