高分辨率影像数据在城市规划中应用前景分析思考

【摘 要】：随着遥感技术的快速发展，在城市大比例尺专题地图的编制过程之中航空影像和卫星影像正发挥着日益重要的作用，它在数据的现势性和更新周期上具有直观性、高效性、实用性和真实性的优势，本文主要介绍高分辨率影像数据在**市的应用现状，展望了影像数据在**市社会主义新农村建设和城镇体系规划的应用前景。

【关键词】高分辨率影

像 三维景观 城市规划 应用

1 引言

根据遥感平台高度的不同，通常将遥感分为卫星遥感和航空遥感，所获取的信息亦分为卫星影像和航空影像。遥感用途的大小不是以分辨率的大小来决定的，而是取决于研究对象—要解决什么问题。对于不同的应用目的，要求概括程度不同，选择的地面分辨率也完全不同。

2 高分辨率影像数据在**市的应用历程

2003年国家863计划信息获取与处理技术主题重大课题还开展了利用分辨率为0.61m的quickbird卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究。**市作为具体实施国家"863"项目试点城市之一，为了有效缓解近几年**市城市规划和建设中对现状地形图的迫切需求与我市不存在全市域大比例尺地形图之间的矛盾。**市利用“quickbird”获取了全市将近6000平方公里的高分辨率卫星影像数据。此项数据的成功获取将为**市的城镇体系规划，社会主义新农村建设，城市地理信息数据更新机制产生深远的影响。

3 高分辨率影像数据在**市的应用分析

3.1 在规划咨询中的应用

在规划设计的前期现状调查期间，高分辨率遥感影像图提供了大量的信息，以直观、详实的影像反映了许多实地踏勘中的盲点。同时，利用高分辨率影像图作为规划底图，使规划内容与周边环境的关系更加清晰，在旧区改造、历史古建筑保护、城市重点区域和地区标志性建筑的规划设计中可以发挥十分重要的作用。目前这一手段在**市中心规划咨询过程中发挥了重要应用，下图展示的是**市中心城区某项目规划咨询示意图（此图以2004年quickbird影像图为底图做的用地分析示意图）。

图2 **市某项目规划咨询示意图

3.2在规划设计中的应用

以往由于一个地区缺乏现在和过去土地利用的最新地图以及缺乏处理大量资料的分析方法，**市城市规划工作中用地现状图是通过大量的人工方法进行调查，误差较大，使土地利用规划受到严重影响。遥感技术以其快速、准确等优点在大中尺度的土地利用动态监测中具有明显的优势，利用遥感技术可以经常检测土地利用类型的变化，这对于研究土地利用现状，为资源规划、管理、保护和合理利用提供科学的依据将发挥着越来越重要的作用。同时，随着近年来获取和处理遥感数字图像的明显进步，遥感信息将成为城市规划基础地理信息的重要组成部分，采用影像图作为规划成果的背景图，通过遥感应用机构提供的技术支持与服务，可以实现空间信息的查询、分析和应用，从而大大增加规划设计的深度和广度。

**市规划管理部门以现有航空遥感资料与地形资料为基础，通过地面高程模型和正射影像图建立的城市景观规划设计系统能使规划模型与周边环境完全融合（如下图，某规划小区真实景观系统截图），该系统具有真实尺度，真实坐标，真实比例，gis、rs技术和虚

拟现实技术的结合，使规划设计成果的三维动态建模更加方便，设计成果更加形象和直观。它以视觉形式反映了设计者的思想，使以往只能借助传统沙盘的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率，使得规划项目在申报、审批、交流时，更易使目标受众产生强烈的参与兴趣，项目策划者的诉求更易位他人所认同。

图3 **市某规划小区系统截图

3.3 在规划成果展示中的作用

当前，城市规划领域在展示规划效果与设计方案时，主要通过实地踏勘结合建立规划／建筑模型、规划效果图、动画制作等方式进行。但这些方法都存在某些缺陷。例如，模型虽有很强的立体感

，但却很难从正常视点观察；规划效果图虽能表现正常视点，但其视觉效果只能是静止的、离散的，并且立体感不如模型；规划地区的动画制作虽然能够结合以上两者的优点，但其观察效果只能沿固定路线进行，而且价格昂贵。目前，**市利用遥感像片生成的数字高程模型和数字正射影像可快速生成城市景观现状数字地面模型，在数字地面模型上可以随意添加、删除、修改建筑、树木、路灯等地面上看见得地物模型，参观者可以在虚拟现实的环境中自由行走、任意观看，给参观者带来难以比拟的真实感和现场感，使他们获得最真实的视觉感受（见下图）

图4 **市博山城区规划效果展示截图

3.4在规划评审中的作用

目前，在**市规划管理部门正准备利用城市景观规划设计系统进行方案的评审，该系统是根据建筑物的实际三维地理坐标，构建真实的城市三维景观模型。以全数字摄影测量为基础的城市真实三维景观模型，能够充分利用现有遥感资料和地形资料，在较短时间内完成大面积地区的三维建模，通过贴房屋纹理和地表纹理，产生真实场景，与通常的计算机动画制作和仿真模拟不同，它是根据建筑物的实际三维地理坐标，构建真实的城市三维景观模型。在此模型中，建筑物之间的空间位置关系与实地完全对应，任意点的空间三维坐标可以量测，是真实三维景观的再现。同时还可以任意设定飞行、驾车、行走路线，对城市真实三维景观模型进行动态飞行和旋转漫游，从不同的高度和角度进行可视化分析，产生身临其境的景观效果。由于城市景观规划设计系统的性质特点，具有直观性、可视性、实用性等的特点，并且包含了地理信息，能为城市规划提供了较好的服务。随着城市建设的加快与发展；及时为政府决策和规划部门提供城市三维虚拟展示，就能提高决策和办公效率。如下图所示：在三维影像图上展示某高层建筑规划的效果。

图5 **市中心城区柳泉路某规划建筑与周围环境关系示意图

上图示直观地反映了城市局部规划与改造方案，与周围的建筑物、环境的相互关系。通过这个手段在规划审批阶段，让审批者在室内就可以身临其境地感受建成后的景观和建筑风格，而不需要去实地量测与勘察，这样就减少大量的野外工作。

4 高分辨率影像数据在**市的应用前景

4.1 地形图数据的采集与更新

4.2对城市规划建设进行实时监控

在城市化浪潮的席卷下，**市城市建成区面积越来越大，建设项目越来越多，不符合城市规划的违法建筑也变着花样“藏身”。 据了解，之前查处违法建筑大多通过执法人员巡视或群众举报发现，而通过遥感手段的监视，发现违法建筑将更为具体和精准。利用遥感影像资料查违建，不仅能为规划执法部门提供有效的技术支持，建立发现违建的另外一个渠道，完善违法建筑的“发现机制”，还可以对违建者形成“威慑机制”，让他们明白：天上的“空中警察”正在盯着他们呢！该技术可以节省人力物力、避免许多因人为因素所带来的徇私舞弊问题。城市规划部门的工作人员只需坐在办公室轻点鼠标，就可以找出哪些是违法建筑。

5 高分辨率遥感影像应用存在的问题

目前，无论采用航空摄影或者卫星拍摄很难保证中午最佳时段进行工作，使得摄影时太阳照射角较小，造成像片上大片阴影，现在**市建成区高层建筑越来越多，各种建筑设施向空中攀升，阴影区域大而难以避免，就给影像的镶嵌带来很大的困难。同时，由于摄影处理和扫描质量的影响，影像色彩不饱和，色差严重，也使得影像处理困难重重；在进行数字线划地图更新时，高层建筑的裙房、高层建筑阴影下以及直接遮住的建筑、河流、道路、被树木遮住的道路等地物的采集存在很大的困难；这一技术的费用也比较昂贵，**市近6000平方公里的地域每次租用卫星加上后期处理数据花费近300万元，每年的数据更新费和系统维护费耗资也比较巨大，使用的门槛还比较高。

6 结束语

高分辨率遥感数据在今后几年内将为**市城市规划、土地、环境、测绘、电力、电信、煤气等部门提供精确、直观、信息丰富、现势性强的基础地理数据，丰富规划、设计、管理的手段与方法，提高管理效率。同时为城市各种地理信息系统提供新型数字测绘产品，充分发挥地理信息系统的作用，为整个城市的建设、管理以及经济的发展作出贡献