淺談遙感技術(shù)在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用

摘 要：目前，我國的城市信息化進(jìn)程正處在由數(shù)字城市向智慧城市過渡的重要時(shí)期，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)逐漸成為城市信息化建設(shè)中的新亮點(diǎn)。在這樣的大背景下，遙感作為一種能夠快速獲取大量數(shù)據(jù)的技術(shù)手段，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文介紹了遙感技術(shù)的特點(diǎn)及其在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：遙感；數(shù)字城市；城市信息化

城市信息化是指城市的基礎(chǔ)地理、基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)功能的全部數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的全部過程，其以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代高科技信息技術(shù)對(duì)城市各類信息資源進(jìn)行開發(fā)管理和利用。

20世紀(jì)70年代以來，隨著國際遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，我國開始了現(xiàn)代遙感技術(shù)的研究，并在遙感平臺(tái)研究、傳感器研制、遙感數(shù)據(jù)解譯等方面都有了長足的進(jìn)步。在城市信息化過程中，遙感技術(shù)與全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等緊密結(jié)合，為“數(shù)字城市”、“智慧城市”的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 遙感技術(shù)簡(jiǎn)介

遙感是在不接觸被探測(cè)目標(biāo)的情況下，利用傳感器獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)，并通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取被探測(cè)目標(biāo)、區(qū)域和現(xiàn)象的有用信息。廣義的遙感是在不直接接觸的情況下，對(duì)被測(cè)目標(biāo)物或自然現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知的一種探測(cè)技術(shù)；狹義的遙感是指在高空和外層空間的各種平臺(tái)上，應(yīng)用各種傳感器（攝影儀、掃描儀和雷達(dá)等）獲取地表信息，通過數(shù)據(jù)的傳輸和處理，從而實(shí)現(xiàn)研究地面物體形狀、大小、位置、性質(zhì)及其環(huán)境的相互關(guān)系的一門現(xiàn)代化應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。

2 遙感技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可快速獲取大范圍的數(shù)據(jù)資料

遙感技術(shù)手段尤其是航天遙感，可以快速獲取大范圍的地表數(shù)據(jù)。美國2001年發(fā)射的Quickbird衛(wèi)星，其影像分辨率達(dá)到了0.61米，其覆蓋寬度為16.5千米。較大的拍攝覆蓋寬度為數(shù)據(jù)資料的快速獲取提供了保障。與傳統(tǒng)測(cè)量手段相比，遙感技術(shù)可以極大縮短大面積數(shù)據(jù)的采集和獲取時(shí)間。

2.2 獲取數(shù)據(jù)的限制條件較少

在獲取地表數(shù)據(jù)的過程中，遙感技術(shù)手段僅受氣象條件、空氣能見度等因素影響。較之傳統(tǒng)的測(cè)量手段，遙感技術(shù)手段不受交通、地形、通視、控制點(diǎn)等因素的影響，極大提高了數(shù)據(jù)獲取的效率。

2.3 獲取數(shù)據(jù)的內(nèi)容豐富，信息量大

遙感技術(shù)手段獲取數(shù)據(jù)的豐富程度取決于遙感平臺(tái)上面搭載的傳感器。以中巴地球資源衛(wèi)星（CBERS）為例，其搭載了3種傳感器，分別是CCD相機(jī)、紅外多光譜掃描儀、寬視場(chǎng)相機(jī)，可同時(shí)收集紅、綠、藍(lán)、近紅外、熱紅外及全色譜段的11類數(shù)據(jù)，具有信息量大的特點(diǎn)，可為國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)勘探等工作提供數(shù)據(jù)支持。

2.4 獲取數(shù)據(jù)的成本相對(duì)低廉

遙感影像數(shù)據(jù)的獲取和采購的價(jià)格要低于傳統(tǒng)測(cè)量的價(jià)格。分辨率為6米的SPOT 6彩色影像單片的價(jià)格大概為每平方公里20元，分辨率為0.61米的Quickbird彩色影像的價(jià)格大概為每平方公里300元，而傳統(tǒng)測(cè)量（如地形測(cè)量）的價(jià)格則要在每平方公里數(shù)千元甚至數(shù)萬元。相對(duì)低廉的價(jià)格使得遙感技術(shù)手段更容易得到使用和推廣。

2.5 數(shù)據(jù)解譯對(duì)操作人員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等要求較高

隨著傳感器及平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展，遙感影像的空間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率、時(shí)間分辨率都不斷提高。遙感技術(shù)手段為人們提供了更為直觀和及時(shí)的地表形態(tài)及其變化情況的數(shù)據(jù)，同時(shí)海量的遙感數(shù)據(jù)如何快速完成解譯、不同數(shù)據(jù)源的遙感數(shù)據(jù)如何實(shí)現(xiàn)共用、遙感數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)如何實(shí)現(xiàn)信息的充分挖掘、如何實(shí)現(xiàn)眾多數(shù)據(jù)的化繁為簡(jiǎn)，并提取有用的信息就成了擺在人們面前的重要問題。因此，遙感技術(shù)的發(fā)展、遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高就要求數(shù)據(jù)處理、解譯人員具有較高的專業(yè)水平。

3 遙感技術(shù)在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 作為地理底圖的一種表現(xiàn)形式

遙感影像數(shù)據(jù)可以比較直觀、生動(dòng)地反映地表形態(tài)，這一特點(diǎn)使其成為城市地理底圖的一種表現(xiàn)形式。例如，GoogleEarth中就使用了遙感影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的疊合，生動(dòng)地反映了地表的起伏及地表地類覆蓋情況。此外，在百度地圖、高德地圖以及各地?cái)?shù)字城市公共平臺(tái)上，遙感影像數(shù)據(jù)都是一種比較重要且較為實(shí)用的一種地理地圖表現(xiàn)形式。

3.2 作為矢量數(shù)據(jù)采集的一種輔助數(shù)據(jù)

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感影像數(shù)據(jù)正成為城市各種數(shù)據(jù)采集的一種輔助數(shù)據(jù)，例如，第一次地理國情普查工作就選用了高分辨率的遙感影像作為基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)，其地表覆蓋圖層及國情要素圖層均在遙感影像上進(jìn)行調(diào)查、解譯和繪制。

3.3 作為地表變化監(jiān)測(cè)的重要手段

遙感技術(shù)手段能夠快速地獲取大范圍地理數(shù)據(jù)，這一特點(diǎn)使的遙感影像逐漸成為土地調(diào)查監(jiān)測(cè)、土地詳查的重要依據(jù)。例如，國土部門每年進(jìn)行的土地利用變更調(diào)查工作，都是在對(duì)不同年份遙感影像進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

4 遙感技術(shù)在城市信息化建設(shè)應(yīng)用中有待加強(qiáng)的方面

4.1 高分辨率遙感影像的更新頻率較低

高分辨率遙感影像，尤其是分辨率在0.5米以下的遙感影像，由于其更新成本相對(duì)較高（大約每平方公里2000元左右），在使用過程中往往存在更新頻率較低的情況。這使得在城市發(fā)展變化較快的區(qū)域，容易出現(xiàn)影像陳舊的現(xiàn)象，遙感影像現(xiàn)勢(shì)行和準(zhǔn)確性的不足則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)信息系統(tǒng)可用性的降低。

4.2 遙感影像信息深度挖掘工作上存在不足

目前，在城市信息化工作中，遙感影像主要作為一種直觀、生動(dòng)的地理底圖進(jìn)行展示，而對(duì)于多光譜、高光譜甚至超光譜的遙感影像在城市內(nèi)部信息深度挖掘工作上做還不夠，例如，通過遙感技術(shù)手段進(jìn)行城市三維測(cè)量、城市結(jié)構(gòu)要素（如道路、綠地等）的提取、城市土地利用/土地覆蓋遙感測(cè)量等等，這在一定程度上限制了遙感技術(shù)在城市信息化工作中應(yīng)用。

4.3 遙感影像信息的快速提取工作上存在不足

在城市信息化工作中，遙感影像的獲取周期短，成本低，更新較快，與之配套的矢量數(shù)據(jù)更新往往存在滯后的現(xiàn)象，不能很好地滿足城市信息化工作的要求。要解決這一問題，就需要城市信息化建設(shè)的工作人員充分利用遙感技術(shù)中的一些先進(jìn)模型、先進(jìn)方法，實(shí)現(xiàn)城市信息地快速提取甚至自動(dòng)提取，提高數(shù)據(jù)整體的現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性，減少不同數(shù)據(jù)源之間的矛盾，提高整個(gè)系統(tǒng)的可用性。

遙感技術(shù)在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用正在向廣度和深度上發(fā)展，同時(shí)，遙感技術(shù)通過和全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的結(jié)合，也將使其在城市信息化建設(shè)中應(yīng)用的廣度和深度發(fā)生一個(gè)質(zhì)的飛躍。