關(guān)鍵詞： 遙感技術(shù) 城鄉(xiāng)規(guī)劃 基站建設(shè) 衛(wèi)星定位

城鄉(xiāng)規(guī)劃多納入公共政策范圍，在現(xiàn)代社會應(yīng)用廣泛，對區(qū)域建設(shè)和發(fā)展具有突出影響，這就需要提升城鄉(xiāng)規(guī)劃工作的科學(xué)性，遙感技術(shù)在此背景下得到關(guān)注和運用?！吨腥A人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃法》明確提出應(yīng)加強技術(shù)運用，提升城鄉(xiāng)規(guī)劃工作的質(zhì)量、效率[1]。各地在遵守相關(guān)法律法規(guī)的同時，也在積極尋求提升工作成效，因此遙感技術(shù)的運用比較廣泛。為進一步發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢、推動遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐，有必要就二者融合實踐的思路、方法等進行研究。

1 遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃概述

1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)（Remote Sensing Technique，RS）出現(xiàn)于20 世紀60 年代，是英文“遠距離感知技術(shù)”的簡稱。此技術(shù)主要強調(diào)利用電磁波原則，根據(jù)目標對象對光譜吸收情況的差異，了解反饋的光譜信息，據(jù)此評估目標的特點，并形成影像。由于不同物質(zhì)在相同光譜下的成像各有差異，相同物質(zhì)在不同時間范圍內(nèi)的成像情況也有不同，遙感技術(shù)往往可獲取較客觀、精準的遠程圖像，廣泛用于土地規(guī)劃、地理測繪等工作[2]。

1.2 城鄉(xiāng)規(guī)劃

城鄉(xiāng)規(guī)劃是一種公共管理活動，包括城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市規(guī)劃、鎮(zhèn)規(guī)劃、鄉(xiāng)規(guī)劃和村莊規(guī)劃等部分，其核心目的是借助科學(xué)統(tǒng)籌、全程管理、有效跟蹤，為區(qū)域內(nèi)的社會建設(shè)工作提供有效指導(dǎo)，促進區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)，提升土地使用的合理性，并優(yōu)化空間布局、提升區(qū)域宜居性等[3]。

2 遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐

2.1 融合實踐思路和基本流程

遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐，思路上強調(diào)多技術(shù)聯(lián)用，搭建基于城鄉(xiāng)規(guī)劃需要的工作系統(tǒng)，包括基站、數(shù)據(jù)處理中心等，關(guān)鍵點在于數(shù)據(jù)的傳輸、處理和模型建設(shè)。輔助技術(shù)包括可視化技術(shù)、有線通信技術(shù)、三維建模技術(shù)等。

在一般性的城鄉(xiāng)規(guī)劃工作中，以航拍飛機作為執(zhí)行單元，搭載工作設(shè)備（即遙感光譜探測設(shè)備），對既定范圍內(nèi)的各類目標進行信息收集，之后借助實時通信，與地面站、衛(wèi)星系統(tǒng)進行交互，確定定位精準、數(shù)據(jù)傳輸實時準確。由地面基站進行位置校正，各類信息則進入數(shù)據(jù)處理中心，由工作人員借助信息快速進行模型建設(shè)，形成三維或二維圖像。為保證準確性可反復(fù)進行多次探測，生成最終的工作圖，通常一輪信息收集的時間在16 h 以內(nèi)[4]。

2.2 融合實踐方法

2.2.1 基站建設(shè)

各地城鄉(xiāng)規(guī)劃工作一般是持續(xù)開展的，遙感技術(shù)的運用也會持續(xù)多年，這就需要提供足以持續(xù)輔助遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐的基礎(chǔ)設(shè)備，其中又以基站的作用最為突出，所有基站的建設(shè)均是永久性的，因此在選址上需要考慮遠離電磁干擾，便于與衛(wèi)星和數(shù)據(jù)處理中心進行交互，基站不能在金屬礦山、架空線路以及輸電設(shè)備附近。原則上選取地勢較高、較空曠的地位為宜。基站的數(shù)目一般為6～8 座，如果區(qū)域地形特殊、規(guī)劃要求較低，也可建設(shè)4～5 座基站，各基站在空間距離上應(yīng)比較均衡，理論上不宜少于5 km。完成基站建設(shè)后應(yīng)進行通信能力測試，確保數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量可靠、效率理想[5]。

2.2.2 衛(wèi)星通信

遙感技術(shù)對衛(wèi)星通信活動的依賴性較高，通常需要6～12 顆衛(wèi)星對地面工作進行定位，以保證數(shù)據(jù)收集、處理的精準性。但各地進行城鄉(xiāng)規(guī)劃、應(yīng)用遙感技術(shù)時，無需獨立進行衛(wèi)星作業(yè)的安排，各工作中的通信衛(wèi)星即可提供定位服務(wù)。地面部分的管理要點在建設(shè)天線陣，以完成衛(wèi)星信息的接收，原則上每一個地面基站均應(yīng)設(shè)置獨立的天線陣，每一個天線陣包括若干陣元，可建設(shè)天線標校設(shè)施進行輔助，確保所有陣元（即接收天線）的仰角得到5°以上，提升單個基站的接收范圍[6]。

2.2.3 地面通信

地面部分的通信工作包括無線模式和有線模式兩種，大部分基站和基站之間的通信為無線形式，基站與人員的通信也采用無線形式，由于基站建設(shè)本身遠離干擾源，無線通信也能保障證通信質(zhì)量，且提升了工作（尤其是基站和人員）的靈活性。其他通信作業(yè)需要采用有線模式，包括數(shù)據(jù)處理中心、計算機之間的一般交互等，以保證傳輸效率和質(zhì)量為基本著眼點。在建設(shè)地面工作設(shè)施時，可預(yù)先做出規(guī)劃，通信技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，給予有效規(guī)劃以保證建設(shè)效果。執(zhí)行終端內(nèi)部通信也均采用有線模式，如無人機內(nèi)信息收集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)的通信等。無人機與通信基站之間的交互，采用無線模式，但與其他通信活動選取不同的頻段，以控制互擾問題[7]。

2.2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理包括兩個部分，一是交互和數(shù)字化轉(zhuǎn)化，二是建模。由無人機等執(zhí)行終端、衛(wèi)星等定位結(jié)構(gòu)、通信基站等工作結(jié)構(gòu)，負責遙感所獲信息的基礎(chǔ)性處理，無人機所獲的數(shù)據(jù)和衛(wèi)星定位信息同步傳輸給通信基站，基站進行數(shù)據(jù)的簡單加工后，對其進行必要加強，再將信息提供給數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心對信息進行數(shù)字化轉(zhuǎn)化，使其變?yōu)榭梢灾苯幼x取的數(shù)字化信息，由人員對該類信息進行精加工，生成基于數(shù)據(jù)的遙感信息三維模型、二維圖像。為實現(xiàn)上述功能，要求在地面進行通信建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并利用集成技術(shù)使各部分工作能夠納入統(tǒng)一的管理系統(tǒng)內(nèi)[8]。如果規(guī)劃活動要求較高，可能需要對相同區(qū)域進行多次信息收集，歷次收集的信息在處理方式上是相同的，但需要單獨進行處理，以求最大化保證信息的準確性。

2.2.5 數(shù)據(jù)存儲和復(fù)用

完成數(shù)據(jù)收集、處理后，需要進行存儲，以便進一步處理和后續(xù)的使用。原則上所有信息均應(yīng)分別建庫保存，如耕地、河流、地下管線等?？筛鶕?jù)所獲信息類別的差異進行建庫，也可根據(jù)日期等信息設(shè)定建設(shè)標準，信息的處理方法必須是前后統(tǒng)一的。建庫保存后的信息需要明確編碼，以信息類別、時間等具有特異性的信息作為標識。信息的復(fù)用不做強制要求，一般應(yīng)建立對應(yīng)的訪問權(quán)限管理機制，擁有訪問權(quán)限的人員可進入信息庫調(diào)取、查看遙感技術(shù)下的各類信息，用于城鄉(xiāng)規(guī)劃或其他工作。

2.3 遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐優(yōu)勢

遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐的優(yōu)勢集中于3 個方面，分別是效率高、成本低、適用性較強。

2.3.1 效率方面

默認通信衛(wèi)星高度為900 km，執(zhí)行終端（無人機）的飛行高度為10 km，單次作業(yè)可以獲取2.5 萬～3.0 萬km2內(nèi)的常規(guī)信息，全球范圍內(nèi)的信息收集可在15～18 d 之內(nèi)完成，較此前的地理信息收集、測繪等工作優(yōu)勢十分明顯，效率很高。區(qū)域級的規(guī)劃活動也可在此模式下受益，以較短時間完成目標地區(qū)的城鄉(xiāng)規(guī)劃信息收集、建模等工作。

2.3.2 成本方面

遙感技術(shù)應(yīng)用于城鄉(xiāng)規(guī)劃，本身并不是降低作業(yè)成本，大量現(xiàn)代技術(shù)的運用反而會使單次工作的成本提高，但由于通信衛(wèi)星、地面基站以及數(shù)據(jù)庫建設(shè)等工作，均可持續(xù)為當?shù)丶捌渌貐^(qū)的城鄉(xiāng)規(guī)劃，以及地理信息收集、水文氣象管理等工作提供幫助，技術(shù)應(yīng)用的社會效益很高，使單次作業(yè)的成本均攤到后續(xù)各類管理活動中，反而可以得到控制，具有長期層面的積極價值。此外，由于遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐活動大大提升了工作效率，時間成本、人力成本也相對較低。

2.3.3 適用性方面

各地城鄉(xiāng)規(guī)劃工作帶有一定的相似性，一套衛(wèi)星定位系統(tǒng)往往可以廣泛為全國各地的規(guī)劃工作提供定位服務(wù)，保證了遙感技術(shù)能夠在各地的城鄉(xiāng)規(guī)劃中得到廣泛應(yīng)用。進一步分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、地理、水文、氣象、測繪、環(huán)境保護等與城鄉(xiāng)規(guī)劃相關(guān)的工作，均已經(jīng)不同程度地應(yīng)用了遙感技術(shù)，也是其適用性較廣泛的一個證明，為遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐提供了更多的思路。

3 遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐案例

3.1 案例概況

2020 年，遼寧省BX 市組織規(guī)劃，擬進行道路建設(shè)，包括市內(nèi)段1.9 km 和市外段35.6 km，總工期12 個月，投資6.6 億元。因工作范圍較大，且工作區(qū)域內(nèi)存在農(nóng)田、山地、河流等復(fù)雜環(huán)境，常規(guī)的測量分析工作難以完成如此體量數(shù)據(jù)的收集、處理，當?shù)貨Q定借助遙感技術(shù)提供輔助。遙感技術(shù)的運用在當?shù)匾延邢壤?，因此在原有工作的基礎(chǔ)上得以快速建立工作系統(tǒng)，經(jīng)過2 次共14 h 的信息收集、處理，較為有效地獲取了工作數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關(guān)信息建立了22 個三維模型、156 個二維圖像以及若干文字資料。2021 年11 月，工程如期完成，以早期遙感技術(shù)提供的信息為基礎(chǔ)，規(guī)劃工作進行順利，誤差控制、技術(shù)選用合理得當。

3.2 融合實踐過程

遼寧省BX 市的道路建設(shè)工作，可視作遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合的具體實踐，其實踐經(jīng)驗值得參考和學(xué)習。具體包括如下4 個部分：一是保證基礎(chǔ)性工作高效有序地開展；二是對現(xiàn)有資料和資源的利用；三是選取得當?shù)妮o助技術(shù)；四是強調(diào)重點信息的選取和處理。

基礎(chǔ)性工作主要包括數(shù)據(jù)中心建設(shè)、計算機配置、通信線路埋設(shè)和架設(shè)等，這一類工作是在規(guī)劃決定做出后草擬、推行的。由市政管理部門、土地管理局等關(guān)聯(lián)主體共同商定工作方法，并組織管理和實施。此部分工作共進行了46 d，直接負責人為當?shù)啬惩ㄐ殴?。?shù)據(jù)處理中心配置了7 臺計算機，虛擬內(nèi)存默認均為16 GB，考慮到大量數(shù)據(jù)同步處理的需要，所有計算機的磁盤空間均不少于1 TB，用于數(shù)據(jù)備份的計算機，磁盤空間為2 TB，該計算機不參與常規(guī)數(shù)據(jù)處理。所有計算機均可相對獨立的完成數(shù)據(jù)處理工作，但借助中央計算機集中管理，以快速進行大量計算工作。通信線路均選用截面積16 mm2的銅芯導(dǎo)線，在通信基站附近區(qū)域做架設(shè)處理，與地面高度最低為3.08 m，其余位置線路一律埋入地下，深度達120 cm。人員所持通信設(shè)備不做硬性要求，但要求必須能夠?qū)崟r投入使用，以人員自備的移動電話為主。

現(xiàn)有資料、資源主要來自當?shù)毓芾聿块T，包括此前勘測獲取的土地資源資料與服務(wù)通信活動的基站5處。由于工程建設(shè)牽涉的范圍較大，當?shù)貨Q定再建設(shè)一處地面通信基站，現(xiàn)有的5 座基站位置分布較為得當，新基站則位于城郊邊緣，距離其他基站最短距離5.3 km，6 座基站的平均距離6.1 km，滿足使用需要。在投入使用前，另外對基站性能和配置情況進行檢查，確定無配件老化情況、無通信異常情況，且所有基站均遠離電磁干擾源、通信源。衛(wèi)星系統(tǒng)無需進行建設(shè)，以當?shù)貧庀笮l(wèi)星提供定位方面的輔助。

輔助技術(shù)包括CAN 現(xiàn)場總線技術(shù)、PLC 邏輯控制技術(shù)、嵌入技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)等，這些技術(shù)主要為系統(tǒng)工作提供輔助。PLC 邏輯控制技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中心，配置在中央計算機處，用于其系統(tǒng)各電子化部分的管理。嵌入技術(shù)也應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中心，強調(diào)通過嵌入式設(shè)備提升系統(tǒng)綜合作業(yè)能力，包括外接存儲器等。數(shù)字可視化技術(shù)用于移動終端、數(shù)據(jù)管理中心，對實時收集獲取的信息進行數(shù)字化轉(zhuǎn)化，并使其通過設(shè)備得到直觀呈現(xiàn)，幫助人們了解規(guī)劃范圍內(nèi)的一些特殊情況，如山體、河流等。CAN 總線技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中心，主要強調(diào)借助可擴展的通信線路集成管理系統(tǒng)，使多個智能終端、移動終端能夠同步實現(xiàn)信息傳遞，并在極小的時間差內(nèi)完成信息的異步處理，其著眼點在于改善系統(tǒng)的信息交互質(zhì)量。

重點信息的選取和處理，主要包括作業(yè)參數(shù)、建模工作等部分。作業(yè)參數(shù)方面涉及可見光遙感、紅外遙感、多譜段遙感、紫外遙感、微波遙感，各設(shè)定工作波長具體值域，具體情況如表1 所示。

在工作過程中，除多譜段遙感外，其他區(qū)域的遙感參數(shù)均按照預(yù)設(shè)標準酌情確定。對于遙感技術(shù)收回的信息，嚴格遵照獨立存儲、獨立計算的方式，對不同時間收獲的數(shù)據(jù)，單獨進行統(tǒng)計、加工、處理并組織建模。由于BX 市此次道路工程建設(shè)牽涉到復(fù)雜的環(huán)境管理需要，共進行了3 次反復(fù)探測，生成了3 份不同資料，分別放置于不同的子系統(tǒng)下，并進行分析處理，最后采用迭代分析的方式確定模型，作為建設(shè)工作的具體指導(dǎo)。

2021 年11 月，BX 市道路建設(shè)工作完成。對建設(shè)過程、結(jié)果進行分析，可發(fā)現(xiàn)借助遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐，有效提升了工作質(zhì)量，一方面為規(guī)劃工作提供了高質(zhì)量的客觀參考，另一方面也能在整個工程的施工全周期持續(xù)進行數(shù)據(jù)的調(diào)取、復(fù)用，隨時調(diào)整工作計劃，保證工程建設(shè)符合實際需要。

4 遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐前景展望

4.1 當前不足

遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐主要不足包括兩個方面：一是單次作業(yè)成本過高，二是遙感技術(shù)當前更多關(guān)注地表情況，對其他區(qū)域的感知能力依然較差。

4.2 未來發(fā)展趨勢

未來工作中，可采用區(qū)域規(guī)劃集中進行模式，由上一級部門組織，集中對某一個地區(qū)的山地、河流、水文等情況進行統(tǒng)計，生成較為完備的信息資料，用于后續(xù)管理和使用，從而減少單次規(guī)劃工作中遙感技術(shù)的運用支出。此模式并不強調(diào)強制運用，很多地區(qū)已經(jīng)擁有完備的數(shù)據(jù)資源庫，仍可在具體工作中根據(jù)實際需要運用遙感技術(shù)，如建筑大面積拆遷、河流改道測繪等。針對遙感技術(shù)不能深入了解區(qū)域地下情況的問題，目前尚無有效的改進策略，各類紅外、可見光光譜信息收集均有其局限性，嘗試了解地下部分情況，更多依賴其他感知技術(shù)，設(shè)法實現(xiàn)不同感知技術(shù)的融合，有可能推動遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃融合實踐的優(yōu)化，用于地下勘測等工作。

5 結(jié)語

綜上所述，遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐具有突出價值，能夠服務(wù)城鄉(xiāng)規(guī)劃管理工作，提升管理效率。思路上強調(diào)多技術(shù)的聯(lián)用，方法上則強調(diào)以早期規(guī)劃支持中期運作、后期運維，對資金和技術(shù)的要求均較高。結(jié)合遼寧省BX 市的工作經(jīng)驗，可知遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐能夠快速完成信息收集，精準性高，管理成本也較低。未來遙感技術(shù)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合實踐應(yīng)關(guān)注現(xiàn)有不足，從成本控制、技術(shù)研發(fā)的角度進一步尋求突破，提升城鄉(xiāng)規(guī)劃以及其他工作效率和質(zhì)量，服務(wù)社會建設(shè)。