高分辨率遙感衛星在重慶市城鄉規劃領域中的實踐

文|重慶市地理信息中心　羅鼎　林熙

城鄉規劃是城鎮建設與管理的直接依據[1]，其內容涉及面廣、工期長、專業性強，這使得規劃基礎資料（自然條件、環境狀況、資源分布、城市建設等）調查整理的任務復雜艱巨，傳統的測繪調查耗時費力。以高分辨率衛星為代表的遙感技術已成為城鄉規劃基礎資料獲取的主要手段之一[2,3]。衛星遙感可快速獲取大范圍地表真實信息，且受限條件少[4]。最新的衛星影像圖，可作為提取規劃要素的專題信息底圖，為城鄉規劃提供精確的、現實性強的基礎數據；歷史影像圖記錄了規劃區各個時期的演變情況，為規劃人員提供直觀、精細的城鄉變遷實景再現[5]。本文以重慶市近十年開展的衛星遙感輔助城鄉規劃工作為例，突出重慶市山區地理特性,旨在介紹一種基于衛星遙感的信息獲取方法，探索山區城鄉規劃領域的高分遙感技術支撐體系，以指導城鄉規劃工作更科學、精準地開展。

面向城鄉規劃全流程的高分衛星遙感服務支撐體系

城鄉規劃高分遙感服務需要新方法、新技術等支撐體系，新方法包含標準、算法、模型及工具等方面，新技術有大數據、人工智能、云服務等技術。整個支撐體系是在標準規范體系下，以高分數據為源頭，以“高分+”數據融合平臺為核心，將3S技術、圖像識別、城市規劃理論和方法綜合應用于城鄉規劃管理與監測，實現影像與規劃數據的處理、存儲、傳輸、維護、使用以及動態更新，保障城鄉規劃重點目標的快速識別，為城鄉規劃現狀調查、方案對比、實施效果評估提供輔助決策的作用，建立覆蓋規劃管理業務全流程“研究與編制—審批與管理—實施評估與督察—宣傳與公眾參與”的精細化遙感服務支撐體系。

▲ 重慶市高分衛星遙感服務城鄉規劃框架圖

1. 面向城鄉規劃編制的多尺度規劃現狀調查遙感服務體系

利用高分辨率衛星遙感影像，針對市域、區縣、鄉鎮乃至村社各個尺度的規劃編制需要，編制一套適應性強的城鄉建設用地遙感解譯分類標準，使遙感解譯的用地現狀分類層級與精度滿足規劃編制的要求。研發圖像識別算法與目標提取模型，實現基于遙感影像的居住用地、工業用地、基礎設施、綠地等信息快速提取；解譯城鎮建設用地規模、使用性質及空間特征，并結合規劃審批業務數據，提取城鎮建設用地現狀精細分類、城市邊界外輪廓等信息，對城鎮用地現狀和歷史演變進行分析，可進行總體規劃、區域城鎮群規劃、控制性規劃、村規劃及專項規劃的現狀分析，綜合分析區位、自然、人口、社會經濟等信息，并提出規劃建議，全方位為城鄉規劃研究與編制服務。

2. 面向城鄉規劃管理的多手段規劃方案評審遙感服務體系

利用高分辨率衛星遙感影像與地理信息相互疊加，可清晰查看區域山系和水網等自然本底信息，并獲取建設用地、建筑物、路網等各類專題數據，為城市總規、專項規劃等業務開展提供市域、區縣、鄉鎮乃至村社各個層級詳細的現狀信息。通過構建區位分析模型、建筑物分析模型、資源環境承載力分析模型、人口演變分析模型等空間分析模型，可對多個規劃方案進行公共服務、公用設施的覆蓋度分析、合理性評估與選址分析，服務居住、商業、交通、教育等專項規劃的綜合協調和布局平衡。此外，利用遙感影像疊加地形模型可將規劃方案在三維場景下進行可視化分析，讓規劃方案評審工作更直觀。

3. 面向城鄉規劃監督的多途徑規劃督察執法遙感服務體系

利用多期高分衛星影像，可對規劃方案的實施情況進行動態監測，及時發現與規劃不符的違法行為，如違法用地、違法審批、違法建筑等。重慶市利用前后多期遙感影像的對照分析手段，通過城鄉規劃遙感督察系統和陽光督察系統等平臺，開展了違法建筑遙感監測、城鄉規劃強制性內容實施督察、特定管制區專項督察、行政審批項目督察等工作，形成全市 “天上看、地上查、網上管” 的遙感綜合服務規劃督察工作體系和應用機制，不斷提高城鄉規劃的剛性和嚴肅性[6]。

4. 面向規劃、公眾參與的多模式規劃宣傳遙感服務體系

利用高分衛星影像為底圖，借助微博、微信等移動傳媒新模式，運用“互聯網+”“云服務”等技術，開發“綜合市情”“規劃定位”等，規劃公眾參與應用系統，實現多種智能終端上影像圖、地理信息、規劃方案開放共享，公眾隨時隨地對照城市未來規劃與現狀影像，方便公眾問卷調查和評論，更快速采集公眾參與信息，可有效加強規劃的宣傳與公眾參與度，提高規劃方案的科學性和嚴謹性。

重慶市高分衛星遙感服務城鄉規劃業務案例

重慶市地理信息中心（重慶市遙感中心）作為重慶市規劃局下屬事業單位，已連續多年開展了面向規劃管理不同階段的遙感應用服務，每年為規劃系統各單位提供遙感專題成果數百項，已經形成了一套成熟的高分遙感應用服務體系，成為城鄉規劃管理部門的一項主體業務。

重慶市通過高分衛星遙感技術在城鄉規劃領域的業務化應用，促進了規劃管理水平的提高，推動了規劃管理的信息化、科學化。重慶市利用高分衛星遙感技術支撐了城鄉建設用地動態監測、村規劃分析與規劃指引、城區建筑物信息調查、城鄉規劃遙感督察、城市違法建筑遙感監測、綜合市情系統等項目建設，快速、準確、直觀地掌握了城鄉建設動態，項目形成的成果包括多種數據庫、應用系統、專題信息報告等，這些成果成為支撐規劃管理工作的一系列信息資源、管理手段、監測評價工具，改變了傳統的工作模式，提高了規劃管理工作的技術水平和辦事效率，促進和深化了規劃政務信息化水平。

1．城鄉建設用地動態監測

該項目從2005年開始啟動實施，已完成主城區連續12年動態監測，主要利用天空地一體化多源遙感數據快速獲取體系，以高分辨率衛星影像為主要數據源，編制了國內首個建設用地遙感動態監測技術標準《現狀城鄉建設用地遙感解譯規程》（DB50/T 570-2014），建立了覆蓋“主城區、遠郊區縣城、中心鎮、一般鄉鎮”多級的城鎮建設用地動態監測機制，將遙感監測的城鎮建設用地變化信息作為規劃編制、修改、實施的基礎參考信息，為城鄉規劃提供客觀、及時、準確的現狀數據，廣泛應用于多規合一編制、城鄉規劃實施評估、重點項目規劃督察、建筑物信息普查等規劃管理領域，實現常態化、精細化規劃管理綜合應用與服務。

▲ 基于高分影像的重慶市城鄉建設用地遙感解譯圖

▲ 基于高分二號衛星的重慶市縣級多規合一“一張圖”編制

2．城鄉規劃遙感督察系統

2016年，重慶市地理信息中心為市規劃局建立了城鄉規劃遙感督察系統，該系統以高分遙感數據為基礎，以督察處、市規劃監察執法總隊等城鄉規劃督察執法應用為導向，以遙感監測發現的疑似違規圖斑為線索，建成了市局—區縣（即：一個中樞—多個節點）疑似違規圖斑的“下發—核查—反饋”工作流全過程管理，實現規劃審批、實施等環節常態化、網絡化監督與檢查。該系統結合多期影像、總規、控規以及現狀資料，建立了空間可視化的違規圖斑督察工作體系，構建了城鄉規劃遙感督察“一張圖”，實現無紙化辦公，將規劃督察從傳統二維的文件督察模式轉變到三維空間的可視化督察模式，提高了督察工作效率。

3. 綜合市情系統

重慶市綜合市情系統是重慶市深化改革重點任務“重慶市社會公共信息資源整合”的關鍵環節和重要抓手，系統以高分遙感影像作為基礎數據底圖，集成基礎地理信息、地表自然和人文信息、經濟社會發展信息、各類規劃信息及城市運行信息等內容，通過多種智能終端，實現影像圖、地理信息數據開放共享，實現了高分數據和應用產品、服務產品和相應標準的集中發布，可與天地圖·重慶和重慶市政務信息資源共享交換平臺等互聯互通，可提供面向政府決策、行業管理、公眾服務的分層級、分類別、空間化、信息化的在線信息服務。

結論與展望

高分辨率衛星數據是國家重要的空間戰略資源，是推進國家治理體系和治理能力現代化的重要科技支撐。“十二五”期間，重慶市地理信息中心通過國家發改委 “基于國產衛星遙感的城鄉規劃與管理監測評價高技術產業化示范工程” “重慶市自主衛星技術綜合應用服務示范項目”等衛星應用高技術產業化專項建設，搭建了遙感數據管理、遙感專題信息快速處理、規劃信息集成分析及綜合市情系統等支撐平臺，不僅有效地實施了城鄉規劃的應用示范內容，同時將遙感信息服務工作納入了規劃日常業務體系，規劃成果的背景圖普遍采用了影像圖。高分衛星遙感技術進行規劃領域的監測與分析工作，既可宏觀定性分析，也可微觀定量測算，有助于規劃管理部門全面、準確地掌握各類城鄉建設發展變化情況，大幅提升了政府管理效率。

高分辨率遙感衛星在城鄉規劃應用中積累成功經驗的同時，依然存在不夠完善和成熟之處，未來發展需要不斷改進：

1）重慶市具有山區地理特性，微波遙感在山區城鄉規劃領域的應用有待突破。由于山區光學影像獲取困難，而微波遙感不受云、雨、霧、光照條件等因素的影響，可全天候、全天時獲取數據，這使得微波遙感在山區具有獨特的優勢。雖然山區地形對微波遙感觀測影響明顯,但微波遙感對滑坡、洪澇等監測作用顯著，山區城市安全防護需要高分辨率雷達衛星獲得更為細致的形變信息。

▲ 基于影像的重慶市城鄉規劃遙感督察系統

▲ 基于影像“一張圖”的綜合市情系統

2）遙感數據統籌獲取及共享利用機制未形成。同一地區依然存在多個單位重復采集高分遙感影像的現象，同時存在生產單位之間數據共享難等問題，衛星數據與航空攝影數據不能充分互補，亟待建立地區遙感數據集中采購與管理體制。

3）遙感技術在城市規劃管理中的應用還不充分。區縣等基層規劃管理部門專業技術人員缺乏，且軟硬件基礎條件差，遙感應用能力欠缺。因此應加強基層政府部門遙感應用培訓、交流和技術支持，將遙感技術在規劃管理中的應用納入區縣政府的目標考核，明確遙感技術服務規劃管理的內容，要求區縣政府利用遙感技術加強城市規劃管理。

[1]王興平.面向社會發展的城鄉規劃:規劃轉型的方向[J]. 城市規劃,2015,39(01):16-21.

[2]胡艷,袁超,陳靜.國產衛星遙感的城鄉規劃綜合應用平臺研究及示范[J]. 遙感信息, 2014 (1)：55-60.

[3]劉瑞,楊柳忠,柳澤.基于高分辨率遙感數據的城鄉規劃遙感監測技術研究[J]. 建設科技,2013(22):38-40.

[4]梅安新,彭望琭,秦其明,等.遙感導論[M]. 北京：高等教育出版社,2001.

[5]郭海川.遙感技術在城市規劃中的應用[J].技術與市場,2016,23(01):83.

[6]王小攀,袁超,胡艷,羅鼎,錢進.遙感輔助城市違法建筑監察研究與實踐[J]. 地理空間信息,2016,14(06):101-103.