黄晓春 王碧辉 何莲娜

    遥感、地理信息系统（GIS）技术伴随着计算机技术的飞速发展，在城市规划领域的数据整合、数据应用方面正发挥着越来越大的作用。我们通过研究分析规划设计单位在日常工作及应用GIS技术时所涉及到的各类数据源，重点将现有的遥感数据进行整合，开展了一系列遥感数据在城市规划中的应用研究工作，为利用新技术来研究城市问题，探讨了一条具有实用性、可操作性的技术途径。

    遥感数据源整合分析

    城市规划设计研究涉及的数据源

    地理信息系统作为信息网络中的一员，在我国部分城市的城市规划管理、基础设施建设等方面取得了相当显著的社会与经济效益，彰显城市地理信息系统已成为现代城市发展中不可或缺的一部分。它不仅用来收集、存储、检索城市发展过程中的过去和现状，更重要的是可以用来辅助城市发展的评估、规划和决策，模拟和预测城市发展的未来。为此，我们的数据梳理、整合工作基本上是围绕建立GIS数据库展开。根据我们的调查、分析，城市规划设计研究部门对数据的需求有别于规划管理部门，大致可以分为：基础地理数据；规划基础数据；遥感解译数据；社会经济数据；规划法规数据等几类。这些数据从格式上又可以分为三种：矢量数据、文本数据、栅格数据。我们重点介绍遥感数据源整合、建库与应用工作。

    遥感数据源整合分析

    遥感数据的适用范围

根据遥感平台高度的不同，通常将遥感分为卫星遥感和航空遥感，所获取的信息亦分为卫星影像和航空影像。遥感用途的大小不是以分辨率的大小来决定的，而是取决于研究对象—要解决什么问题。对于不同的应用目的，要求概括程度不同，选择的地面分辨率也完全不同。

    千米级（1000～5000米）的宏观现象如大陆飘移等，多属全球级巨型环境特征，采用气象卫星便可解决问题。资源调查、环境质量评价、城市用地变化监测等多属国家级、省级的大型环境特征，大致相当于百米级（80～100米）范畴，陆地卫星30米空间分辨率可以保证。中型环境特征如作物估产、林火、污染监测等，一般在50米以下区域范围内，采用陆地卫星资料加上SPOT（10米空间分辨率）卫星图像便可进行工作。小型环境特征如港湾、水库等具体的工程建设、城市发展规划等，一般在5～10米的地区范围内，SPOT卫星图像尚可以做一些工作，但主要靠高空间分辨率卫星图像和航空像片来进行工作。

    遥感数据在北京城市规划中的应用

    遥感在城市规划中的应用可分为两个层次。

    第一层次为遥感影像数据在规划中的日常应用。如将遥感影像图作为现状调查的基础图件，在城市总体规划、分区规划、详细规划及工程规划中应用，以减少现状调查的盲目性及地形图滞后带来的现势性偏差；也可制作大型彩色挂图及专题或局部地区彩色挂图，为各级部门的管理、决策、宣传提供直观材料。

    第二层次为满足规划专题研究与新技术的应用。如利用影像信息源内容丰富、综合性强的特征，结合计算机图像处理技术的新发展，分类提取影像信息，进行专题应用研究, 为城市可持续发展、动态监测城市发展变化等提供依据，为城市规划信息系统的建立提供基础数据源。

    北京在城市规划中开展遥感应用工作已多年，积累了大量的基础资料和研究成果。1983年开展的第一次航空遥感综合调查，密切结合城市问题和规划需要，为广泛应用遥感技术奠定了基础。1989年进行的第二次航空遥感综合调查又有新的突破。制作的系列正射影像图不仅为规划人员提供了现状信息，而且为1993年《北京城市总体规划》修订及时提供了各类用地现状数据，为总体规划的顺利编制提供了数据基础保障；利用正射影像图对绿化隔离带的解译、量算，提供了至1989年时隔离带内绿地、被侵占绿地、粮田等的最客观数据，为有效保护绿地与城市生态环境提供了依据；利用房山区土地利用现状解译图及Genemap地理信息系统软件进行的县域规划研究，为今后广泛应用与深入探讨积累了技术方法。

    当然，由于受设备条件和技术手段的局限，当时未能充分应用遥感、计算机技术生产出满足城市规划和其它工程控制要求的数字式大比例尺影像成果，使遥感成果在建库和应用等方面受到影响。而近年来计算机和遥感图像处理等技术在理论上的新突破，以及在技术的可用性、经济性等方面的极大进展，为遥感进一步深入应用提供了条件。

    遥感数据整合及数据库建设

    对遥感数据的整合工作，我们从两个方面进行：一是对资料本身的整合入库；二是从应用角度出发，对数据进行梳理、整合。

    大量遥感资料为规划设计、研究提供了不同年代的详尽基础信息。但由于技术原因，存在着坐标系不统一难以进行比较分析等问题。我们通过对历年卫片和航片资料进行几何纠正、坐标转换等数据整合工作，将坐标统一到北京地方坐标系，并建立相应的遥感数据库，方便了规划人员的数据使用，发挥了遥感资料现实性、连续性的特点，为规划人员提供了具有可比性的基础信息，有利于分析比较不同时期的城市用地变化情况。同时，数据库的系统性、完整性为长期开展这项工作奠定了良好的基础。

    对遥感数据在规划应用层面的整合，结合规划工作现状主要集中在三个方面。首先，为规划设计提供基础底图；其次，为规划专题研究提供基础信息；第三，为本单位内局域网快速浏览影像图提供基础保障。

    根据上述原则，我们建立了遥感数据库，并利用图像处理软件、GIS软件结合规划需求，进行数据分析与应用（图1）。

    遥感数据应用研究

    目的和意义

    北京作为中国的首都，在城市自身建设不断发展的同时也面临众多的城市问题。特别是1993年《北京城市总体规划》实施以来，城市建设用地不断增加，北京城市空间发展态势如何？北京周边地区近十年来各类用地又是如何发展变化的？目前急需将这些统计数据和地理位置对应起来进行比较分析。

    遥感信息真实地记录了城市用地现状。利用历年遥感资料，采用当今最新遥感、地理信息系统技术，一方面可以研究分析北京城市及其周边地区的发展、变化情况，为规划研究提供基础信息；另一方面可以为今后动态监测城市规划建设，探讨一条具有实用性、可操作性的技术路线。

    遥感应用研究思路

    根据遥感影像的适用范围，并结合城市用地区域的不同规划深度，我们将北京的用地规划研究分为三个层次，即旧城（约62平方公里）、规划市区（或扩大到六环路，约2280平方公里）、全市域（约16800平方公里）。旧城用地研究适于采用航空影像或高分辨率卫星影像，如0.6米分辨率的卫星影像；六环路内用地研究适于采用中或高分辨率卫星影像，如2.5米分辨率影像；全市域用地则宜采用10米或15米分辨率卫星影像进行大区域的宏观研究；北京周边地区亦称大北京地区适宜采用30米影像资料。

    依据遥感数据的适用范围及城市规划的不同阶段要求，我们建立了能够保证数据更新的遥感应用研究体系，并进行了京津冀地区建设用地遥感动态监测信息系统、北京市域建设用地遥感动态监测信息系统等一系列应用研究工作（图2）。

    遥感应用研究范例

    北京城市空间战略规划

    为配合2003年北京市空间发展战略规划，我们应用遥感、GIS技术研究北京及其周边地区1991年和2002年的人口、城市用地、交通状况变化情况。

    此次大北京地区研究范围为：北起丰宁，南到吴桥，西起阳原，东至秦皇岛。总面积约17万平方公里，涵盖北京、天津全部区域，涉及河北省大部分地区，并将山东省的德州地区包含进来（图3、图4）。

    应用遥感解译数据，利用GIS软件，我们进行了以下专题的统计分析：北京、天津辐射范围分析；北京与周边主要城市间区位关系分析；大北京地区平原区山区自然环境分析；大北京地区2002年现状各类用地分析；大北京地区1991～2002年城市建设用地增长分析；大北京地区2002年机场、港口等重要交通口岸分析；大北京地区2002年现状道路分析；大北京地区1991～2002年道路增长分析。

    通过对解译数据进行统计分析，1991~2002年11年间，县级以上城市建设用地增加量是1991年县级以上城市建设用地总量的25%，城市建设用地增长速度较快。

    北京城市总体规划修编

    首先进行了北京市域建设用地增长趋势分析。在配合北京城市总体规划修编工作中，我们以遥感、GIS为技术支持，以遥感影像解译现状用地数据为基础，动态监测了北京市自1986年以来，每五年的用地变更情况，客观反映了城市建设用地变化的真实状况（图5、图6、图7）。

    从解译数据可以看到：市区建设用地不断膨胀；远郊区县1991年以后建设用地开始大量扩张；耕地锐减严重。1986～1991年，建设用地增加量是1986年建设用地总量的2%；1992 ～1996年、1997～2001年每五年的建设用地增加量分别是1991、1996年建设用地总量的19%和10%。1986～2001年15年间，建设用地增加量约占1986年建设用地总量的35%。城市建设用地的快速增长一方面反映出城市化进程加快，但同时农田减少、人口大量积聚、交通阻塞、城市环境恶化等问题愈显突出，遥感数据更加直观的将这些问题准确的表达出来，以提供我们进行科学规划。

    其次进行了北京市域道路交通状况分析。从1986年、1991年、1996年、2001年TM（专题制图仪）卫星遥感影像解译道路分布图可以看出，1986～1996年北京的道路交通发展重点在市区以外地区，包括省际间交通联络线建设。1996～2001年，道路变化表现在市区及其靠近市区的城市环路及交通干线的沟通连接上。通过遥感解译数据不仅能够清晰地反映出城市道路建设与城市发展的关系，而且显示出不同历史时期城市建设的重点，为进一步优化城市交通环境提供了基础信息（图8）。

    结语

    遥感、地理信息系统的研究应用已开展多年，近年来我们首次系统利用遥感技术、GIS技术搭建辅助城市规划编制、分析、研究及管理的专用技术平台，在利用新技术与城市规划结合研究城市问题领域提出了系统框架与理论方法，并使之付诸于规划实践。通过开展的研究工作，我们深切体会到遥感、地理信息系统等新技术在城市规划应用中的重要价值与巨大潜力。随着工作的逐步扩展和深入，相信遥感、地理信息系统技术在北京规划建设中必将发挥更大作用。中国规划网北京9月8日电

    参考文献