● 文|航天恒星科技有限公司 宋晨曦 鄒同元 王劍 汪紅強(qiáng) 孫知文 王文亮

高分遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用及展望

● 文|航天恒星科技有限公司 宋晨曦 鄒同元 王劍 汪紅強(qiáng) 孫知文 王文亮

交通運(yùn)輸作為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性和服務(wù)性產(chǎn)業(yè)，在國家整體規(guī)劃中占據(jù)不可或缺的重要地位。一直以來，利用新型科技力量提高交通運(yùn)輸各類應(yīng)用水平和效率，是交通運(yùn)輸行業(yè)關(guān)心的熱點(diǎn)。本文在充分調(diào)研現(xiàn)今交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用需求以及其信息化水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合分析高分辨率遙感數(shù)據(jù)特點(diǎn)，綜合概述了高分辨率遙感數(shù)據(jù)在交通運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出了若干交通運(yùn)輸行業(yè)高分產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用障礙以及對(duì)未來的展望設(shè)想。

交通運(yùn)輸 高分辨率 遙感 應(yīng)用

一、引言

在當(dāng)今時(shí)代背景下，交通運(yùn)輸行業(yè)著力于完善網(wǎng)絡(luò)、調(diào)整結(jié)構(gòu)、優(yōu)化管理和提升服務(wù)，以構(gòu)建暢通、高效、安全、綠色的交通運(yùn)輸體系為目標(biāo)。隨著遙感和空間信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以及交通運(yùn)輸應(yīng)用中對(duì)大時(shí)空覆蓋感知數(shù)據(jù)獲取和處理日益迫切的需求，發(fā)展面向交通應(yīng)用的遙感和空間信息技術(shù)具有重大意義和巨大潛力。高分辨率遙感數(shù)據(jù)具有圖像覆蓋范圍大、探測(cè)范圍廣、時(shí)間性強(qiáng)、信息客觀真實(shí)、成本低、獲取方便等優(yōu)點(diǎn)，在交通基礎(chǔ)設(shè)施勘察設(shè)計(jì)、運(yùn)營、維護(hù)、路域環(huán)境保護(hù)、以及交通災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

伴隨著我國高分辨率遙感衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)遙感衛(wèi)星無論在數(shù)量還是圖像質(zhì)量上都將接近國外先進(jìn)水平，而且具備不同遙感波段的高分辨率觀測(cè)能力。本文首先探討了遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)中的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)高分辨率遙感技術(shù)在我國交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用前景和內(nèi)容方面進(jìn)行分析，希望對(duì)充分發(fā)揮國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用效能、推進(jìn)高分辨率遙感數(shù)據(jù)在我國交通領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程等方面具有一定的指導(dǎo)意義。

二、國外遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前遙感衛(wèi)星向高分辨率、寬幅、多星等趨勢(shì)發(fā)展，由于具有巨大的應(yīng)用潛力和經(jīng)濟(jì)效益，高分辨率衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，亞米級(jí)光學(xué)遙感衛(wèi)星、米級(jí)高分辨率SAR衛(wèi)星和十米級(jí)紅外傳感器均已在道路安全監(jiān)控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)達(dá)國家如美國、德國、加拿大、日本、澳大利亞等國從20世紀(jì)80年代開始大力發(fā)展遙感技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，重點(diǎn)支持遙感技術(shù)在交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)、交通基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)與管理、交通災(zāi)害監(jiān)測(cè)和緊急救助、交通流監(jiān)測(cè)、交通環(huán)境保護(hù)等幾個(gè)方面的應(yīng)用與方法研究。近10年來，國際上幾個(gè)交通大國開展了國家級(jí)的大型交通遙感應(yīng)用研究項(xiàng)目和工程。

在路網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)遙感應(yīng)用中，國外許多使用遙感數(shù)據(jù)的近實(shí)時(shí)的路網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)也正在研發(fā)乃至已經(jīng)投入使用。主要代表有美國的The Qinetiq’s MaST系統(tǒng)、挪威FFI的Eldhuset系統(tǒng)、歐洲The European Community Joint Research Centre（JRC）系統(tǒng)、法國Kerguelen的CLS運(yùn)行系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)主要借助了遙感技術(shù)與空間分析技術(shù)[1]。美國路網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由Ocean Monitoring Workstation（OMW）發(fā)展而來，主要依靠其商業(yè)衛(wèi)星拍攝的高分辨率的遙感影像。在路網(wǎng)信息的提取中應(yīng)用了面向?qū)ο蟮姆指罴夹g(shù)。加拿大路網(wǎng)系統(tǒng)利用多尺度圖像分割技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)與模式分類技術(shù)、面向?qū)ο蟾叻钟跋穹诸惣夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)信息遙感快速提取。

在交通流監(jiān)測(cè)遙感應(yīng)用中，美國國家級(jí)機(jī)構(gòu)NCRST-F研究利用航空、航天遙感技術(shù)獲取交通流信息。該機(jī)構(gòu)是美國應(yīng)用遙感在交通領(lǐng)域應(yīng)用研究的國家級(jí)機(jī)構(gòu)，隸屬于NASA，專門研究遙感和空間信息技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，一共設(shè)置了四個(gè)分支機(jī)構(gòu)，另外三個(gè)是：NCRST-D，利用遙感技術(shù)研究各種災(zāi)害對(duì)交通系統(tǒng)影響的評(píng)估與應(yīng)對(duì)方案設(shè)計(jì)；NCRST-E，利用遙感技術(shù)研究周圍環(huán)境對(duì)交通系統(tǒng)的影響；NCRST-I，研究利用遙感技術(shù)探測(cè)信息、數(shù)據(jù)庫更新、多尺度建模、特征提取和數(shù)據(jù)融合等基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)。德國遙感中心研發(fā)了記載光學(xué)影像實(shí)時(shí)傳感系統(tǒng)3K照相系統(tǒng)用于交通監(jiān)測(cè)，利用間隔很短的兩幅影像通過車隊(duì)檢測(cè)和車輛速度估計(jì)獲取到車流密度、平均速度、擁堵路段起止點(diǎn)、擁堵路段長度等信息，以此進(jìn)行交通擁堵狀況的分析。

在交通規(guī)劃管理遙感應(yīng)用中，各國建立了基于路網(wǎng)監(jiān)測(cè)的信息化管理系統(tǒng)。英國交通遙感應(yīng)用集中在交通流和公路路網(wǎng)的監(jiān)測(cè)，主要的應(yīng)用項(xiàng)目有高級(jí)交通流理論和非均勻智能交通網(wǎng)絡(luò)控制和交通路線的遠(yuǎn)程監(jiān)察。通過采用多種傳感器（如回路探測(cè)器，遙感傳感器，手機(jī)等）采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建立一個(gè)基于模型的實(shí)時(shí)智能交通控制系統(tǒng)。

以上各國開展的交通行業(yè)遙感應(yīng)用均是結(jié)合了GIS、GPS、三維模擬等其他空間信息技術(shù)。

三、國內(nèi)遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)遙感應(yīng)用中，中國煤炭地質(zhì)總局航測(cè)遙感局利用日本ALOS衛(wèi)星遙感影像對(duì)公路G56中的云南宣威至曲靖段進(jìn)行前期選線研究，對(duì)工程區(qū)進(jìn)行地貌、巖性、構(gòu)造、不良地質(zhì)條件等解譯，初步查明線路走廊帶不良地質(zhì)的分布情況，提出推薦線路[2]。陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院遙感信息中心利用Landsat衛(wèi)星ETM和QuickBird數(shù)據(jù)結(jié)合野外GPS實(shí)地調(diào)查完成了對(duì)榆林至神木公路的工程地質(zhì)調(diào)查，查明了路線走廊帶的工程地質(zhì)環(huán)境和不良地質(zhì)現(xiàn)象，為榆神公路線路方案選擇、工程地質(zhì)評(píng)價(jià)提供了充分的科學(xué)依據(jù)[3]。周賢斌、陳楚江等人利用3S技術(shù)在西藏S306線路勘察設(shè)計(jì)中，針對(duì)該線地形陡峻、地質(zhì)復(fù)雜、資料空白等典型困難，研究了高分辨率IKONOS衛(wèi)星圖像的多尺度工程地質(zhì)遙感進(jìn)行地質(zhì)選線，填補(bǔ)了測(cè)區(qū)基礎(chǔ)資料的空白[4]。

在公路交通制圖遙感應(yīng)用中，陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院2003年開發(fā)的交通遙感信息系統(tǒng)利用豐富的衛(wèi)星遙感影像資料（西安、咸陽等地還有SPOT、SAR、航片等分辨率較高的影像）充分反映各個(gè)等級(jí)公路、規(guī)劃公路、鐵路的交通信息，同時(shí)還反映了經(jīng)濟(jì)、人文、資源及環(huán)境等資料[5]。新疆交通通信信息中心采用遙感技術(shù)對(duì)新疆農(nóng)村公路的基本信息進(jìn)行提取，通過自動(dòng)提取與人工相結(jié)合的方法，為農(nóng)村公路的規(guī)劃、計(jì)劃、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、管理等提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[6]。國內(nèi)的武漢大學(xué)、中科院遙感與數(shù)字地球研究所等從不同角度對(duì)遙感圖像的公路網(wǎng)信息提取進(jìn)行了深入研究[7]，提出了許多有意義的方法和模型，例如利用高分辨率影像自動(dòng)提取交通樞紐信息[8]、車流信息等[9]。

在公路災(zāi)害監(jiān)測(cè)遙感應(yīng)用中，河南省地質(zhì)調(diào)查員利用Landsat衛(wèi)星ETM+數(shù)據(jù)結(jié)合1∶6萬黑白航片，對(duì)鹽井至芒康段沿線的地質(zhì)災(zāi)害和構(gòu)造體系進(jìn)行全面、宏觀的調(diào)研，為公路維護(hù)和治理提供科學(xué)依據(jù)[10]。煤航遙感應(yīng)用研究院采用1∶4萬～1∶5萬的彩紅外航空像片對(duì)藏區(qū)的國道317和214線進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，確定了線路上滑坡、崩塌、泥石流的位置，解析了對(duì)公路的危害程度，為藏區(qū)公路災(zāi)害整治提供地質(zhì)依據(jù)。利用中國資源衛(wèi)星影像和航空像片結(jié)合GIS對(duì)川藏公路西藏境內(nèi)的公路病害進(jìn)行調(diào)查，確定了崩塌、坍塌和錯(cuò)落的分布，并研究其發(fā)展趨勢(shì)和危害程度，為新的公路設(shè)計(jì)和決策以及現(xiàn)有路段的管理、整治提供詳實(shí)可靠的資料[11-12]。

開展農(nóng)作物病蟲害發(fā)生流行的氣候背景及其影響機(jī)制的研究，在掌握病蟲氣象規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究重大農(nóng)業(yè)病蟲害的監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，對(duì)病蟲害的發(fā)生發(fā)展及時(shí)跟蹤，同時(shí)對(duì)未來動(dòng)態(tài)加以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。

在公路損毀遙感應(yīng)用中，中科院等單位利用遙感技術(shù)對(duì)1998年全國特大水災(zāi)中長江、嫩江流域遭受水毀的公路和鐵路災(zāi)情進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)[13]。中科院遙感所對(duì)1999年臺(tái)灣南投地震、2003年新疆伽師地震進(jìn)行公路損毀監(jiān)測(cè)。此外，對(duì)2008年初我國南方雪災(zāi)凍害造成的交通擁堵，交通科學(xué)研究院、民政部減災(zāi)中心等利用雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)京珠高速湖南郴州段進(jìn)行了監(jiān)測(cè)試驗(yàn)；中科院遙感與數(shù)字地球研究所、交通科學(xué)院等對(duì)2008年“5·12”汶川地震導(dǎo)致的公路損毀情況進(jìn)行了重災(zāi)區(qū)公路受損干道的詳細(xì)損毀遙感評(píng)估分析，為公路應(yīng)急救災(zāi)搶通保修及災(zāi)后重建及時(shí)提供了科學(xué)依據(jù)[14-15]。

我國已經(jīng)建立了一些交通遙感應(yīng)用系統(tǒng)，部分省市已經(jīng)利用遙感數(shù)據(jù)開展了遙感應(yīng)用并取得了很好的效果，但是與國外綜合應(yīng)用高分辨率遙感技術(shù)手段相比仍具有較大差距，并且基于高分辨率的交通遙感應(yīng)用在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用推廣不足。

四、高分辨率遙感技術(shù)在我國交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用

交通運(yùn)輸行業(yè)包括公路、水路、民航。以公路為例，從施工到后期維護(hù)主要包括路網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、環(huán)境評(píng)估等幾個(gè)重要階段。高分辨率遙感數(shù)據(jù)所具有的宏觀性、全面性、客觀性以及豐富的地物、地質(zhì)信息，能夠快速提供可靠的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和地物判別的信息，因此在交通運(yùn)輸業(yè)中具有廣泛應(yīng)用前景。

高分辨率遙感在我國公路交通運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、路網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)、路網(wǎng)交通調(diào)查、路域環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)估。

1.在路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

針對(duì)高速公路影響力大、涉及面廣、工程量重等特點(diǎn)，高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)能為公路規(guī)劃應(yīng)用中的功能分區(qū)圖制作、地質(zhì)調(diào)查、占地分析、以及施工圖制作等任務(wù)提供基礎(chǔ)、直觀、豐富的信息。其在路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為：1）制作功能分區(qū)圖和交通施工圖：高分遙感影像的宏觀性能夠反映待建設(shè)路段區(qū)域的全局全貌，以及各類自然因素和人文因素的影響布局；另一方面，其高空間分辨率能夠使制圖實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)，信息量大、涵蓋內(nèi)容豐富，因此高分?jǐn)?shù)據(jù)成為高速公路建設(shè)前期的勘察設(shè)計(jì)規(guī)劃的主要資料。2）進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查：高分辨率遙感影像的高空間分辨率具有對(duì)斷裂段進(jìn)行標(biāo)注，對(duì)地面上的大型滑坡、橋梁、隧道等進(jìn)行解譯地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)水域沖淤積、岸態(tài)變遷趨勢(shì)等信息分析的優(yōu)勢(shì)。另一方面，高分?jǐn)?shù)據(jù)能夠用于提取地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造和地物信息，以識(shí)別不良地質(zhì)現(xiàn)象、隱藏地質(zhì)現(xiàn)象、特殊性巖土和水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等，為路線方案的選擇、橋梁和隧道的選址提供依據(jù)。3）進(jìn)行占地分析與工程量估算：高速公路的施工階段，規(guī)劃者可以通過高分辨率遙感影像與其他資料進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比分析，從而對(duì)高速公路的占地情況分析；另一方面，高分?jǐn)?shù)據(jù)為高速公路規(guī)劃應(yīng)用提供內(nèi)容全面、影像清晰、定位準(zhǔn)確的空間信息，結(jié)合地形圖，根據(jù)擬建公路的寬度、長度等信息，利用遙感信息可以對(duì)擬建公路的土石方、橋梁、隧道建設(shè)等施工量進(jìn)行估算，并掌握施工進(jìn)度情況。

加強(qiáng)對(duì)公路及其相關(guān)交通設(shè)施災(zāi)害監(jiān)測(cè)與道路損毀評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路及周邊環(huán)境的“細(xì)微”變化，對(duì)公路進(jìn)行日常管理和災(zāi)害預(yù)警，對(duì)于確保交通要道和“生命線”的暢通，提高其通行能力，具有非常緊迫的意義。路網(wǎng)運(yùn)維管理主要包括公路的日常運(yùn)行維護(hù)管理和交通設(shè)施公路災(zāi)害監(jiān)測(cè)與道路損毀評(píng)估兩個(gè)方面，具體應(yīng)用包括：1）制作交通一張圖：從高分辨率遙感影像圖中獲取土地利用、道路網(wǎng)絡(luò)、交通流量、交叉口、主干道路等信息，結(jié)合GIS和地面采集數(shù)據(jù)，以直觀、生動(dòng)、形象的方式予以描述。2）進(jìn)行路網(wǎng)變化檢測(cè)：定期獲取特定區(qū)域高分辨率遙感影像，通過不同時(shí)相的高分辨率遙感影像變化分析，及時(shí)提取新增道路、新增交通樞紐信息，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)更新。3）進(jìn)行路面健康狀況監(jiān)測(cè)：主要采用高光譜分辨率數(shù)據(jù)或高空間分辨率數(shù)據(jù)，配合地面手段，對(duì)不同健康情況下的路面光譜反射率的差異進(jìn)行識(shí)別，獲取路基結(jié)構(gòu)、路面裂縫、變形等信息，以及進(jìn)行不均與沉降監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)路面健康狀況調(diào)查。4）進(jìn)行高速路網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)：利用遙感技術(shù)結(jié)合相關(guān)監(jiān)測(cè)模型，對(duì)現(xiàn)有道路的周邊進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，獲取道路周邊的地形、地貌、不良地質(zhì)現(xiàn)象和水文等信息，預(yù)防道路地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減小損害程度。5）進(jìn)行山體滑坡監(jiān)測(cè)：利用遙感影像實(shí)現(xiàn)滑坡體坡度、坡向、形態(tài)及高程等的識(shí)別，同時(shí)對(duì)滑坡造成的周邊環(huán)境的變化、引發(fā)的次生災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體應(yīng)用過程中可能需要結(jié)合地面GPS沉降監(jiān)測(cè)儀開展應(yīng)用。6）進(jìn)行路網(wǎng)災(zāi)害損毀評(píng)估：利用遙感技術(shù)快速獲取地表信息，對(duì)災(zāi)后公路沿線地質(zhì)災(zāi)害、次生災(zāi)害對(duì)公路造成的斷道、掩埋等損毀情況進(jìn)行評(píng)估，能夠?yàn)橹笓]決策和應(yīng)急響應(yīng)提供依據(jù)。

3.在路網(wǎng)交通調(diào)查方面的應(yīng)用

交通擁堵現(xiàn)象以及由此引發(fā)的交通事故與交通環(huán)境污染等社會(huì)問題已極其嚴(yán)重，路網(wǎng)交通調(diào)查是指通過遙感影像及相關(guān)地面交通檢測(cè)設(shè)備對(duì)當(dāng)前交通路網(wǎng)、交通基礎(chǔ)設(shè)施、交通流量等方面進(jìn)行分析。遙感手段具有能夠高效、準(zhǔn)確地獲取地面信息的特點(diǎn)。隨著空間科技的發(fā)展，綜合利用遙感技術(shù)開展路網(wǎng)交通調(diào)查能夠大大節(jié)省人力和物力，為交通管理和規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。具體應(yīng)用包括：1）交通路網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查：通過高分辨率遙感影像對(duì)當(dāng)前路網(wǎng)狀態(tài)、道路網(wǎng)絡(luò)、車輛保有量與構(gòu)成、交通信號(hào)、交叉口類型、交叉口形式、交叉口坐標(biāo)、交通標(biāo)志等信息進(jìn)行識(shí)別提取。2）交通調(diào)查分析：利用高分遙感影像數(shù)據(jù)，對(duì)國省干線、重點(diǎn)高速公路路網(wǎng)上交通狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，具體包含兩個(gè)方面：一是利用高分遙感影像數(shù)據(jù)對(duì)路網(wǎng)上車流量、車流密度、車流速度等信息進(jìn)行提取，對(duì)區(qū)域或者特定路段的交通狀態(tài)評(píng)估，分析路網(wǎng)的運(yùn)行效率，分析路網(wǎng)投資的合理性；二是利用遙感影像數(shù)據(jù)，區(qū)分路網(wǎng)上運(yùn)行的各種車輛類型，區(qū)分重卡、輕卡、客車、小車等，分析區(qū)域路網(wǎng)或者重點(diǎn)路段的貨運(yùn)變化情況，該數(shù)據(jù)可以作為國家經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要參考依據(jù)，同時(shí)也可為當(dāng)?shù)亟煌ㄍ顿Y和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供決策支持。3）路網(wǎng)交通狀態(tài)評(píng)估與變化趨勢(shì)分析：基于高分遙感影像，并結(jié)合其他交通檢測(cè)設(shè)備，對(duì)車流量、車流密度、車流速度、車型等道路交通信息進(jìn)行提取，從而對(duì)當(dāng)前交通狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以及其變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。

4.在路域環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)估方面應(yīng)用

隨著公路交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展及機(jī)動(dòng)車保有量的迅猛增加，公路交通對(duì)環(huán)境的破壞，例如空氣污染、植被破壞、水土流失等已經(jīng)到了十分嚴(yán)重的地步。高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)不但包含地物的幾何結(jié)構(gòu)和紋理信息，而且蘊(yùn)含準(zhǔn)確、精細(xì)的自然環(huán)境信息與生態(tài)背景信息，因此能夠針對(duì)上述環(huán)境影響因素對(duì)公路周邊環(huán)境影響進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)與評(píng)估。具體應(yīng)用包括：1）公路域空氣污染監(jiān)測(cè)：通過衛(wèi)星所攜高光譜分辨率大氣成分探測(cè)儀探測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算公路域周邊的空氣組成成分，對(duì)公路周邊的空氣情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)有害氣體含量是否超標(biāo)，并結(jié)合路面尾氣排放探測(cè)器實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)估算公路車輛每天的尾氣排放量，從而評(píng)估高速公路是否會(huì)給自然保護(hù)區(qū)環(huán)境及其他環(huán)境帶來負(fù)面影響。2）公路域植被破壞監(jiān)測(cè)：采用高光譜數(shù)據(jù)或高空間分辨率數(shù)據(jù)，配合地面手段，對(duì)不同健康情況下的植被光譜反射率的差異進(jìn)行識(shí)別，獲取植被健康狀況信息并生成植被覆蓋度產(chǎn)品。3）水土流失監(jiān)測(cè)：高速公路的建設(shè)需要開挖大量的土石，從而使得植被破壞和大量土壤裸露于地表，造成公路周邊的水土保持系統(tǒng)極為脆弱。利用高分辨率遙感影像定期監(jiān)測(cè)公路域周邊地表裸露程度和典型地形地貌，并結(jié)合數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，估算水土流失量。

五、交通運(yùn)輸行業(yè)高分產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用障礙及未來展望

目前各行業(yè)包括交通運(yùn)輸行業(yè)都大力引進(jìn)遙感、GIS等信息技術(shù)，提升行業(yè)由內(nèi)而外的信息化管理水平，但是相較于其他諸如農(nóng)林業(yè)、氣象、測(cè)繪等行業(yè)來說，交通運(yùn)輸行業(yè)對(duì)于遙感尤其是高分辨率遙感技術(shù)的應(yīng)用乃至產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程是稍顯落后的，這其中不僅有其應(yīng)用需求因素，還有該行業(yè)自身特點(diǎn)的原因。那么如何打破制約其飛速發(fā)展的瓶頸，首先需要了解其制約障礙，并且以高分辨率遙感特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，以交通運(yùn)輸行業(yè)信息應(yīng)用為落腳點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)并研究交通運(yùn)輸行業(yè)高分辨率遙感應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以公路為例，交通運(yùn)輸行業(yè)當(dāng)前呈現(xiàn)出以下幾點(diǎn)關(guān)鍵問題：

1）公路網(wǎng)遙感特征判讀與識(shí)別。公路網(wǎng)在遙感影像上的判讀既具有其優(yōu)勢(shì)又有劣勢(shì)，公路具有一定的寬度，其形狀類似于帶狀線或窄的矩形，并且公路網(wǎng)絡(luò)具有一定的規(guī)則，幾何特征明顯又固定，這是其優(yōu)勢(shì)；而劣勢(shì)之一是公路的寬度及周邊設(shè)施難以精確的提取，之二則是農(nóng)村公路的隨意性和未開發(fā)性。由此產(chǎn)生對(duì)圖像處理、模式識(shí)別等遙感技術(shù)的高要求、新需求。從高分辨率遙感圖像，尤其是在高分辨率SAR圖像中提取公路網(wǎng)絡(luò)，隨著圖像分辨率的提高，各種細(xì)節(jié)特征也更豐富，公路目標(biāo)也更多，許多較窄的在低分辨率圖像中難以辨別的公路也能分辨出來，但同時(shí)圖像中非目標(biāo)噪聲也越來越多。因此，提取高分辨率圖像中的公路特征比較困難。

2）多源數(shù)據(jù)的信息融合。交通運(yùn)輸行業(yè)已經(jīng)不滿足單一依靠遙感數(shù)據(jù)源的信息化發(fā)展，實(shí)際中，該行業(yè)可以利用路段監(jiān)控的攝像頭視頻、浮動(dòng)車、定點(diǎn)埋設(shè)的傳感器來實(shí)現(xiàn)路段的交通流監(jiān)控、路網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)。雖然隨著各種不同傳感器相繼開展應(yīng)用，利用這些遙感器可以獲得越來越多的大面積的同一區(qū)域的對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)；但是這些數(shù)據(jù)之間存在一定的冗余性和互補(bǔ)性，如何有機(jī)的融合各種不同傳感器數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確完整地提取公路網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)亟待解決并且需要不斷完善的方向。

3）大部制改革所帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。交通體系又好又快的可持續(xù)發(fā)展是新時(shí)期我國交通發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，國家大部制改革帶來了中國交通行政管理體系組織結(jié)構(gòu)上的進(jìn)步，但同時(shí)在設(shè)施普查中需要航拍來清點(diǎn)設(shè)施，而大部制改革所帶來的交通基礎(chǔ)資料大量缺失、重新整理“清單”所帶來的大量勞動(dòng)、以及城市交通管理的混亂，就迫切需要高效、迅速、便捷的信息化手段彌補(bǔ)行業(yè)大部制改革中出現(xiàn)的信息斷層問題，從而彌補(bǔ)缺失信息，優(yōu)化已有信息，積極配合國家政策，引導(dǎo)和支持交通行業(yè)行政管理與技術(shù)管理各層面上的順利過渡。

4）基于交通一張圖的政務(wù)和民用。目前我國測(cè)繪行業(yè)推出了“天地圖”等國家授權(quán)的測(cè)繪地圖，但是與人民“衣食住行”中的“行”最密切相關(guān)的交通行業(yè)卻缺乏這類將遙感資源、交通資源融入一起的“交通一張圖”。而它的開發(fā)應(yīng)用是存在極大的部內(nèi)政務(wù)應(yīng)用和強(qiáng)大的民用需求的。因此，在基于對(duì)高分辨率遙感影像的充分使用和基于對(duì)多源數(shù)據(jù)的信息融合基礎(chǔ)上，將這些資源以圖層、切片的形式展現(xiàn)給不同的用戶使用，是一個(gè)為人民謀福利、增進(jìn)人民福祉的方向。

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