季 玨 李 程 徐匆匆 李 昂 李波茵 田 萌 李金鳳

準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的城市綠地資源信息數(shù)據(jù)庫是綠地信息化和精細(xì)化管理的前提，但實(shí)際卻面臨空間信息延誤、綠地屬性信息缺失的難題，嚴(yán)重制約了綠地信息化管理的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。本文在分析城市綠地空間和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之上，基于GIS提出了一套城市綠地資源空屬一體化信息庫構(gòu)建和維護(hù)的實(shí)用方法。研究基于GIS建立了一套空間信息獲取和校核的方法流程，包括基于遙感的綠色信息提取方法、空間信息核準(zhǔn)的校核單元、核準(zhǔn)內(nèi)容、核準(zhǔn)方法等；提出了基于綠地分類的屬性數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的方法流程，包括數(shù)據(jù)庫字段設(shè)計(jì)和調(diào)查方法等。該空屬一體化的建庫和維護(hù)方法能夠?yàn)楦鞯貓@林綠化的信息化管理提供實(shí)用的方法支撐，可以有效解決由于信息更新滯后帶來的信息管理系統(tǒng)使用“夭折”問題。

空屬一體化；空間校核；綠地資源；信息化

城市園林綠化現(xiàn)狀調(diào)查是城市園林綠化規(guī)劃、建設(shè)、管理過程中十分重要的基礎(chǔ)工作。傳統(tǒng)以紙質(zhì)檔案管理的各種調(diào)查成果陳舊且缺乏準(zhǔn)確性，調(diào)查的隨意性較強(qiáng)，成果不夠系統(tǒng)。隨著信息化在園林綠化領(lǐng)域應(yīng)用的逐步深入，通過信息系統(tǒng)對城市綠地資源進(jìn)行統(tǒng)一管理已成為各地園林主管部門的共識[1]。 園林綠化信息化系統(tǒng)可有效輔助園林綠化的精細(xì)化管理，例如對城市各類綠地總量和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)分析、對城市公園服務(wù)水平的評估和公園建設(shè)選址模擬等決策預(yù)測、病蟲害預(yù)測預(yù)警、城市綠線監(jiān)管等。然而在實(shí)地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，城市園林綠化信息管理相關(guān)的系統(tǒng)近一半屬于“夭折”狀態(tài)，其中，綠地信息不準(zhǔn)確、更新不及時(shí)是主要的瓶頸之一。

近年來，隨著以多傳感器、高分辨率和多時(shí)相為特征的現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展，利用高分辨率遙感影像獲取的城市綠地覆蓋信息，或者結(jié)合野外測繪調(diào)查是獲取綠地信息建立城市綠地資源數(shù)據(jù)庫的主要方法。目前，國內(nèi)外已有許多研究在利用遙感技術(shù)進(jìn)行綠色信息提取[2-3]、植被指數(shù)設(shè)計(jì)[4]、喬灌草識別[5]、樹種分類[6]等方面進(jìn)行了模型和精度等研究。這些研究已較好地解決了利用遙感、測繪等技術(shù)對城市綠地資源的空間現(xiàn)狀識別和調(diào)查的問題，但卻無法解決城市綠地屬性識別以及綠地信息實(shí)時(shí)更新的問題。

對于城市園林綠化管理者而言，城市綠地是有生命的基礎(chǔ)設(shè)施，每一塊綠地不僅需要準(zhǔn)確的空間位置，而且需要豐富的“管理檔案”，這就對城市綠地實(shí)現(xiàn)空間和屬性一體化管理提出要求[7-10]。此外，在生態(tài)文明建設(shè)和人居環(huán)境質(zhì)量提升的大背景下，城市綠地作為城市生態(tài)的重要組成，綠地的總量和空間結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化性較強(qiáng)，需要建立一套及時(shí)的綠地空間和屬性信息更新和維護(hù)機(jī)制。本研究將聚焦城市綠地空屬一體化信息建庫及更新這一現(xiàn)實(shí)問題，為其提供一套科學(xué)的工作方法。

1 城市綠地資源空間信息獲取及校核更新方法研究

城市綠地主要為城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和人居環(huán)境改善提供服務(wù)。綠地資源具有突出的景觀和生態(tài)功能，相較其他土地利用類型來講，存在明顯的斑塊分散程度較高的特點(diǎn)。此外，在新城鎮(zhèn)化背景下，城市乃至市域尺度的土地利用變化迅速，這會(huì)影響城市綠地資源的空間布局。在用地上主要表現(xiàn)為各類綠地的空間位置，包括坐標(biāo)、面積、邊界等信息，以及綠地整體空間結(jié)構(gòu)發(fā)生迅速變化。加之目前各城市的發(fā)展以“生態(tài)、綠色”等理念為指引，為提升人居環(huán)境質(zhì)量，各城市紛紛加強(qiáng)城市園林綠化建設(shè)[11]。這會(huì)進(jìn)一步加速城市綠地資源空間的動(dòng)態(tài)變化。及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握城市綠地的空間信息，需要結(jié)合GIS、RS、測繪技術(shù)研究城市綠地空間識別與分類以及城市綠地空間校核的方法。

1.1 城市綠地資源空間識別與分類的方法

基于遙感技術(shù)獲取城市綠色信息是目前公認(rèn)的較為準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的方法。鑒于城市復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般選取空間分辨率在2 m以上的衛(wèi)星即可滿足綠色信息提取的需求。國產(chǎn)高分二號、Wordview、Quickbird等均為常用的衛(wèi)星來源?；谝陨铣鞘懈叻直媛蔬b感影像，結(jié)合RS圖像解譯技術(shù)、綠地系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒等，將城市范圍內(nèi)的綠色空間信息進(jìn)行提取分類，初步構(gòu)建城市綠色空間信息庫，具體技術(shù)路線如圖1所示。

在此技術(shù)方案中，主要包括高分辨率遙感影像解譯與處理、遙感圖像解譯與綠色信息提取、綠地識別與分類三個(gè)關(guān)鍵步驟。（1）遙感圖像處理。包括對影像進(jìn)行融合、輻射糾正、幾何糾正、遙感影像的色彩調(diào)整、多源數(shù)據(jù)融合處理、多景影像的拼接處理等，并與城市的基礎(chǔ)地理信息進(jìn)行疊加，例如城市建成區(qū)邊界、規(guī)劃區(qū)邊界等，最終形成可用于綠色信息提取的城市影像；（2）綠色信息提取。一般采用人機(jī)交互的方法提取城市綠色信息。在軟件中根據(jù)NDVI植被指數(shù)進(jìn)行綠色信息的初提取，常用的軟件是Eardas、Envi等，結(jié)合人工判讀對有建筑陰影遮擋的特殊區(qū)域進(jìn)行綠色信息補(bǔ)充；（3）綠色信息分類。包括結(jié)合城市提供的各類綠地的現(xiàn)狀分布圖及規(guī)劃圖，根據(jù)《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T85-2017），對綠色信息進(jìn)行分類?；谝陨先齻€(gè)主要步驟，實(shí)現(xiàn)城市綠地資源空間信息的準(zhǔn)確普查。

1.2 城市綠地空間信息校核的方案設(shè)計(jì)

鑒于城市園林綠化資源分布分散、更新頻率較快，城市園林綠化資源空間信息的校核仍需結(jié)合GIS、RS等空間技術(shù)手段，聯(lián)合資源調(diào)查等實(shí)地方法，制定一套包含信息核準(zhǔn)單元、核準(zhǔn)內(nèi)容、核準(zhǔn)方法等系列空間信息核準(zhǔn)流程（圖2）。

由于綠地空間的分散特性，空間校核需選擇校核的空間單元，例如行政街道、斑塊、公里網(wǎng)格等。鑒于可操作性原則，空間校核的單元選擇需結(jié)合管養(yǎng)方式、土地利用圖斑等來綜合確定，例如有學(xué)者提出根據(jù)綠地類型、所屬區(qū)位、隸屬、權(quán)屬、事權(quán)等級、保護(hù)方式、綠地分布狀況等因素，結(jié)合影像圖和地圖，按街區(qū)逐個(gè)進(jìn)行調(diào)查圖斑區(qū)劃。

對于空間信息的核準(zhǔn)，既可以利用現(xiàn)有CAD形式的規(guī)劃或報(bào)批資料進(jìn)行輔助核準(zhǔn)，也可以利用人工現(xiàn)場核查和測量來進(jìn)行；主要是對于相關(guān)綠地的用地性質(zhì)、空間范圍進(jìn)行核驗(yàn)或者跟蹤補(bǔ)充修訂，以保證調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)效性。在確定了變化的空間信息之后，利用GIS空間編輯技術(shù)，根據(jù)綠色資源變化的成因，進(jìn)行對應(yīng)的空間編輯?？臻g校核的結(jié)果將進(jìn)一步核準(zhǔn)和補(bǔ)充城市綠色空間信息庫。

1.3 基于GIS空間校核編輯的主要方法

在空間校核過程中，根據(jù)參考資料（如規(guī)劃數(shù)據(jù)、綠地調(diào)查結(jié)果等），利用空間編輯功能可實(shí)現(xiàn)空間信息的更新。空間信息編輯校核主要包括：圖斑的新建、圖斑的合并拆分、圖斑空間范圍的整體變化。

（1）新增空間圖斑。新增用地和綠色覆蓋信息的補(bǔ)充，主要通過將新增的數(shù)據(jù)在空間數(shù)據(jù)圖層上勾繪出來，并賦予一定的屬性來實(shí)現(xiàn)。例如在居住地塊中新增加公園，就可以利用GIS的新增圖斑以及對應(yīng)的拓?fù)湫拚齺韺?shí)現(xiàn)。

（2）空間圖斑的合并拆分。對于空間邊界產(chǎn)生的變化，可依據(jù)測繪手段結(jié)合實(shí)地調(diào)查來完成，例如利用手持GPS跟蹤邊界坐標(biāo)，利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間圖斑的拆分。屬性變更而導(dǎo)致的邊界變化主要表現(xiàn)為由于圖斑用地權(quán)屬和屬性信息的合并與拆分，即將若干塊具有同一權(quán)屬屬性的地塊合并統(tǒng)一，以便于業(yè)務(wù)檔案管理；或把新改變的具有不同權(quán)屬屬性的地塊在屬性上分離，使其成為獨(dú)立權(quán)屬屬性的地塊。

（3）空間建成區(qū)范圍的整體變化。主要通過修改建成區(qū)的邊界范圍，與城市發(fā)展規(guī)模相匹配。在該項(xiàng)空間編輯中，新增圖斑、圖斑的合并拆分均會(huì)用到，此外需要注意的是圖斑變化時(shí)拓?fù)湫畔⒌男抻?，以免出現(xiàn)重疊或者漏縫區(qū)域，造成城市綠色信息的缺失。

2 城市綠地業(yè)務(wù)屬性信息調(diào)查與測評方法

園林綠化資源的空間信息明確了資源的空間布局，然而要想精細(xì)化管理城市園林綠化資源，必須明確園林綠化資源的結(jié)構(gòu)、功能，以及相應(yīng)的權(quán)屬管理等內(nèi)容。這需要結(jié)合園林綠化資源的空間信息，對其屬性信息進(jìn)行調(diào)查、補(bǔ)充與校核，建立城市園林綠化每一塊用地的“檔案”，這個(gè)“檔案”既包含文字信息又包含圖片信息，并且通過業(yè)務(wù)屬性信息的任意“關(guān)鍵詞”都可以對整個(gè)城市范圍內(nèi)的用地進(jìn)行搜索和定位。

2.1 屬性信息調(diào)研的方案設(shè)計(jì)

屬性信息的建庫和信息更新是一項(xiàng)長期工作，關(guān)鍵是要建立起一套完善的工作機(jī)制，包括數(shù)據(jù)建庫、信息獲取和動(dòng)態(tài)更新等。本文介紹的工作方法和流程是在建立完善的工作機(jī)制下，實(shí)操層面的技術(shù)法方法（圖3），具體包括：綠化資源分類、屬性建庫、信息更新。相應(yīng)的工作機(jī)制需要根據(jù)地方情況制定。

1. 基于遙感的城市綠色信息空間提取過程

2. 空間信息校核的流程圖

（1）綠化資源調(diào)查的分類。一般是依據(jù)已有遙感解譯的空間信息圖層來制定分類，例如道路綠地、居住綠地等。針對一些無法從遙感解譯中精確獲取，但實(shí)際中又確實(shí)需要的特殊園林綠化資源，例如古樹名木，則需要單獨(dú)制定分類。

（2）屬性信息數(shù)據(jù)庫的建立。在調(diào)研城市園林綠化資源實(shí)際管理需求的基礎(chǔ)之上，根據(jù)各類綠地資源的分類，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的各屬性字段，包括各字段名稱、字段格式（文本、數(shù)值、圖片等）等內(nèi)容。一般來講，園林綠化資源的屬性信息字段包括：綠地基礎(chǔ)信息（如編碼、名稱、位置等）、建設(shè)信息（如建設(shè)、施工、改擴(kuò)建信息等）、景觀信息（如空間布局、特色景觀、歷史沿革等）、管理信息（如管理機(jī)構(gòu)、管理制度、管養(yǎng)經(jīng)費(fèi)等），以及其他功能、文化、綜合等方面的信息。屬性信息字段設(shè)計(jì)的越全面細(xì)致，對于園林綠化管理決策的貢獻(xiàn)度越高。

3. 屬性信息調(diào)查流程

4. 綠地實(shí)地勘察作業(yè)

（3）屬性信息的獲取。屬性信息的獲取主要依靠既有資料的補(bǔ)充完善、綠地實(shí)地勘察。既有資料的補(bǔ)充完善包括紙質(zhì)檔案、文件匯編、照片、統(tǒng)計(jì)年鑒、已有綠地調(diào)查等資料匯編。當(dāng)已有的資料匯編難以滿足信息獲取的內(nèi)容、精度等，則需要制定詳細(xì)的實(shí)地勘察計(jì)劃，包括對于勘察空間單元的劃分、勘察屬性表的設(shè)計(jì)、勘察方式等內(nèi)容。

2.2 屬性信息實(shí)地勘察的作業(yè)方法

綠化資源實(shí)地勘察，是針對綠化資源家底不清或者精度不準(zhǔn)等現(xiàn)實(shí)問題開展的作業(yè)方法。由于綠化資源在城市中分布分散，動(dòng)態(tài)更新頻率快，綠地實(shí)地勘察需制定詳細(xì)的作業(yè)方法（圖4），保證資源調(diào)查的全面性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

（1）勘察原則的設(shè)定。包括對于綠地實(shí)地勘察作業(yè)區(qū)的范圍劃定，常用的方法包括以道路界限圈定，或以地圖標(biāo)注的方式；采集方法的框架設(shè)計(jì)，包括采集的內(nèi)容、采集的工具、采集的人員等；采集周期的設(shè)定，根據(jù)工作量和參與人員，設(shè)定信息采集的周期。

（2）勘察空間單元的確立。在確立了實(shí)地勘察空間范圍后，受時(shí)間和人力的限制，勘察任務(wù)需要進(jìn)行進(jìn)一步的劃分。為了做到空間勘察不遺漏，不重復(fù)，需要對空間勘察單元進(jìn)行詳細(xì)的劃分，一般有根據(jù)行政單元?jiǎng)澐?、根?jù)道路網(wǎng)格劃分、根據(jù)管養(yǎng)單位劃分，其優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

（3）勘察調(diào)研表的設(shè)計(jì)。調(diào)研者依據(jù)屬性信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)調(diào)研項(xiàng)目，制定調(diào)研表及調(diào)研的工作手冊。工作手冊中應(yīng)明確各字段的錄入格式，以及屬性信息的獲取方式等。以公園綠地為調(diào)研對象，設(shè)計(jì)的實(shí)地勘察調(diào)研表如表2所示，由于各地區(qū)管理需求的差異，表中信息的詳略程度可根據(jù)實(shí)際調(diào)整。

3 結(jié)論

城市園林綠地空屬一體化數(shù)據(jù)庫已成為城市園林綠化信息化和精細(xì)化管理的重要基礎(chǔ)，但現(xiàn)實(shí)中卻受限于信息更新方法和流程的缺失導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫信息更新嚴(yán)重滯后。本研究聚焦城市綠地空間分散程度高、動(dòng)態(tài)變化速度快的特點(diǎn)，提出一套城市綠地資源空間和屬性信息動(dòng)態(tài)更新和維護(hù)的方法流程，以解決綠地資源數(shù)據(jù)庫更新的難題。

表1 勘察空間單元的優(yōu)缺點(diǎn)分析

表2 公園綠地實(shí)地勘察調(diào)研表設(shè)計(jì)

利用遙感技術(shù)進(jìn)行城市綠地資源空間信息的獲取是重要的方法手段，具體技術(shù)流程包括遙感圖像處理、綠色信息提取、綠地分類。為確保綠地信息的及時(shí)有效，城市綠地資源的空間信息仍需建立空間校核的機(jī)制，具體需要結(jié)合GIS、RS等空間技術(shù)手段，聯(lián)合資源調(diào)查等實(shí)地方法，確立空間信息核準(zhǔn)單元，對綠地的空間范圍和用地性質(zhì)等進(jìn)行核準(zhǔn)，具體可利用GIS空間分析和編輯的方法來實(shí)現(xiàn)。

綠地屬性信息的調(diào)研是要明確綠化資源的結(jié)構(gòu)、功能，以及相應(yīng)的權(quán)屬管理等內(nèi)容，結(jié)合園林綠化資源的空間信息，對其屬性信息進(jìn)行調(diào)查、補(bǔ)充與校核。具體技術(shù)流程包括勘察原則設(shè)定、勘察單元?jiǎng)澐趾涂辈煺{(diào)研表設(shè)計(jì)，最終完成城市園林綠地“檔案”的建立。

需要說明的是，完備和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫是園林綠化信息化管理的基礎(chǔ)。信息庫建立后，需要建立完備和長久的信息的更新機(jī)制，在實(shí)際工作中聯(lián)合日常巡檢、數(shù)據(jù)網(wǎng)格化管理、竣工驗(yàn)收信息備案、定期實(shí)地勘測補(bǔ)充、IOT技術(shù)結(jié)合輔助等多條路徑共同推進(jìn)。