大數據時代RS技術在城鄉規劃管理中的應用與發展趨勢

石磊　吳昊　歐陽筱菁

摘 要：隨著大數據（Big data）時代的來臨，信息化技術也吸引了越來越多的關注。其中作為信息化技術之一的RS技術，以其能夠實時和高效獲取城市的發展變遷數據的特點，已日益在城市建設、城市管理和城市研究的各個領域發揮著巨大作用。該文從RS技術的概念出發，從遙感信息在城鄉用地調查中的應用、城鄉空間布局信息分析、城鄉環境遙感監測分析三個方面，探討了其在當代城鄉規劃管理中的應用與發展的新趨勢。

關鍵詞：RS技術 城鄉規劃管理 應用 發展趨勢

中圖分類號：TU981 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0037-02

20世紀60年代以來，RS技術是在空間科學、現代物理學（包括激光技術、微波技術、全息技術、光學、紅外技術和雷達技術等）、數學方法、地球科學理論、電子計算機技術的基礎上構建起來的一門綜合性科學和先進實用的探測技術。

目前大數據已日益從各個領域進入我們的生活。在城市建設領域，隨著新型城鎮化的發展，帶來了城市精神文明和物質繁榮的同時，也帶來了原有生存環境的改變并產生了諸多生態問題：人口激增、綠地減少、耕地占用和環境污染等，城市已成為生態問題和社會矛盾日益突出的區域。城鄉規劃工作是指導城市發展和開展城市建設的“排頭兵”和基礎，而各類城市信息是城鄉規劃工作的基礎，包括城市資源、人力資源、城市環境、物流運輸等。隨著城市的快速發展，空間結構的復雜化以及信息的多元化，傳統獲取信息的手段已很難適應城鄉規劃設計及城鄉規劃管理的需要，解決此問題的核心便是發展高精度RS技術。

1 RS技術在城鄉規劃用地調查中的應用

城市基礎信息數據由各類專用地理信息數據、數字地圖、數字專題圖和數字景觀模型組成。大數據時代的城市建設發展需要大量的數字基礎信息數據，數字化城市進程的推進需要RS技術提供不同種類和比例尺的影像圖或專題圖以適應不同使用者的需求。目前隨著信息化技術和圖像處理技術的發展，RS技術逐漸活躍在城鄉規劃編制和管理工作中，其實時、高效和全面的特點推動著城鄉規劃信息化的不斷發展。

隨著城市景觀模型和城市數字高程模型技術的不斷完善，人們可以更具體、直觀和真實地了解城市的發展狀況。此外，運用城市數字攝影測量技術制作的城市景觀數字模型能夠在計算機的輔助下多視角的再現城市場景，從而促進城鄉規劃決策的科學性。以上信息化成果的實現都離不開RS技術的支撐。

2 RS技術在城鄉規劃空間布局信息分析中的應用

伴隨著中國經濟的持續發展，城市建設與人口規模不斷膨脹、生態環境日益下滑、交通擁堵日益嚴重等問題都對城市持續發展造成了嚴重的威脅。因此，對城市建設狀況進行動態監測是發現和解決上述城市問題的一個必要途徑。

城鄉規劃的核心因素和城市發展的載體就是城市的土地資源。城市土地利用狀況以及土地使用性質是動態變化的，要隨時拿捏其不同時期的特征。用RS技術作為信息來源是現代城市最普遍的途徑，利用GIS技術的強大圖形操作功能和海量存儲數據，實現了集成化的城市土地管理，以實時方便地了解，城市土地權屬界線和土地利用狀況等數據信息，使城鄉規劃管理更具有透明性及科學性。可實現對土地資源利用的動態監測和實時調查，為城市規劃用地現狀調查，提供可靠而直觀的基礎數據 ，為加強城市的土地資源管理、優化政府部門的決策、輔助城市規劃編制與管理提供有力支持。

3 RS技術在城鄉規劃環境監測分析中的應用

隨著新型城鎮化的快速發展、產業高度集中、世界城市人口膨脹和城市環境日益惡化，這已成為全球性的發展趨勢。在發展中國家此趨勢更加引人注目。因此，應用經濟、有效的RS技術手段研究城市環境問題，正確評價城市環境質量，探討改善城市環境質量的措施和途徑具有十分重要的意義。

目前，RS技術正廣泛應用于動態監測工業生產等引起的大氣污染、土壤污染及水污染等問題。RS技術的監測速度快和范圍廣，且可多手段以及多波段連續監測其動態變化。因此，RS技術又是測量污染物分布與濃度，監測環境演變變化趨勢的有效方法。

4 RS技術在城鄉規劃管理中的發展趨勢

RS技術應用的廣度和深度在近30多年得到持續的拓展。目前，RS技術正從單一數據資料分析向多元數據資料復合，從區域靜態分析向過程動態監測，從表面性分析向內在定量化分析等方面的過渡。

4.1 遙感數據獲取技術的發展

清晰的衛星遙感數據在城市中廣泛應用歸功于RS技術的提升和新型傳感器研發水平的進步。傳統的航空遙感數據將日益替代，因為隨著GeoEye-1、QuickBird、IKONOS等商業衛星的運行，它們將成為城市遙感的主要數據源。商業衛星提供的清晰衛星數據在城鄉規劃編制與管理等方面發揮著重要的作用。此技術的優勢在于無論你身在何處只要采用聯機方式直接定購和接收產品，相關遙感數據信息可以在數小時內通過數字方式傳輸獲取。

4.2 構建新型城市遙感信息模型

遙感信息模型是利用地理信息和遙感信息影像化方法建立起來的是一種注重影像理解和知識表達的集成可視化模型。城市遙感信息模型可以反演和計算城市環境參數是RS技術應用深入發展的核心。在過去一段時期盡管人們發展了各種遙感信息模型，但仍然無法滿足當前城市建設發展應用的需要，遙感信息模型的不斷創新，依然是RS技術研究的方向。

4.3 “3S”信息技術的集成應用

由地理信息系統（GIS，Geo-graphical Information System）、遙感（RS，Remote Sensing）和全球定位系統 （GPS，Global Positioning System）的“3S”空間信息集成技術系統將成為具備城市信息獲取與實時處理的綜合技術。其中，“3S”信息化技術中的三個不同技術在城市規劃管理中扮演著不一樣的角色，空間地理信息的采集問題主要由RS技術和GPS技術解決，地理空間的數字模型問題主要由 GIS技術現實。“3S”一體化集成將最終建成新型的城鄉數據與信息獲取系統并形成高效的信息處理分析流程，這將對RS技術在城市建設領域的應用與發展產生深遠的影響。

4.4 全面推進“數字城市”的建設

城市現代化的重要標志和城市信息化的戰略目標就是在大數據時代推進“數字城市”建設。“數字城市”的建設過程中RS技術扮演非常重要的角色，與城市發展需要的其他信息相比，通過RS技術獲取的遙感信息有其應用優勢和明顯的特點。因此，RS技術在城市建設領域的應用將推動“數字城市”的建設，同時對于提高城市建設的綜合效益和提升城市規劃和管理決策水平將起到更大重要的作用。

5 結語

隨著RS技術的逐步提升和遙感知識的廣泛普及，遙感在城鄉規劃中的應用必將越來越深入。實踐證明，RS技術可以直接為城鄉規劃與建設行政主管部門提供準確而可靠的有效圖件和資料、同時結合城市規劃數據信息成果資料和計算機技術，為建立城市地理信息系統乃至構建數字模擬城市奠定了基礎。當然，RS技術也存在局限，它難以完全代替地面調查，同時也需要其他信息化技術的配合。對于RS技術的使用者來說，要根據具體的需求分析遙感應用的可行性，并選擇合適的應用方案從而最大效益的發揮RS技術的作用。

參考文獻

[1] 陳述彭，謝傳節.城市遙感與城市信息系統[J].測繪科學，2000（1）：1-8.

[2] 吳賢宇.試談城市遙感[J].科技廣場，2006（7）：119-120.

[3] 劉英，趙榮欽.遙感技術在中國城市環境監測中的應用研究進展[J].云南地理環境研究，2006（1）：101-104，109.

[4] 馬明秀，全明宰.遙感技術及其應用研究[J].科技創新導報，2012（8）：32.

[5] 時榮，李冰，禹小偉.用先進遙感技術服務數字城市建設[J].太原科技，2009（1 0）：70-72.