RS與GIS技術在我國城市綠地研究中的應用?

李婷婷陳 露趙錦慧

1 湖北大學資源環境學院 武漢 430062 2 余慶中學 貴州遵義 564400

RS與GIS技術在我國城市綠地研究中的應用?

李婷婷1陳 露2趙錦慧1

1 湖北大學資源環境學院 武漢 430062 2 余慶中學 貴州遵義 564400

RS技術與GIS技術在空間數據獲取和分析處理方面具有顯著的優越性，在我國的城市綠地研究中得到了廣泛深入的應用。文中重點介紹RS技術與GIS技術在我國城市綠地景觀格局和景觀多樣性研究、城市綠地規劃布局和監測管理、城市綠地現狀及動態調查、城市綠地功能分析與評價、城市綠地可達性分析與評價等方面的應用，同時對其前景進行展望。

城市綠地，RS，GIS

1 在城市綠地研究中引入RS和GIS技術的意義

在傳統的城市綠地研究中，信息獲取和數據分析處理的能力較差，多通過查閱文史資料、紙質地圖，并結合人工現場踏勘等方法獲取綠地相關信息，存在如下缺陷:資金、人力、物力投入較大；數據量大且更新緩慢，數據統計任務繁重、周期長；分析方法落后，以統計分析為主，空間分析薄弱；調查結果多以簡單的圖表顯示，可視化程度低。

RS技術的引入大大縮短了獲取城市綠地信息的時間和周期，且信息獲取量大、準確度高、時效性強。GIS技術的引入則大大提升了對城市綠地信息的分析、處理和管理能力，同時可以根據研究需要輸出各類專題地圖和綜合地圖，可視化程度高，大大提高了城市綠地研究的效率。

RS技術和GIS技術具有傳統研究方法和手段不可比擬的優越性，對實現城市綠地的綜合調查與分析、合理規劃與布局、動態監測與管理有著重要的意義。因此，RS與GIS技術在我國的城市綠地研究中得到了廣泛深入的應用。

2 RS與GIS技術在城市綠地研究中的應用領域

2.1 城市綠地景觀格局和景觀多樣性研究

景觀格局即景觀結構，包括景觀組成單元的類型、數目及其空間分布與配置[1－2]。景觀多樣性反映景觀要素的豐富和復雜程度，包括景觀類型、景觀斑塊及景觀格局的多樣性。景觀格局和景觀多樣性的狀況直接影響著城市綠地生態、社會、經濟功能的實現，因而受到研究者和城市決策者的高度重視。

目前已有不少學者應用RS與GIS技術對城市綠地景觀格局和景觀多樣性進行了研究。侯碧清[3]以美國Quickbird衛星數據為基礎，以Mapinfo為地理信息系統平臺，提取并計算了株洲市城市綠地的綠地面積、綠地率、覆蓋面積、覆蓋率、人均公園綠地面積等信息。王雪等[4]借助RS技術對深圳市地形圖進行幾何校正和增強處理，同時應用ARCGIS9.0軟件進行矢量化和相關統計分析，對深圳市的城市綠地景觀格局進行了研究。岳德鵬等[5]以北京西北地區為研究區域，應用RS與GIS技術對該區域三期LANDSAT TM圖像進行解譯判讀，獲取研究區景觀格局的時空演變特征，最后提出了研究區的景觀格局優化方案。顧勝男等[6]基于RS與GIS，對徐州市綠地景觀格局進行了分析，并用梯度分析法研究了徐州市市中心與城市邊緣的景觀格局梯度差異。

利用RS技術可以獲取城市遙感影像圖，通過對遙感影像圖進行幾何校正、圖像增強、解譯判讀等處理可以提取出城市的綠地、水體、山脈、道路、居民區等地物信息。綜合遙感影像圖、大比例尺數據、實地調查數據、統計年鑒等，運用GIS技術可以建立一一對應的城市綠地空間數據庫和城市綠地屬性數據庫，形成完整的城市綠地信息數據庫。根據研究需要，將綠地信息矢量數據轉換成柵格數據，再進行相關景觀格局的計算，可計算得到城市綠地的綠地率、覆蓋率、多樣性指數、破碎度指數、分離度指數等指標數據，結合景觀生態學的相關知識，即可實現對某一區域綠地景觀格局和多樣性的分析與研究。

2.2 城市綠地規劃布局和監測管理

合理的城市綠地規劃能夠提高城市有限土地的利用效率，充分發揮城市綠地功能的同時，促進城市土地利用的合理布局，改善城市生態環境和人文環境。對城市綠地的有效監管，是保護現有綠地系統、實現城市綠地可持續發展的保證。

石雪冬等[7]研究了GIS技術和RS技術在廣州市城市綠地系統總體規劃中的應用。許浩和鈴木雅和[8]探討了在日本東京都城市綠地規劃中利用3S技術存在的優勢和問題。劉琳[9]以合肥市為研究區域，分析了3S技術在城市綠地管理中的應用，得出了利用多學科技術豐富后的3S技術能夠更好地服務于綠地管理的結論。劉鐵冬等[10]基于 “3S”技術研究了城市綠地的動態監測與綠地系統規劃布局。

通過RS技術獲取城市的綜合用地信息，根據研究需要輸出各類專題地圖，可以直觀表達城市綠地的布局、面積、類型、長勢等現狀，以及城市現有地形、道路、建筑等信息。利用GIS中的疊置分析功能，選取合適的專題圖層進行疊加分析，結合用地屬性和景觀生態規劃原理進行用地開發的適宜性評價，借助GIS、CAD等技術將規劃設計的城市綠地置于城市綠地現狀圖中，利用空間分析、視線分析、光線分析、氣候模擬、植物生長模擬等功能對城市綠地規劃進行模擬分析，對規劃方案進行科學評價并提出合理的改進措施，可以為城市綠地規劃提供科學依據。同時，利用RS技術的動態監測和GIS技術強大的空間分析、查詢與管理功能等，可以實現對城市綠地及時有效的監測管理。

2.3 城市綠地現狀及動態調查

應用RS和GIS技術對城市綠地現狀和動態演變過程進行調查的文獻數量眾多，且起步較早。白林波[11]等于2001年應用RS和GIS技術從綠地類型和綠化覆蓋率的角度調查了合肥市的綠地系統現狀。徐新良等[12]詳細介紹了運用RS和GIS技術進行城市綠地覆蓋調查的方法、技術流程及其優點。孟昭山和楊士偉[13]以大慶市為研究區域，闡述了RS技術在城市綠地調查方面的應用。張澤晗等[14]應用“3S”技術，以呼和浩特市不同階段的衛、航片為數據源，研究了呼市城市綠地的動態變化過程。張國成等[15]基于ETM和SPOT圖像，采用ERDAS和ARCGIS軟件，對南京市區的生態綠地現狀進行了分析。

利用RS技術對校正后的遙感影像圖進行圖像增強處理，以突出有用信息、削弱無用信息，然后根據光譜規律、地學規律和解譯者的經驗認知，依據遙感影像的顏色、紋理、結構、分部等特征，對遙感影像中的地物進行解譯歸類，可以提取出城市綠地的布局、面積、物種構成、覆蓋率等空間信息和屬性信息。引入通過實地考察獲取的城市綠地相關信息，對上述空間信息和屬性信息進行修正處理，即可得到準確性較高的城市綠地現狀信息。借助GIS的空間疊置分析功能，對不同時段影像圖中的綠地分布、綠地面積、綠地類型、綠地覆蓋率等指標進行對比分析，即可掌握城市綠地的演變過程，實現對城市綠地動態演變的研究。

2.4 城市綠地功能分析與評價

城市綠地作為城市系統的重要組成部分，承擔著改善城市生態環境、維護城市生態平衡、促進城市和諧發展的重要作用，具有生態、社會、經濟等多重功能。

李滿春等[16]以遙感信息為主要數據來源，采用GIS技術進行數據分析和處理，建立了城市綠地生態效益評價與預測模型，為城市綠地的規劃和決策提供了科學依據。王霓虹等[17]探索了基于RS和GIS技術建立城市局域綠地評價系統的方法。劉萍等[18]利用QuickBird數據和GIS數據，應用生態學原理和方法，對烏魯木齊城市綠地景觀進行了系統評價研究。申世廣等[19]借助GIS相關技術，研究了常州市綠地的適宜性評價方法。徐志剛等[20]以RS技術為主要手段獲取城市綠地的空間數據，以GIS為平臺建立城市綠地數據庫，探索了城市綠地的綜合效益評價方法。

以城市綠地空間數據信息為基礎，選取合理的評價因子并賦予權重，建立基于GIS系統的影響因子空間屬性信息數據庫，利用ARCGIS軟件空間分析和計算功能即可對城市綠地功能進行定量分析和評價。對城市綠地功能進行分析和評價，有利于提高人們對城市綠地的認識和重視，促進城市綠地系統的不斷完善。

2.5 城市綠地可達性分析與評價

城市綠地可達性直接影響著城市綠地的服務效率，反映了城市居民享有城市綠地服務的便捷程度。隨著生活習慣和休閑方式的改變，越來越多的人選擇城市綠地作為休閑散步、舒緩身心的場所。因此，城市綠地為市民提供服務的有效性受到越來越多人的重視。

近年來，以RS和GIS技術為平臺對城市綠地可達性進行研究的文獻也呈現出不斷增多的趨勢。周亮等[21]基于RS和GIS技術建立了空間可達性與綠地規模質量和空間阻力的關系模型，研究了武漢市漢口地區城市公共綠地的可達性。黃翌等[22]利用GIS技術研究了徐州主城區廣場和公園的可達性，為城市廣場和公園的布局提供了借鑒。余雙燕等以城市公園分類圖、道路圖和水系圖為基礎數據資料，借助RS和GIS技術，采用費用加權距離法，對南昌市公園綠地的空間分布特征和可達性進行了分析和研究。魯敏等[23－24]以GIS技術為支撐，采用成本加權距離方法對濟南市公園綠地的可達性進行了分析與評價，并提出了相應的綠地建設方案。宋秀華等[25]以泰安城區QuickBird數據資料為基礎，在GIS技術的支持下，采用成本加權距離法，對城市公園綠地現狀和規劃進行了可達性分析。

以校正、解譯并進行分類處理過的城市遙感影像圖為基礎，在ArcGIS軟件中提取城市道路及其他用地類型信息，建立城市土地利用數據庫，對不同的土地利用類型賦予相應的空間阻力值，采用成本加權距離法計算城市綠地的空間可達性，對城市綠地可達性的合理程度進行分析和評價，可以為城市綠地系統的不斷完善和后期規劃提供參考依據。

3 結論與展望

長期以來，RS和GIS技術在城市綠地研究中發揮著不可替代的重要作用。目前，該技術主要應用于城市綠地景觀格局和景觀多樣性研究、城市綠地現狀及動態調查、城市綠地規劃布局和監測管理、城市綠地功能分析與評價、城市綠地可達性分析與評價等方面。同時，在城市綠地信息提取、城市綠地三維量分析與評價、城市綠地模型研究與構建、城市綠量與城市熱島效應相關性分析等方面，RS和GIS技術也有一定的應用。隨著人類認識世界、改造世界的需求不斷增加，對城市綠地的探索也將不斷擴展和深入。RS和GIS技術在城市綠地研究中的應用角度會不斷深化，研究方向也會不斷豐富。

同時我們應該認識到，城市綠地系統是一個錯綜復雜的動態系統，其內部結構和演變規律以及其對外部世界的作用機制等都有待專家學者進行更加艱苦的探索與更加深入的研究。隨著城市綠地研究深度和廣度的不斷增加，原有研究方法和研究手段需要不斷改進完善，新的綠地評價指標會不斷引入到研究工作中。因此，對RS和GIS技術獲取和分析處理信息能力的要求也會不斷提高。一方面，降低遙感影像受天氣、地形、光線等因素的影響程度，提高遙感影像的分辨率，縮短獲取遙感影像的周期等，將大大提高遙感影像解譯判讀的準確性，提高城市綠地研究的科學性。另一方面，可以根據研究需要，融合景觀生態、城市生態、園林規劃、土地管理、地質水文等學科知識，以GIS為平臺，篩選合適的城市綠地指標，創新構建功能各異的城市綠地分析、查詢、管理模型，以便更好地服務于城市綠地的各項研究與管理工作。RS和GIS技術的進步與創新，將極大地豐富和創新城市綠地的研究思路和研究手段，進一步促進對城市綠地的科學規劃與管理。

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Application of RS and GIS Technology to the Study of Urban Green Space in China

Li Tingting1Chen Lu2Zhao Jinhui1

(1.College of Resources and Environment，HubeiUniversity，Wuhan 430062，China；2.Yuqing Middle School，Zunyi564400，Guizhou，China)

With the incomparable superiority in spatial data acquisition and analysis，the RSand GIS technology has been extensively used in the research of urban green space in China.This papermainly introduced the applications of RS and GIS technology to the research of urban green space in China，including the landscape pattern and landscape diversity research，urban green space planning andmonitoringmanagement，investigation of urban green space status and dynamics，the functional analysis and evaluation of urban green spaces，accessibility analysis and evaluation of urban green space，etc.At the same time，the application prospect of RS and GIS in urban green space was discussed.

urban green space，RS，GIS

2014－12－31

湖北省教育廳重點項目 (D20141001)

李婷婷，碩士，研究方向為環境地學，E－mail:944652289＠qq.com

趙錦慧，副教授，研究方向為環境地學，E－mail:zhaojh2004＠hubu.edu.cn