淺談遙感技術在城市信息化建設中的應用

摘 要：目前，我國的城市信息化進程正處在由數字城市向智慧城市過渡的重要時期，大數據、物聯網、云計算、移動互聯等現代信息技術逐漸成為城市信息化建設中的新亮點。在這樣的大背景下，遙感作為一種能夠快速獲取大量數據的技術手段，得到了越來越廣泛的應用。本文介紹了遙感技術的特點及其在城市信息化建設中的應用。

關鍵詞：遙感；數字城市；城市信息化

城市信息化是指城市的基礎地理、基礎設施和基礎功能的全部數字化、網絡化、智能化和可視化的全部過程，其以計算機網絡為基礎，采用現代高科技信息技術對城市各類信息資源進行開發管理和利用。

20世紀70年代以來，隨著國際遙感技術的飛速發展，我國開始了現代遙感技術的研究，并在遙感平臺研究、傳感器研制、遙感數據解譯等方面都有了長足的進步。在城市信息化過程中，遙感技術與全球衛星導航系統（GNSS）、地理信息系統（GIS）、網絡通訊技術等緊密結合，為“數字城市”、“智慧城市”的建設奠定了堅實的基礎。

1 遙感技術簡介

遙感是在不接觸被探測目標的情況下，利用傳感器獲取目標數據，并通過對數據進行分析，獲取被探測目標、區域和現象的有用信息。廣義的遙感是在不直接接觸的情況下，對被測目標物或自然現象進行遠距離感知的一種探測技術；狹義的遙感是指在高空和外層空間的各種平臺上，應用各種傳感器（攝影儀、掃描儀和雷達等）獲取地表信息，通過數據的傳輸和處理，從而實現研究地面物體形狀、大小、位置、性質及其環境的相互關系的一門現代化應用技術科學。

2 遙感技術的特點

2.1 可快速獲取大范圍的數據資料

遙感技術手段尤其是航天遙感，可以快速獲取大范圍的地表數據。美國2001年發射的Quickbird衛星，其影像分辨率達到了0.61米，其覆蓋寬度為16.5千米。較大的拍攝覆蓋寬度為數據資料的快速獲取提供了保障。與傳統測量手段相比，遙感技術可以極大縮短大面積數據的采集和獲取時間。

2.2 獲取數據的限制條件較少

在獲取地表數據的過程中，遙感技術手段僅受氣象條件、空氣能見度等因素影響。較之傳統的測量手段，遙感技術手段不受交通、地形、通視、控制點等因素的影響，極大提高了數據獲取的效率。

2.3 獲取數據的內容豐富，信息量大

遙感技術手段獲取數據的豐富程度取決于遙感平臺上面搭載的傳感器。以中巴地球資源衛星（CBERS）為例，其搭載了3種傳感器，分別是CCD相機、紅外多光譜掃描儀、寬視場相機，可同時收集紅、綠、藍、近紅外、熱紅外及全色譜段的11類數據，具有信息量大的特點，可為國土、農業、林業、災害監測、礦產勘探等工作提供數據支持。

2.4 獲取數據的成本相對低廉

遙感影像數據的獲取和采購的價格要低于傳統測量的價格。分辨率為6米的SPOT 6彩色影像單片的價格大概為每平方公里20元，分辨率為0.61米的Quickbird彩色影像的價格大概為每平方公里300元，而傳統測量（如地形測量）的價格則要在每平方公里數千元甚至數萬元。相對低廉的價格使得遙感技術手段更容易得到使用和推廣。

2.5 數據解譯對操作人員的知識、經驗等要求較高

隨著傳感器及平臺技術的發展，遙感影像的空間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率、時間分辨率都不斷提高。遙感技術手段為人們提供了更為直觀和及時的地表形態及其變化情況的數據，同時海量的遙感數據如何快速完成解譯、不同數據源的遙感數據如何實現共用、遙感數據和其他數據如何實現信息的充分挖掘、如何實現眾多數據的化繁為簡，并提取有用的信息就成了擺在人們面前的重要問題。因此，遙感技術的發展、遙感數據質量的提高就要求數據處理、解譯人員具有較高的專業水平。

3 遙感技術在城市信息化建設中的應用

3.1 作為地理底圖的一種表現形式

遙感影像數據可以比較直觀、生動地反映地表形態，這一特點使其成為城市地理底圖的一種表現形式。例如，GoogleEarth中就使用了遙感影像數據和數字高程模型數據的疊合，生動地反映了地表的起伏及地表地類覆蓋情況。此外，在百度地圖、高德地圖以及各地數字城市公共平臺上，遙感影像數據都是一種比較重要且較為實用的一種地理地圖表現形式。

3.2 作為矢量數據采集的一種輔助數據

隨著遙感技術的發展，遙感影像數據正成為城市各種數據采集的一種輔助數據，例如，第一次地理國情普查工作就選用了高分辨率的遙感影像作為基礎參考數據，其地表覆蓋圖層及國情要素圖層均在遙感影像上進行調查、解譯和繪制。

3.3 作為地表變化監測的重要手段

遙感技術手段能夠快速地獲取大范圍地理數據，這一特點使的遙感影像逐漸成為土地調查監測、土地詳查的重要依據。例如，國土部門每年進行的土地利用變更調查工作，都是在對不同年份遙感影像進行對比分析的基礎上進行的。

4 遙感技術在城市信息化建設應用中有待加強的方面

4.1 高分辨率遙感影像的更新頻率較低

高分辨率遙感影像，尤其是分辨率在0.5米以下的遙感影像，由于其更新成本相對較高（大約每平方公里2000元左右），在使用過程中往往存在更新頻率較低的情況。這使得在城市發展變化較快的區域，容易出現影像陳舊的現象，遙感影像現勢行和準確性的不足則會導致整個信息系統可用性的降低。

4.2 遙感影像信息深度挖掘工作上存在不足

目前，在城市信息化工作中，遙感影像主要作為一種直觀、生動的地理底圖進行展示，而對于多光譜、高光譜甚至超光譜的遙感影像在城市內部信息深度挖掘工作上做還不夠，例如，通過遙感技術手段進行城市三維測量、城市結構要素（如道路、綠地等）的提取、城市土地利用/土地覆蓋遙感測量等等，這在一定程度上限制了遙感技術在城市信息化工作中應用。

4.3 遙感影像信息的快速提取工作上存在不足

在城市信息化工作中，遙感影像的獲取周期短，成本低，更新較快，與之配套的矢量數據更新往往存在滯后的現象，不能很好地滿足城市信息化工作的要求。要解決這一問題，就需要城市信息化建設的工作人員充分利用遙感技術中的一些先進模型、先進方法，實現城市信息地快速提取甚至自動提取，提高數據整體的現勢性和準確性，減少不同數據源之間的矛盾，提高整個系統的可用性。

遙感技術在城市信息化建設中的應用正在向廣度和深度上發展，同時，遙感技術通過和全球衛星導航系統、地理信息系統以及移動互聯技術的結合，也將使其在城市信息化建設中應用的廣度和深度發生一個質的飛躍。