摘要：村莊規(guī)劃工作帶有一定的復(fù)雜性，需要在實際工作中加強技術(shù)應(yīng)用，這為遙感技術(shù)提供了發(fā)揮作用的空間。以衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用優(yōu)勢為切入點，在此基礎(chǔ)上分析其應(yīng)用方法，包括工作系統(tǒng)建設(shè)、技術(shù)類別和參數(shù)選取、工作實施等具體內(nèi)容。最后分析村莊規(guī)劃中衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用展望，包括技術(shù)聯(lián)動趨勢、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展等，為村莊規(guī)劃活動提供一定參考。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感技術(shù)村莊規(guī)劃工作系統(tǒng)建設(shè)參數(shù)選取

ResearchontheApplicationofSatelliteRemoteSensingTechnologyinVillagePlanning

LITonghua

GeographicInformationEngineeringBrigadeJiangxiProvincialBureauofGeology，Nanchang，JiangxiProvince，330002China

Abstract：Villageplanningworkhasacertaindegreeofcomplexityandrequiresstrengtheningtheapplicationoftechnologyinpracticalwork，whichprovidesspaceforremotesensingtechnologytoplayitsrole.Startingfromtheadvantagesofsatelliteremotesensingtechnologyinvillageplanning，thispaperanalyzesitsapplicationmethodsonthisbasis，includingspecificcontentsuchastheconstructionofworksystems，selectionoftechnicalcategoriesandparameters，andimplementationofwork.Finally，theapplicationprospectsofsatelliteremotesensingtechnologyinvillageplanningareanalyzed，includingthetrendoftechnologicallinkageandthedevelopmentoftechnologicalstandardization，providingsomereferenceforvillageplanningactivities.

KeyWords：Satelliteremotesensingtechnology;Villageplanning;Constructionofworksystem;Parameterselection

村莊規(guī)劃（Villageplanning），是指根據(jù)《村莊和集鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)管理條例》等規(guī)定，通過規(guī)劃完善農(nóng)村生產(chǎn)生活、交通居住條件和基礎(chǔ)設(shè)施，可細(xì)分為村莊總體規(guī)劃和村莊建設(shè)規(guī)劃兩個階段[1]。從共性要求上看，鄉(xiāng)村在居住、交通、資源配置和運用方面存在一定不足，不符合鄉(xiāng)村振興全局要求，有必要重新組織規(guī)劃設(shè)計，提升其建設(shè)水平。這又需要相關(guān)部門、人員應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)提升村莊規(guī)劃的科學(xué)性[2]。在此背景下，衛(wèi)星遙感技術(shù)得到了應(yīng)用方面的重視。分析其應(yīng)用優(yōu)勢以及具體方法，具有一定的積極價值。

1衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1效率高

村莊規(guī)劃工作中，衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)由價值多樣，直接優(yōu)勢在于工作效率較高。此前學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以快速面向全球范圍提供定位方面的服務(wù)，包括地理方面的規(guī)劃在內(nèi)，可在12小時內(nèi)完成一次全球范圍內(nèi)的定位服務(wù)[3]。由于衛(wèi)星的服務(wù)覆蓋范圍較大，地面大空間、較遠(yuǎn)距離的規(guī)劃分析，利用衛(wèi)生可以在較短時間內(nèi)完成。同時，現(xiàn)代化的通信服務(wù)系統(tǒng)也可以與衛(wèi)星保持實時關(guān)聯(lián)，使來自遠(yuǎn)程端的信息快速得到應(yīng)用，為村莊規(guī)劃等工作提供效率方面的支持。

1.2精度理想

衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用于村莊規(guī)劃，具有精度較高的優(yōu)勢。一些現(xiàn)代化的衛(wèi)星工作系統(tǒng)，一般由8顆以上衛(wèi)星組成，可以在同一時間內(nèi)對工作區(qū)域進(jìn)行信息采集和定位等工作，并組織校正，以提升工作精度，包括農(nóng)田范圍、不同標(biāo)的物的距離和垂直落差等。有研究表明，現(xiàn)代衛(wèi)星遙感系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的定位精確度可以達(dá)到10m以內(nèi)，垂直定位精度也可達(dá)到相似水平，測速精度優(yōu)于0.2m/s、授時精度優(yōu)于20ns，精度比較理想[4]。

1.3適用性廣泛

當(dāng)前可以用于村莊規(guī)劃的技術(shù)方法較多，除常規(guī)測量手段外，無人機、直升機等也可以用于規(guī)劃工作，然而無論傳統(tǒng)手段或無人機、直升機作業(yè)模式，均面臨一定的環(huán)境制約，當(dāng)戶外氣象條件不佳時，往往無法通過上述方式進(jìn)行村莊規(guī)劃。衛(wèi)星遙感技術(shù)以通信衛(wèi)星為核心設(shè)備，即便平流層出現(xiàn)氣象方面的波動，遠(yuǎn)在太空空間的衛(wèi)星也不會受到顯著影響，仍可根據(jù)村莊規(guī)劃要求完成信息采集、組織信息通信，這意味著其適用性較廣[5]。同時，一些復(fù)雜、難以常規(guī)通過無人機、直升機進(jìn)行信息采集的區(qū)域，也可應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)開展規(guī)劃作業(yè)。

2衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用方法

2.1工作系統(tǒng)建設(shè)

嘗試發(fā)揮衛(wèi)星遙感技術(shù)優(yōu)勢、服務(wù)村莊規(guī)劃工作，需要首先建設(shè)完整的工作系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由四個部分組成，一是通行衛(wèi)星，二是地面流動站，三是地面固定站、四是其他輔助性單元。不同結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)一般如下：

組織系統(tǒng)建設(shè)時，一般無需獨立進(jìn)行衛(wèi)星系統(tǒng)重建，以本地現(xiàn)有通信衛(wèi)星為主，對其進(jìn)行通信方面的工作調(diào)整，使其能夠服務(wù)村莊規(guī)劃即可。固定站建設(shè)要求遠(yuǎn)離可能產(chǎn)生干擾的區(qū)域，包括鬧市區(qū)、金屬礦山、電力系統(tǒng)、低洼地等，以視野開闊、無遮擋的高處或平原為宜。流動站以人員、車輛為主，主要提供地面信息，與衛(wèi)星進(jìn)行信息聯(lián)動，實現(xiàn)位置信息、地面信息的交互和校正。固定站、流動站均要求配置性能理想的智能化設(shè)備，其中流動站使用的應(yīng)是便攜式設(shè)備或車載設(shè)備，固定站以大型計算機為主。其他輔助設(shè)備包括普通計算機、信號提純設(shè)備等，主要發(fā)揮不同環(huán)節(jié)的輔助作用[6]。

2.2技術(shù)類別和參數(shù)選取

當(dāng)前用于衛(wèi)星遙感的技術(shù)已經(jīng)比較多樣，衛(wèi)星本質(zhì)上只發(fā)揮通信、校準(zhǔn)方面的作用，遙感技術(shù)則需要結(jié)合村莊規(guī)劃工作的具體需要加以選擇。當(dāng)前不同遙感技術(shù)的特點如下：

具體工作中，要求根據(jù)村莊規(guī)劃工作的需要進(jìn)行技術(shù)分析、選擇。值得注意的是，部分遙感技術(shù)與衛(wèi)星技術(shù)系統(tǒng)不能兼容，在應(yīng)用時也需要加以甄別。

2.3工作實施

以村莊交通規(guī)劃為例，對衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用過程進(jìn)行分析。默認(rèn)某地區(qū)決定建設(shè)一條公路，與鄰近高速公路進(jìn)行連接，形成新的交通網(wǎng)絡(luò)。在衛(wèi)星遙感技術(shù)的支持下，首先提出遙感工作技術(shù)目標(biāo)：

確定本地公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況，分析與高速公路之間的空間特點；

分析目標(biāo)建設(shè)區(qū)域內(nèi)的資源分布情況，包括其他道路、山丘、水體等；

了解建設(shè)區(qū)域周邊住房、農(nóng)田等分布情況。

確定工作目標(biāo)后，與通信部門進(jìn)行交流，請其通過至少8顆衛(wèi)星為本次規(guī)劃工作提提供支持，同步組織地面站、流動站建設(shè)。上述工作完成后，根據(jù)本地空間大小，交通設(shè)施基本情況確定遙感技術(shù)的具體類別，以及對應(yīng)的工作參數(shù)。原則上選取晴朗、無云或少云天氣開始遙感作業(yè)。啟動地面流動站，由流動站進(jìn)行地面部分交通設(shè)施、丘陵、河流、農(nóng)田、建筑物等基本信息的采集，同步啟動通信衛(wèi)星進(jìn)行位置校正，將有關(guān)信息通過通信技術(shù)提供給地面站，地面站通過接收陣元進(jìn)行信息采集，利用計算機進(jìn)行信息整理，形成三維或二維化的工作模型。必要時重復(fù)進(jìn)行信息采集、傳輸、建模工作，以模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行道路建設(shè)方面的規(guī)劃，選取合適的路線，控制支出、降低建設(shè)難度，提升工作效益。

2.4技術(shù)糾偏

現(xiàn)狀上看，使用衛(wèi)星遙感技術(shù)服務(wù)村莊規(guī)劃，仍可能面臨誤差的困擾，在規(guī)劃范圍內(nèi)地形復(fù)雜、干擾物較多的情況下，衛(wèi)星遙感提供的信息仍有一定的優(yōu)化必要，以保證信息精度。目前主要采用兩種技術(shù)進(jìn)行技術(shù)糾偏，一是離群值處理，二是降噪技術(shù)。

在重復(fù)組織衛(wèi)星遙感、收集目標(biāo)信息的情況下，可通過離群值處理的方式控制誤差。??離群值（outlier）是指在數(shù)據(jù)中有一個或幾個數(shù)值與其他數(shù)值相比差異較大的數(shù)據(jù)點?。仍以交通規(guī)劃為例，默認(rèn)5次進(jìn)行遙感定位，發(fā)現(xiàn)A道路與B道路之間的支線距離分別為：

求取上述數(shù)據(jù)的平均值，獲取結(jié)果152.1m，以平均值為中心，將差異達(dá)到4%的數(shù)據(jù)作為“離群值”，一體去除，再計算剩余數(shù)據(jù)的平均值。獲取新的數(shù)據(jù)作為最終結(jié)果，如果所有數(shù)據(jù)均符合要求，無離群值，可提升離群值的排除要求，或直接計算原始數(shù)據(jù)的平均值作為結(jié)果，不再考慮離群值影響。降噪技術(shù)的應(yīng)用，主要考慮來自通信系統(tǒng)的干擾，尤其是天氣條件、遙感環(huán)境不佳的情況下。以小波降噪技術(shù)為例，其技術(shù)原理如圖2所示。

村莊規(guī)劃中，通過衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取的原始信息，均需要以衛(wèi)星通信的方式進(jìn)行傳輸。來自衛(wèi)星的信號進(jìn)入地面站時，可首先通過內(nèi)置的濾波裝置進(jìn)行處理，以小波技術(shù)分解原始信號，利用閾值處理小波系統(tǒng)并完成重構(gòu)，獲取的新信號清晰度較高，可以進(jìn)行放大處理后用于分析規(guī)劃信息，也可以不做放大直接用于分析規(guī)劃信息。

3衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用展望

3.1技術(shù)聯(lián)動

未來衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用前景依然廣闊，出于提升應(yīng)用價值、重復(fù)服務(wù)規(guī)劃工作的目的，主張在條件允許的情況下從技術(shù)聯(lián)動角度出發(fā)，使衛(wèi)星遙感技術(shù)與其他技術(shù)能夠共同發(fā)揮作用。以鄉(xiāng)村資源精度規(guī)劃為例，部分鄉(xiāng)村自然環(huán)境較復(fù)雜，衛(wèi)星遙感所獲信息誤差偏大，難以充分服務(wù)精度規(guī)劃，可以引入（Realtimekinematic，RTK）技術(shù)作為輔助，在地形復(fù)雜的區(qū)域，以RTK技術(shù)進(jìn)行信息采集，所獲信息可替代衛(wèi)星遙感信息，彌補精度方面的不足。研究發(fā)現(xiàn)RTK技術(shù)也戶外作業(yè)，模式下，1km范圍內(nèi)的誤差可以控制在1cm左右，滿足鄉(xiāng)村資源精度規(guī)劃要求，其他技術(shù)也可以尋求與衛(wèi)星遙感技術(shù)聯(lián)動，提升村莊規(guī)劃精度。

3.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，是指未來村莊規(guī)劃中使用的衛(wèi)星遙感技術(shù)，以及可能與衛(wèi)星遙感技術(shù)聯(lián)動的新技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)上應(yīng)尋求完全統(tǒng)一或基本統(tǒng)一，以便于組織技術(shù)應(yīng)用和推廣。如云技術(shù)與衛(wèi)星遙感技術(shù)的聯(lián)用，需要考慮云技術(shù)存儲能力強的優(yōu)勢，也需要考慮其面臨的網(wǎng)絡(luò)威脅，在應(yīng)用云技術(shù)存儲衛(wèi)星遙感技術(shù)所獲原始信息的過程中，可從安全角度出發(fā)，適當(dāng)統(tǒng)一安全控制方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，避免衛(wèi)星遙感技術(shù)所獲信息存儲無效、丟失以及數(shù)據(jù)庫崩潰等問題，確保村莊規(guī)劃有關(guān)信息的存儲質(zhì)量。

4結(jié)論

綜上所述，衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用具有多樣性優(yōu)勢，精度、效率較高，且適用性廣泛，未來應(yīng)給予更多重視。從方法上看，衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用前需要建設(shè)完善的工作系統(tǒng)，根據(jù)工作需要確定技術(shù)類別和參數(shù)，工作開始后還應(yīng)控制通信質(zhì)量，保證定位精準(zhǔn)，組織必要的糾偏?？紤]到村莊規(guī)劃的長期性，衛(wèi)星遙感技術(shù)形成的信息需要加以存儲，以備后用。未來衛(wèi)星遙感技術(shù)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用可能更多重視技術(shù)聯(lián)動和統(tǒng)一化，以實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢的充分發(fā)揮。

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