1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遙感技術(shù)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用 -講座報(bào)告摘要：隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，遙感數(shù)據(jù)具有信息豐富，準(zhǔn)確，現(xiàn)勢性強(qiáng)的突出特點(diǎn)，使之能為數(shù)字城市建設(shè)中一種重要的工具。通過聽取幾位遙感方面院士的講座，進(jìn)一步了解了遙感的特點(diǎn)以及在建設(shè)數(shù)字化城市方面應(yīng)用，并總結(jié)了一些應(yīng)用實(shí)例。關(guān)鍵字：遙感，數(shù)字化城市，遙感數(shù)據(jù)1 遙感的定義遙感通常是指通過某種傳感器裝置，在不與研究對象直接接觸的情況下，獲得其特征信息并對這些信息進(jìn)行提取、加工、表達(dá)和應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù)。作為一個(gè)術(shù)語，遙感出現(xiàn)于1962年，而遙感技術(shù)在世界范圍內(nèi)迅速的發(fā)展和廣泛的使用，是在1972年美國第一顆地球資源技術(shù)衛(wèi)

2、星（LANDSAT-1）成功發(fā)射并獲取了大量的衛(wèi)星圖像之后。近年來，隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)與之緊密結(jié)合，發(fā)展更加迅猛。遙感技術(shù)的基礎(chǔ)是通過觀測電磁波，從而判讀和分析地表的目標(biāo)以及現(xiàn)象，其中利用了地物的電磁波特性，即“一切物體，由于其種類及環(huán)境條件不同，因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性”，所以遙感也可以說是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測電磁波，識別物體以及物體存在環(huán)境條件的技術(shù)。在遙感技術(shù)中，接收從目標(biāo)反射或輻射電磁波的裝置叫做遙感器（Remote Sensor），而搭載這些遙感器的移動(dòng)體叫做遙感平臺（Platform），包括飛機(jī)、人造衛(wèi)星等，甚至地面觀測車

3、也屬于遙感平臺。通常稱用機(jī)載平臺的為航空遙感（Aerial Remote Sensing），而用星載平臺的稱為航天遙感。2 遙感技術(shù)特點(diǎn) 2.1可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料遙感用航攝飛機(jī)飛行高度10km左右，陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達(dá)910km左右，從而可及時(shí)獲取大范圍的信息。例如，一張陸地衛(wèi)星圖像，其覆蓋面積可達(dá)3萬多平方千米。這種展示宏觀景象的圖像，對地球資源和環(huán)境分析極為重要。2.2獲取信息的速度快、周期短由于衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能及時(shí)獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料，以便更新原有資料，或根據(jù)新舊資料變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，這是人工實(shí)地測量和航空攝影測量無法比擬的。例如陸地衛(wèi)星4.5每16天可覆蓋

4、地球一遍，NoAA氣象衛(wèi)星每天能收到兩次圖像。Meteosat每30min獲得同一地區(qū)的圖像。2.3獲取信息受條件限制少在地球上有很多地方的自然條件極為惡劣，人類難以到達(dá)，如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術(shù)，特別是航天遙感可方便及時(shí)地獲取各種寶貴資料。2.4獲取信息的手段多，信息量大根據(jù)不同的任務(wù)，遙感技術(shù)可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。如可采用可見光探測物體，也可采用紫外線、紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內(nèi)部信息。如地面深層、水的下層、冰層下的水體、沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候地工作。3 數(shù)字化城市的概念“ 數(shù)字城市

5、” 是從“數(shù)字地球” 這一概念演化而來的， 它是城市信息化的戰(zhàn)略目標(biāo)和城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。建設(shè)“數(shù)字城市”， 既是城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢， 也是加快城市現(xiàn)代化建設(shè)、增強(qiáng)城市綜合競爭力的內(nèi)在要求和必然選擇。構(gòu)建“數(shù)字城市”， 將會(huì)改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式， 豐富人們的物質(zhì)文化生活， 從而達(dá)到服務(wù)人、發(fā)展人和保障人的目的1?！皵?shù)字城市” 是以信息技術(shù)為支撐、以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、以信息服務(wù)為中心的一系列數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)的一種城市發(fā)展模式。從技術(shù)角度來講， 數(shù)字城市是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)， 以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運(yùn)用3S 技術(shù)（遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)）、

6、遙測、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等， 對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的技術(shù)系統(tǒng)?！皵?shù)字城市” 是信息科學(xué)、空間科學(xué)等現(xiàn)代高新技術(shù)與地球科學(xué)交融的前沿， 一些關(guān)鍵技術(shù)對實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市” 起著至關(guān)重要的作用。全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System， GPS） 為城市空間地理信息的定位與測量提供先進(jìn)手段； 遙感（Remote Sensing， RS） 技術(shù)是“數(shù)字城市” 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與更新的重要手段； 地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System， GIS） 通過采集、組織和處理在城市規(guī)劃、

7、設(shè)與管理中加以應(yīng)用； 海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)是對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、高效地存取、運(yùn)算和傳輸?shù)募夹g(shù)， 它是實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市” 的重要基礎(chǔ)； 數(shù)據(jù)倉庫是“數(shù)字城市” 整合信息資源的重要載體，也是“數(shù)字城市” 實(shí)現(xiàn)信息共享的基礎(chǔ)平臺； 數(shù)據(jù)挖掘是“數(shù)字城市” 中各類信息系統(tǒng)向人們提供決策支持服務(wù)的有力工具； 數(shù)據(jù)融合是“數(shù)字城市”整合信息資源、實(shí)現(xiàn)信息共享的重要技術(shù)手段； 虛擬現(xiàn)實(shí)是對“數(shù)字城市” 進(jìn)行可視化虛擬表達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)手段； 互操作是“數(shù)字城市” 實(shí)現(xiàn)信息共享和系統(tǒng)集成的重要技術(shù)途徑； 超鏈接是人們對“數(shù)字城市” 進(jìn)行信息瀏覽的重要技術(shù)支撐。4 遙感技術(shù)在數(shù)字化城市中的應(yīng)用和實(shí)例遙感技術(shù)作為一種在不直

8、接接觸的情況下， 對目標(biāo)物或自然現(xiàn)象遠(yuǎn)距離感知的一門探測技術(shù)， 既可以快速、準(zhǔn)確地獲取城市發(fā)展、建設(shè)的有關(guān)信息， 也可以全面、高效、實(shí)時(shí)地了解城市的發(fā)展變化。正是由于這種有別于以往任何常規(guī)方法的優(yōu)勢， 遙感技術(shù)已被越來越廣泛地運(yùn)用到城市建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域中3。遙感作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一， 在“數(shù)字城市”建設(shè)中具有巨大的作用。1） 城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的獲取。城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括數(shù)字地圖、正射影像圖、數(shù)字線劃圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字專題圖和各種專用地理信息數(shù)據(jù)等。數(shù)字城市建設(shè)需要大量的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)， 利用遙感技術(shù)可制作不同種類、各種比例尺的專題圖或影像圖， 以滿足不同使用者的需求， 加快城市數(shù)字化的進(jìn)程。2

9、） 城市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。目前， 城市用地類型可分為居住用地、公共設(shè)施用地、工業(yè)用地、倉庫用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政公用設(shè)施用地、綠地、特殊用地、水域和其他用地10 大類。在實(shí)際工作中， 我們可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求， 進(jìn)行相應(yīng)類型的遙感調(diào)查， 獲取相應(yīng)的遙感資料， 利用變化檢測技術(shù)， 既可繪制出土地利用現(xiàn)狀圖和演變圖， 也可自動(dòng)測算出該區(qū)域內(nèi)用地面積和分布、變化情況。城市規(guī)劃者可根據(jù)資料， 判斷城市布局是否合理、綠地是否足夠等， 為城市制訂相應(yīng)的規(guī)劃和管理方案。3） 城市環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)。環(huán)境問題是城市的主要問題之一。數(shù)字城市建設(shè)的目的就是讓人們及時(shí)掌握城市的環(huán)境狀況。環(huán)境質(zhì)量是

10、指城市各環(huán)境要素本身及其組合受到污染影響的程度。隨著環(huán)境遙感的興起， 使得遙感技術(shù)在這方面發(fā)揮了很大的作用。目前， 城市環(huán)境質(zhì)量調(diào)查的主要內(nèi)容是固體廢棄物污染、大氣污染、熱污染和水污染。一是固體廢棄物調(diào)查。由于固體廢棄物自身的物理化學(xué)分解作用， 其溫度一般比周圍地面的溫度高，所以在航空熱紅外圖像上表現(xiàn)出明顯的色調(diào)特征，從而可以利用遙感圖像對固體廢棄物進(jìn)行有效地調(diào)查。二是大氣污染調(diào)查。根據(jù)遙感影像特征， 可對各種污染源的分布、污染物的擴(kuò)散途徑進(jìn)行調(diào)查。例如， 通過遙感影像可以直接統(tǒng)計(jì)出市區(qū)所有鍋爐的分布、數(shù)量和道路上汽車的數(shù)量， 并求出其與煙塵、廢氣排放量之間的相關(guān)系數(shù)。還可考慮城市氣象、地形、

11、風(fēng)速、風(fēng)向、綠化等多方面因素， 結(jié)合實(shí)地觀測數(shù)據(jù)， 對城市大氣污染程度進(jìn)行測定。三是熱污染調(diào)查。城市熱污染主要包括由于臭氧層被破壞致使“溫室效應(yīng)” 和表現(xiàn)為城市市區(qū)溫度高于郊區(qū)的“熱島效應(yīng)”。通過影像判讀分析， 可以查明城市熱源、熱場位置和范圍， 并對城市熱島的分布規(guī)律、形態(tài)特征等進(jìn)行研究。從而達(dá)到對城市熱環(huán)境進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃和管理目的。四是水污染調(diào)查。由于溶解或懸浮于水中的污染物成分、濃度不同， 使水體的顏色、密度、透明度和溫度產(chǎn)生差異， 導(dǎo)致水體反射率發(fā)生變化， 因而在遙感圖像上表現(xiàn)出色調(diào)、灰階、紋理特征等方面的差別。因此， 城市管理者可根據(jù)這些遙感信息， 判斷出水體污染的分布、類型及程

12、度， 從而調(diào)整城市的不合理布局， 整治和關(guān)閉污染超標(biāo)企業(yè)。4） 城市化進(jìn)程及人口的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。在定性、定量、定位地調(diào)查了城市各種土地利用現(xiàn)狀后， 可迅速而準(zhǔn)確地獲得城市的總建筑密度、住宅房屋密度等城市用地特征參數(shù)。通過對比遙感衛(wèi)星提供同一地區(qū)不同時(shí)相的影像數(shù)據(jù)， 可以從宏觀上把握城市動(dòng)態(tài)、發(fā)展趨勢。而城市居住建筑密度與人口分布密度往往有著某種必然的聯(lián)系， 也可以將住房密度作為變量用于人口普查、人口統(tǒng)計(jì)學(xué)等方面的研究， 從而為國家人口普查提供一個(gè)方便、快捷、精確的輔助手段。4 結(jié)束語隨著全球城市化的加速， “數(shù)字城市” 的建設(shè)步伐必將逐步加快， 顯然人們已經(jīng)意識到遙感技術(shù)在城市現(xiàn)代化和管理科學(xué)化中有著不可比擬的優(yōu)勢， 將會(huì)在“數(shù)字城市” 的建設(shè)中發(fā)揮巨大的潛力， 在這方面， 遙感設(shè)備性能的不斷提高也有賴于遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷進(jìn)步。隨著“數(shù)字城市”的推進(jìn)， 遙感技術(shù)必將成為政府部門不可或缺的強(qiáng)有力的技術(shù)手段。作為一名正在學(xué)習(xí)遙感技術(shù)的研究生，應(yīng)該要時(shí)刻關(guān)注遙感技術(shù)的發(fā)展，站在最前沿的角度，學(xué)習(xí)最新的遙感技術(shù)和遙感應(yīng)用，不斷儲(chǔ)備自己的知識量，為以后能將遙感技術(shù)作用于社會(huì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，希望自己能夠不斷努力，早日達(dá)成目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：1 江綿康.“數(shù)字城市” 的理論與實(shí)踐D.上海:華東師范大學(xué),2006.2 魯欣宇,郝成元.數(shù)字城市中的遙感技術(shù)J.太原科技,