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        衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

        2011-12-26 14:29:00汪波龔?fù)?/span>孫越劉樹(shù)軍住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城鄉(xiāng)規(guī)劃管理中心北京100835
        航天器工程 2011年6期
        關(guān)鍵詞:城鄉(xiāng)規(guī)劃示意圖

        汪波 龔?fù)?孫越 劉樹(shù)軍(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城鄉(xiāng)規(guī)劃管理中心,北京 100835)

        1 引言

        “十一五”期間,伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),城市化進(jìn)程的不斷加速,城市規(guī)模、建設(shè)的快速發(fā)展,各城市的面貌日新月異。在此期間,發(fā)生在城市中的新建、改建和遷建工程項(xiàng)目數(shù)量快速增加,土地盲目性和無(wú)計(jì)劃性利用問(wèn)題日益突出,侵占綠地、毀壞文物等違法、違規(guī)行為時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響了城市的健康發(fā)展,因此需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)督管理[1]。以遙感技術(shù)為重要支撐手段的城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作,逐漸被各級(jí)城鄉(xiāng)規(guī)劃行政管理部門所重視,為遙感技術(shù)在我國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了新的發(fā)展方向[2]。城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是利用“3S”技術(shù),即遙感(RS)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS),客觀、真實(shí)、高效地反映城市的建設(shè)活動(dòng)及用地變化情況,以城市總體規(guī)劃為依據(jù),監(jiān)督其是否符合城市總體規(guī)劃要求的工作。

        2 中高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用類型

        在城鄉(xiāng)規(guī)劃、城市建設(shè)領(lǐng)域,對(duì)城市規(guī)模、發(fā)展方向、建筑面積、建筑密度、容積率等反映城市建設(shè)指標(biāo)的精度要求越來(lái)越高,因此,對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的需求也在不斷提高。目前,我國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作可使用的中高分辨率遙感衛(wèi)星主要包括:斯波特-5(SPOT-5)、資源-2、“先進(jìn)陸地觀測(cè)衛(wèi)星”(ALOS)、中巴地球資源衛(wèi)星-02B(CBERS-02B)、地球資源觀測(cè)系統(tǒng)-B(EROS-B)、“艾科諾斯”(IKONOS)、“快鳥(niǎo)”(QuickBird)、“世界觀測(cè)”(World-View)和地球之眼-1(GeoEye-1)等,見(jiàn)圖1。

        圖1 城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中使用的中高分辨率遙感衛(wèi)星Fig.1 Remote sensing satellites of middle and high resolution used in dynamic monitoring of urban-rural planning

        不同類型、不同分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),在具體的處理方法上有一定的差異,但基本原則都是基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有的全色和多光譜波段的特性,結(jié)合不同的波段組合方式,融合出分辨率較高、色彩信息豐富的衛(wèi)星遙感影像圖[3]。圖2為幾顆國(guó)外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合后的影像產(chǎn)品。

        圖2 幾顆國(guó)外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合后的影像產(chǎn)品Fig.2 Products by data fusion of several satellites

        3 城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)原理與工作流程

        3.1 技術(shù)原理

        城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)原理是:將配準(zhǔn)、糾正、融合的前、后兩期衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)疊加對(duì)比,提取出反映城市建設(shè)活動(dòng)的變化圖斑[4],使用地理信息系統(tǒng)技術(shù)對(duì)變化圖斑的面積、范圍等進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì),對(duì)變化圖斑的用地屬性信息等進(jìn)行定性分析及存儲(chǔ)管理,與城市總體規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加,將變化圖斑的準(zhǔn)確位置定位在城市總體規(guī)劃圖上,從而對(duì)變化圖斑的用地面積、用地性質(zhì)等變化是否符合城市總體規(guī)劃進(jìn)行判定。城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作的原理見(jiàn)圖3。

        圖3 城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作原理示意圖Fig.3 Schematic diagram of dynamic monitoring of urban-rural planning

        3.2 工作流程

        城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的工作流程可分為四部分(見(jiàn)圖4)。第一部分,基礎(chǔ)資料的收集與準(zhǔn)備。此階段工作重點(diǎn)是根據(jù)城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)任務(wù)要求,選擇符合時(shí)間要求、分辨率要求的遙感數(shù)據(jù)。同時(shí),為保證遙感數(shù)據(jù)幾何校正的精度,要求地形圖比例尺不小于1∶10 000。第二部分,遙感數(shù)據(jù)處理。此階段工作包括遙感數(shù)據(jù)的幾何校正、融合;城鄉(xiāng)規(guī)劃資料的數(shù)字化;基于城市地形圖,配準(zhǔn)、疊加遙感數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃資料。其重點(diǎn)是遙感數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃資料的配準(zhǔn)疊加。第三部分,變化圖斑提取、用地屬性信息分析與管理。第四部分,違法、違規(guī)建設(shè)行為判別、查處。

        圖4 城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作流程示意圖Fig.4 Flow diagram of dynamic monitoring of urban-rural planning

        4 監(jiān)測(cè)任務(wù)

        城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作,主要以《中華人民共和國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃法》對(duì)城市總體規(guī)劃強(qiáng)制性內(nèi)容的定義為重要依據(jù)。概括分為:城市規(guī)劃區(qū)范圍、規(guī)劃期限內(nèi)城市建設(shè)用地的發(fā)展規(guī)模,以及根據(jù)建設(shè)用地評(píng)價(jià)確定的土地使用限制性規(guī)定;城市各類綠地的具體布局與保護(hù);自然與歷史文化遺產(chǎn)保護(hù);城市基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施用地布局與保護(hù);城市水源保護(hù)區(qū)和水系等生態(tài)敏感區(qū)的布局與保護(hù)等[5]。

        5 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用成果

        5.1 城市用地規(guī)模的監(jiān)測(cè)

        2009-2010年,通過(guò)對(duì)我國(guó)36個(gè)城市建設(shè)用地面積的監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)城市在上一年度城市建設(shè)用地面積的基礎(chǔ)上均有一定幅度的增長(zhǎng)。36個(gè)城市的城市建設(shè)用地面積達(dá)到了11 069.5km2,較上一年度增長(zhǎng)了196.81km2,平均增長(zhǎng)5.47km2。增長(zhǎng)方式主要表現(xiàn)為以下3種。

        1)均勻增長(zhǎng)

        基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)量測(cè),某市城市建設(shè)用地面積2009年11月為331.89km2,2010年11月為355.43km2,增長(zhǎng)了23.54km2,增長(zhǎng)率為7.09%。對(duì)比該市城市總體規(guī)劃圖(2000-2010年),城市建設(shè)用地的增長(zhǎng)表現(xiàn)在城市的各個(gè)方向,呈現(xiàn)出均勻向外擴(kuò)張的城市增長(zhǎng)趨勢(shì)(見(jiàn)圖5(a))。

        2)單一方向突出增長(zhǎng)

        基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)量測(cè),某市城市建設(shè)用地面積2009年12月為81.65km2,2010年10月為85.25km2,增長(zhǎng)了3.6km2,增長(zhǎng)率為4.4%。對(duì)比該市城市總體規(guī)劃圖(2010-2020年),城市建設(shè)用地的增長(zhǎng)突出表現(xiàn)在南部區(qū)域,呈現(xiàn)出向南部區(qū)域擴(kuò)張的增長(zhǎng)趨勢(shì)(見(jiàn)圖5(b))。

        3)城市規(guī)劃建成區(qū)內(nèi)部增長(zhǎng)

        基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)量測(cè),某市城市建設(shè)用地面積2009年12月為145.97km2,2010年11月為147.53km2,增長(zhǎng)了1.56km2,增長(zhǎng)率為1.07%。對(duì)比該市城市總體規(guī)劃圖(2006-2020年),城市建設(shè)用地增長(zhǎng)基本在城市規(guī)劃建成區(qū)范圍的控制范圍內(nèi),呈現(xiàn)出在內(nèi)部增長(zhǎng)趨勢(shì),因該市城市總體規(guī)劃確定的規(guī)劃建成區(qū)面積較大,城市擴(kuò)張仍有較大的發(fā)展空間(見(jiàn)圖5(c))。

        圖5 2009-2010年某些城市建設(shè)用地規(guī)模變化示意圖Fig.5 Diagram of land size changing in some cities from 2009to 2010

        5.2 城市總體規(guī)劃強(qiáng)制性內(nèi)容的監(jiān)測(cè)情況

        1)涉及城市綠線內(nèi)容的監(jiān)測(cè)情況

        2009-2010年,對(duì)我國(guó)36個(gè)城市的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),涉及城市綠線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為3 045個(gè),面積為10 802.69hm2,分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的16.17%和14.70%。圖6為2010年1-10月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市綠線內(nèi)容示意圖。

        2)涉及城市藍(lán)線內(nèi)容的監(jiān)測(cè)情況

        2009-2010年,對(duì)我國(guó)36個(gè)城市的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),涉及城市藍(lán)線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為117個(gè),面積為580.58hm2,分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的0.62%和0.79%。圖7為2009年11月-2010年6月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市藍(lán)線內(nèi)容示意圖。

        3)涉及城市黃線內(nèi)容的監(jiān)測(cè)情況

        2009-2010年,對(duì)我國(guó)36個(gè)城市的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),涉及城市黃線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為256個(gè),面積為916.66hm2,分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的1.36%和1.25%。圖8為2010年5-8月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市黃線內(nèi)容示意圖。

        4)涉及城市紫線內(nèi)容的監(jiān)測(cè)情況

        2009-2010年,對(duì)我國(guó)36個(gè)城市的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),涉及城市紫線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為180個(gè),面積為628.29hm2,分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的0.96%和0.86%。圖9為2010年3-7月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市紫線內(nèi)容示意圖。

        圖6 2010年1-10月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市綠線內(nèi)容示意圖Fig.6 Diagram of a city dynamic monitoring involved green line from January to October 2010

        圖7 2009年11月-2010年6月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市藍(lán)線內(nèi)容示意圖Fig.7 Diagram of a city dynamic monitoring involved blue line from November 2009to June 2010

        圖8 2010年5-8月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市黃線內(nèi)容示意圖Fig.8 Diagram of a city dynamic monitoring involved yellow line from May to August 2010

        圖9 2010年3-7月某市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)涉及城市紫線內(nèi)容示意圖Fig.9 Diagram of a city dynamic monitoring involved purple line from March to July 2010

        6 結(jié)束語(yǔ)

        城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)督檢查貫穿于城鄉(xiāng)規(guī)劃制定和實(shí)施的全過(guò)程,是城鄉(xiāng)規(guī)劃管理工作的重要組成部分,也是保障城鄉(xiāng)規(guī)劃工作科學(xué)性與嚴(yán)肅性的重要手段。城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門可以通過(guò)對(duì)在建項(xiàng)目的跟蹤管理、巡察或調(diào)查、受理舉報(bào)等方式,同時(shí)結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),掌握城鄉(xiāng)規(guī)劃的實(shí)施情況。利用中高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),從宏觀到微觀,從歷史到現(xiàn)狀,從定量到定性地獲取城市發(fā)展演變的信息,充分發(fā)揮遙感影像數(shù)據(jù)快速、客觀、全面的特性,及時(shí)將違法、違規(guī)的建設(shè)活動(dòng)處理在事前、事中狀態(tài),在減少相關(guān)經(jīng)濟(jì)損失程度和降低處罰實(shí)施難度等方面發(fā)揮重大的作用。當(dāng)然,中高分辨率遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用還需解決很多問(wèn)題,如何更好地利用遙感技術(shù)輔助城鄉(xiāng)規(guī)劃督察工作,在體制、程序上建立完善約束制度,還有待進(jìn)一步研究。同時(shí),隨著我國(guó)“天繪”(TH)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的進(jìn)一步開(kāi)放使用,相信國(guó)產(chǎn)的航空、航天遙感數(shù)據(jù)能在我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

        (References)

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