遙感技術在生態園林城市評估中的應用
——以某市建成區為例

（合肥市測繪設計研究院，安徽 合肥 230001）

傳統的城市綠地植被分布信息的獲取采用人工實地調查法。人工實地調查法存在主觀性強、效率低、更新頻率低等問題，不便于綜合分析和評價。

隨著城市建設的快速發展，受制于傳統綠地調查和以此為基礎的城市規劃建設，我國城市在實際綠地規劃建設中暴露出越來越多的問題，如城市熱島效應、空氣污染、居住條件不合理等，這破壞了城市規劃建設的初衷，影響了整個城市的景觀形象。筆者依托可靠的技術手段提取準確的城市綠地數據，進而分析得到城市建成區內的綠地面積等指標數據，為生態園林城市的規劃建設提供重要數據參考和評估建議[1?3]。

遙感技術的快速發展，使得快速、準確獲取城市綠地信息成為可能。結合高分辨率的遙感影像，通過影像解譯和實地驗證，可對影像進行準確分類，獲取矢量化的結果數據，實現城市綠地信息的快速提取[4]。該方法具有快捷、準確、實時等優點。

筆者采用高分辨率遙感技術，通過對獲取的遙感影像進行預處理、解析、分類及數據自動化統計，解決了傳統調查方法的效率低、誤差大等問題，實現了城市園林綠地指標的快速、準確獲取，為生態園林城市的評估提供了重要的參考，也為園林城市的規劃建設提供了必要的數據支撐。

1 生態園林城市評估數據源

按照國家生態園林城市申報的要求，此次遙感測試的范圍為某地區的建成區。應用遙感信息提取技術分析統計園林綠化相關指標，依據的基礎資料主要有該地區2017 年8 月成像空間分辨率為0.5 m 的WorldView真彩色衛星遙感影像、建成區1∶1 萬地形圖數據、城市規劃專題圖件等。

2 遙感影像處理關鍵步驟

2.1 影像正射校正

在獲取遙感影像的過程中，因透視投影、攝影軸傾斜、大氣折光、地球曲率及地形起伏等因素影響，導致原始影像中部分像素存在不同程度的幾何變形和失真，因此需要對影像進行校正。目前可采用共線方程模型、基于仿射變換的嚴格幾何模型或改進型多項式模型進行校正。無論采用哪種模型，都需一定量的地面控制點，要求采集的地面控制點應為衛星影像中相應位置處明顯的地物特征點，總體上分布均勻，影像的邊緣和角點不丟漏。

2.2 多光譜影像融合

遙感影像的獲取受制于大氣窗口等諸多因素，一般獲取的遙感影像都是特定波段范圍內的灰度影像，而非直觀看到的彩色影像。但多光譜的影像融合可以獲取與現實接近的假彩色或真彩色影像。在處理實際影像融合的過程中，只需將經過正射校正的多光譜數據中紅、綠、藍3 個波段按照一定的排列順序疊加融合即可獲取假彩色的影像。利用影像融合功能將表現真彩色的多光譜數據與全色數據融合，得到高分辨率真彩色遙感影像，為影像解譯提供基礎數據。

2.3 影像鑲嵌及裁剪

影像的鑲嵌過程是將多于兩景的影像進行無縫拼接，形成一幅完整的目標區域的過程。在鑲嵌過程中，任意兩景影像間有一定的重疊區域，以解決兩景影像間的鑲嵌線問題，得到視覺上完整的影像。

影像鑲嵌拼接獲得的結果比實際需要目標區域大，為了與實際應用相匹配，一般需要對鑲嵌后的影像進行裁切，如依據圖幅裁剪等。

3 園林城市評估中的遙感影像處理及方法

3.1 專題信息解譯

對處理后的遙感影像，通過ArcGIS 進行矢量化，結合實際要求將不同功能類別的綠化（公共綠地、臨時綠地、行道樹等）的矢量多邊形分別以不同顏色表示，或者放在不同的圖層內。矢量化的結果數據是園林綠化各項指標統計的基礎。

3.2 外業校核

遙感技術改變了傳統綠地數據采集的繁瑣流程，極大地減少了野外工作量，提高了調查效率，但這并不意味著脫離了實地調查，內業矢量化的結果仍依賴于實地外業校核和補充。

3.3 專題信息屬性錄入

依據外業現場踏勘復核及補充的結果，對矢量化結果中的各類綠地進行數據分類處理，同時輸入綠地的屬性。

3.4 專題信息統計

依據遙感影像解譯和實地踏勘的結果，對內業數據進行糾正和補充后，加上專題信息的有效分類和確認，城市綠地信息的各項基本要素已基本明確，需要對照園林城市的各項綠地指標進行計算，以評估該地區的實際綠化水平。

4 園林綠化遙感測試技術與方法

參照建設部城建司《國家園林城市遙感調查與測試要求》，利用遙感技術，對原始衛星影像，通過影像正射校正、融合、勻光、鑲嵌、裁剪等預處理工作后，將其作為信息提取影像底圖，綜合參考地形圖、城市規劃專題圖件等，提取建成區內園林綠化圖斑，再按照《城市綠地分類標準》（CJJ/T 85?2002），對圖斑進行分類統計并入庫，依據《國家園林城市系列標準》（建城〔2016〕235 號）進行相關指標測試和計算。其中，影像正射校正時控制點需均勻分布，結合1∶1 000 DEM 數據，校正后影像精度滿足如表1 所示。

表1 影像正射校正精度表

影像融合處理使用分辨率高的全色波段影像與低分辨率的多波段影像（含紅、綠、藍和近紅外波段）進行，采用Pansharp 方法，突出植被信息。

5 生態園林城市評估中的關鍵指標及測算

5.1 各類綠地指標計算

根據住房和城鄉建設部2016 年10 月最新發布的《國家園林城市系列標準》（建城〔2016〕235 號）的評價標準和相關綠地指標測試計算方法，該市建成區范圍內國家生態園林城市新10 項綠地建設指標計算具體如下：

（1）建成區綠化覆蓋率。根據遙感調查測試，該市建成區范圍內的綠化覆蓋面積為A km2，建成區面積為B km2，建成區內的綠化覆蓋率具體計算如下：

（2）建成區綠地率。該市建成區范圍內的綠地面積為A km2，建成區面積為B km2，建成區內的綠地率為：

（3）人均公園綠地面積。該市建成區范圍內的公園綠地面積為C hm2，建成區內城區常住人口為D 萬人，建成區范圍內的人均公園綠地面積為：

（4）公園綠地服務半徑覆蓋率。公園綠地服務半徑覆蓋率為公園綠地服務半徑覆蓋的居住用地面積與居住用地面積的比值。根據評價標準要求，面積在5 000 m2以上的公園綠地，按照500 m 的服務半徑計算覆蓋居住用地的百分比（%）；2 000（含）～5 000 m2的公園綠地按照300 m 的服務半徑計算覆蓋居住用地的百分比（%）；對面積在1 000 m2以上的歷史文化街區按照300 m 的服務半徑計算。該地區建成區公園綠地服務半徑覆蓋的居住用地面積為C hm2，居住用地總面積為D hm2，建成區公園綠地服務半徑覆蓋率為：

（5）建成區綠化覆蓋面積中喬、灌木所占比率。經遙感測試并結合實地調查，測算得出該地區建成區范圍內的喬、灌木垂直投影面積為S1 hm2，建成區內所有植被的垂直投影面積為S2 hm2，建成區綠化覆蓋面積喬、灌木所占比率為：

（6）城市各城區綠地率最低值。該地區建成區已為行政區劃最小單元，因此各城區綠地率最低。

（7）城市道路綠地達標率。根據遙感測試與實地調查，通過計算統計，該地區建成區城市道路總長度為T1 km，綠地達標的道路總長度為T2 km，因此建成區內的道路綠化達標率為：

（8）城市防護綠地實施率。該市建成區范圍內規劃防護綠地中已建成防護綠地面積為M1 hm2，而綠地系統規劃中防護綠地規劃總面積為M2 hm2，因此城市防護綠地的實施率為：

（9）城市各城區人均公園綠地面積最低值。該市建成區已為行政區劃最小單元，城區公園綠地面積為N1 hm2，建成區范圍內常住人口為N2 萬人，因此城市各城區人均公園綠地面積最低值為：

5.2 建成區綠地指標統計匯總

根據高分辨率遙感影像，結合已收集的資料，已測試的指標統計如表2 所示。

從表2 可知，達標項為建成區綠化覆蓋面積中喬、灌木所占比率、城市各城區綠地率最低值、城市道路綠地達標率；未達標項為建成區綠化覆蓋率、建成區綠地率、人均公園綠地面積、公園綠地服務半徑覆蓋率、城市防護綠地實施率、城市各城區人均公園綠地面積最低值，其中建成區綠地率、公園綠地服務半徑覆蓋率、城市各城區人均公園綠地面積最低值這3 項指標是生態園林城市申報的否決項。

表2 該市建成區綠地指標匯總表

6 結語

通過分析得知，該地區現狀綠地指標與生態園林城市申報的標準仍存在一定的差距，其中建成區綠化覆蓋面積中喬、灌木所占比率、城市各地區綠地率最低值、城市道路綠地達標率已超標或接近達標，后期建設時較容易滿足相關要求，但是綠地率、公園綠地服務半徑覆蓋率、城市各城區人均公園綠地面積3 個否決項的指標差距值相對較大，亟需在全區內增加綠地面積總量以及擴大公園綠地面積。

結合該市建成區綠地現狀的分析，筆者提出以下2 點建議：

（1）增加綠地總量。合理規劃，調整完善城區西北和東北區域綠地缺少的現狀，提高城區的整體綠地覆蓋率。

（2）增加公園綠地總量。城市西北老城區范圍缺少必要的公園設施，直接影響著整個城市的人均綠地面積和綠地服務半徑覆蓋率。建議重點規劃，在實現園林城市建設目標的同時，切實實現整個城市公園服務的均衡發展。