遙感信息技術在城鄉總體規劃實施評估中的應用
——以天津市津南區為例

陳 楚,崔 龍,王 琳

(1.天津市測繪院,天津 300381; 2.天津市規劃局東麗規劃分局,天津 300381)

遙感信息技術在城鄉總體規劃實施評估中的應用
——以天津市津南區為例

陳 楚1?,崔 龍2,王 琳1

(1.天津市測繪院,天津 300381; 2.天津市規劃局東麗規劃分局,天津 300381)

為了便于及時了解和掌握天津市城鄉建設用地現狀和城鄉規劃的實施情況,加強對城鄉規劃科學有效地管理,為城鄉總體規劃實施評估研究工作提供有效的數據支撐,本文以天津市津南區為例,利用遙感信息技術對津南區的建設用地現狀進行動態監測,提取了兩年來建設用地的變化信息,并針對建設用地的現狀和變化信息對津南區城市總體規劃(2008～2020)的實施情況進行了評估,對領導者決策和城市建設管理提供數據支撐等方面具有重要意義。

遙感;動態監測;規劃評估

1 引 言

隨著城市社會經濟活動的加強,城市規劃對信息的依賴性也大大增強,它不僅需要城市現狀信息,而且需要歷史和未來發展的信息,信息資源的內容和獲取的手段越來越密不可分。

2006年國務院批復天津總體規劃以來,天津進入了快速發展時期,建設用地增長迅猛。據統計,2010年全市城鎮建設用地為1 380 km2,比2004年的1 061 km2增長319 km2,年均增長約53 km2。在快速發展時期,尤其是廣大區縣,經常出現未經規劃批準先開工建設,或是在規劃的城鎮建設用地范圍之外擅自進行項目開發建設的現象。同時,按照住建部2009年5月頒布的《城市總體規劃實施評估辦法》要求,需要全面掌握區縣建設用地發展態勢,為區縣總體規劃實施評估工作奠定基礎。為提高規劃的可操作性,需對建設用地進行動態監測。

遙感技術可以快速、準確地獲取城市發展、建設的有關信息,有反映城市宏觀全貌的圖像,也有高分辨率可以清晰地看到城市的一路一橋、一屋一樹等細微景物的影像,可以全面、生動、準確、即時地掌握和了解城市的發展變化。航空遙感的應用技術日趨成熟,將能提供高精度、多平臺、實時、可靠的城市信息源最理想的技術系統,將為城市規劃和管理提供全新的、現代化的技術支持,使遙感技術在城市的應用從深度、廣度上都有較大的發展和提高,形成高精度、多領域、綜合系統的城市遙感應用體系,為實現城市信息化管理和可持續發展提供現代化空間信息技術的支持。

為了便于及時了解和掌握天津市城鄉建設用地現狀和城鄉規劃的實施情況,加強對城鄉規劃科學有效地管理,開展城鄉總體規劃實施評估研究工作。我們對天津市津南區的建設用地動態監測的成果進行深入分析。利用2008年和2012年航攝的1∶2 000影像圖和1∶2 000地形圖對津南區2008年和2012年建設用地現狀進行了解讀,提取了兩年來建設用地的變化信息,并針對變化信息對津南區城市總體規劃(2008 -2020)的實施情況進行了評估。

2 試驗區概況

天津市津南區面積387.84 km2,轄咸水沽、雙港、八里臺、辛莊、雙橋河、北閘口、葛沽、小站等8個鎮和地處市區的長青辦事處,全區共有173個行政村。區政府駐地咸水沽鎮。行政區劃圖1所示:

圖1 津南行政區劃圖

3 技術流程

本次試驗主要利用2008年10月和2012年6月航攝制作的1∶2 000正射影像圖,結合同時期的1∶2 000地形圖,依據《天津市城市用地分類標準》,對津南區建設用地現狀進行解譯,提取出2008年和2012年建設用地現狀信息,即根據1∶2 000地形圖系統數據庫將前期影像劃分為相應類型,然后用變化監測的方法提取后期影像中的每類用地的變化信息,從而完成2012年建設用地現狀信息。該步驟由影像分割和屬性獲取組成,影像分割主要完成每類用地變化信息的提取,屬性獲取則確保變化信息的歸類工作。

3.1 影像分割

影像分割的任務就是在特定的應用需求下,基于一定的規則將影像劃分為各具特征的區域并提取出有意義目標的技術和過程。在由影像輸入到影像分析的整個影像處理過程中,影像分割起到了承上啟下的“瓶頸”作用,如圖2所示。

圖2 影像分割在整個影像處理中的地位

遙感影像是由空間結構上相互聯結的像元組成,反映和揭示地面物體固有尺度。由于實際地物的復雜性,在提取影像中各類地物的信息時需要充分考慮到地物的紋理、結構、空間特征以及相鄰地物的關系。本研究中采用面向對象的影像分割方法主要是以對象為最小單元進行處理,根據變化信息提取的要求,獲取變化圖斑的多種特征,其中主要是光譜特征和形狀特征,從對象層次實現變化信息的有效提取,使得分割結果具有更豐富的語義信息。在已有的地理數據庫基礎上,采用專題圖制作的方式來對變化圖斑進行解譯時,不同類型地物在影像上具有的尺度是不同的。因此,本項目采用基于多個分割尺度分別對不同地物進行分割以獲取最優效果的多尺度分割方法,影像分割結果的示例如圖3所示。

圖3 影像分割結果

3.2 屬性獲取

在研究中采用2008年遙感數據為前期數據,以 2010年的遙感數據為后期數據進行實驗來獲取變化信息。在利用面向對象的多尺度分割技術獲取變化信息的基礎上,以該信息為模板,結合影像解譯判讀技術與經驗,采用人機交互方式,以地形圖數據為輔助,對變化信息賦以相應的屬性,從而可以獲取覆蓋天津的2010年建設用地現狀圖。并通過運用“先內業后外業”的作業流程,在內業采集的基礎上,外業對未能確定的地物進行屬性調繪,并最終完成數據編輯和信息化處理工作,技術流程如圖4所示。

圖4 技術流程圖

3.3 數據更新

由于1∶2 000地形圖數據的時間和PS監測點的時相不一致的問題,需要首先基于高分辨率的遙感影像來對變化圖斑進行有效解譯,并對現勢性不足的地物進行補充。如圖5所示,道路邊的若干建筑物在1∶2 000地形圖數據沒有標出,基于對應時相的高分辨率航空影像進行更新。

圖5 1∶2 000地形圖更新前后對比

4 津南區城市總體規劃實施動態監測分析

本文通過利用遙感影像圖對津南區建設用地現狀進行了遙感解譯,獲取了津南區2008年和2012年建設用地現狀構成圖,分別如圖6和圖7所示。

圖6 2008年津南區建設用地現狀構成情況圖

圖7 2012年津南區建設用地現狀構成情況圖

基于2008年和2012年津南區建設用地的現狀圖,對2008年～2012年4年來建設用地主要大類進行了變化統計,如表1所示。2008年～2012年4年來總體上津南區的建設用地在減少,減少了470.04公頃,其中村鎮建設用地減少最多,減少了1031.60公頃。表明示范小城鎮、新農村建設等項目目前正處于起步階段,以拆為主。工業用地總體上處于減少,減少了183.52公頃,說明自2008年以來津南區4個市級示范工業園的建設處于初級階段,工業用地向示范工業園搬遷聚集,工業園的示范作用初步顯現。

表1 津南區2008年～2010年建設用地變化面積統計表

依據規劃管理的需要,重點關注2008年以來新增建設用地的土地來源問題。因此,在不考慮2008年同類用地的減少情況下,重點對新增建設用地的原土地類型進行了統計分析。具體如表2所示,橫向類型為新增建設用地的原土地類型,空地表示原土地類型為非建設用地,縱向類型為新增建設用地類型。

從表2中從各類新增建設用地的土地來源看:非建設用地新增建設用地為2835.04公頃,占總新增建設用地(11938.10公頃)的23.75%。在嚴格控制非建設用地的情況下,這部分新增建設用地值得關注。

雖然2008年以來工業用地變化的總面積在減少,但新增工業用地(M)的面積依然可觀,占總新增建設用地的30.11%。表明2008年津南區的工業用地在4個示范工業園建設的推動下,正在進行大面積區域調整,大量工廠進行搬遷新建。為了摸清新增工業用地的動向,針對2008年以來的新增建設用地,與津南區城市總體規劃(2008～2020)進行了對比,總有58處與城市總體規劃不符。從新增工業用地和性質變化數據分析看,2008年～2010年與規劃不符的工業用地占總新增工業用地的40.48%,這表明規劃的實施有待加強管理和監督。

表2 新增建設用地來源統計表(單位/公頃)

受到房地產開發的影響,新增建設用地中居住用地(R)占總新增建設用地的16.41%和8.69%。在新增加的居住用地中,與規劃不符的占17.06%。這些與規劃不符的建設多為還遷房,值得注意。

5 結 語

本文以遙感的技術手段在天津市津南區城市總體規劃實施評估的應用,探討了總體規劃的技術創新實踐,事實證明,技術創新的突破對于提高城市總體規劃基礎數據的翔實性、可靠性十分重要,而數據的準確與翔實是總體規劃確定戰略問題的可靠依據,對提高總體規劃的科學性、可操作性、權威性都有著非常重要的作用。通過遙感技術對建設用地動態監測的研究,將不僅僅在總體規劃實施評估中進行應用,還將在規劃編制、管理和監督工作中達到如下幾方面的作用:

一是對建設用地現狀情況進行全面梳理,及時掌握全市域建設用地的基本情況,加強市局對各區縣規劃用地的動態監管,促進土地資源的合理配置。

二是定期監測各區縣建設用地的發展變化情況,分析各區縣建設用地的發展方向和土地利用方向的變化,及時發現違反規劃進行建設的情況,促進規劃有效實施。

三是按照住建部總體規劃實施評估的要求,通過全面掌握區縣建設用地發展態勢,為區縣總體規劃實施評估工作提供技術支撐,提高區縣總體規劃編制或修改的科學性。

四是建立規劃實施與規劃編制的長效反饋機制,客觀評價規劃編制與實施的效果,為進一步提升規劃編制、管理和決策水平提供技術支撐。

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Remote Sensing Information Technology Applied to the Implementation Assessment on the Urban-Rual Master Planning——A Case Study on Tianjin Jinnan District

Chen Chu1,Cui Long2,Wang Lin1
(1.Tianjin Institute of Surveying and Mapping,Tianjin 300381,China; 2.Dongli Branch of Tianjin Planning Bureau,Tianjin 300300,China)

In order to understand and master the current situation of the rural-urban construction land use and the implementation situation of urban and rural planning in Tianjin,strength the urban and rural planning management scientifically and effectively,and provide the effective data support to the implementation assessment research on the urban-ural master planning,in this paper,remote sensing information technology is used to monitor the construction land use in Jinan District dynamically and the change in two years is extracted,the implementation situation of the urbal-rual master planning is assessed according to the status and change information and it has a significance in the aspect of leader’s doing decision and the data support to the urban construction management.

remote sensing;dynamic monitoring;the planning and evaluation

2014—04—21

陳楚(1980—),男,高級工程師,主要從事攝影測量,遙感數據處理及應用工作。

住房和城鄉建設部科技項目(2011-R2-3)