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遥感技术在城市研究方面的应用综述东 Ξ李城市是遥感技术的重要应用领域之一 。城市遥感是以城市为对象 、获取城市基础数据 、开展城市研究与应用的先进手段 。它具有视野广阔 、不受地物阻隔 、快速准确 、形象直观等特点 ,获取的信息 ,宏观 特征突出 ,整体性好 ,可比性强 ,还具有多维的特点 ,因此便于对城市进行全方位的分析研究 。我国城市遥感的开端是在 1980 年 ,即从天津 —渤海湾环境遥感试验开始的 。〔1〕试验结果表明 ,遥感 是获取城市生态环境 、城市建设与管理所需信息的先进技术手段 ,为城市的环境保护 、环境规划 、环境质 量评价 、城市规划等提供了科学依据 。鉴于城市是个多元 、多介质 、多层次的动态体系 ,要开展全面的综合性的城市研究 ,最好实施多种类 的遥感监测 ,进行多途径 、多方法的研究 ,开展多部门 、多学科的分析应用 。一 、城市空间结构研究城市空间结构是否合理 ,影响到城市职能能否得以正常发挥 ,城市管理信息的通畅与否以及城市人 口分布的合理性 。城市空间结构设计的方面较多 ,要想做到评价结果科学 、准确 ,并非一件容易的事情 。 城市是个多因素 、多变量的动态系统 ,直接或间接反映城市空间结构特征的因素 、因子为数众多 ,目前又 没有一个统一的量纲来直接量度 ,在评价过程中列出的相关因素数量的多少 ,直接影响到判断工作结果 的客观性 。因而做好城市空间结构的研究工作困难较大 。中科院遥感所所作的“地震前后唐山城市空间结构研究”为解决这一问题提供了较好的思路 。该研 究室在传统方法的基础上结合遥感技术进行的 ,凭藉城市规划 、环境保护等资料 、数据以及多种类和多 时相遥感图像提供的城市形态 、动态 、生态等信息 ,对唐山格局的科学性 、功能的合理性 、城市设施的完 整性 、环境建设的综合性进行了剖析 ,并应用模糊数学方法 ,尝试性的对城市工业布局和生活居住适宜 度进行了定量的分析评价 。他们以对城市工业布局适宜度的评价和生活居住适宜度评价为主要评价内 容 ,选择易于从城市资料中获取 、易于从地图和航空像片上直接量度的因子 、因素参与评价 、采用不同的 权重 ,构造模糊评价矩阵 ,通过多层次的符合运算 ,最终确定评价单元所属等级 。〔2〕二 、城市景观地物波谱的研究城市地物波谱特征研究是一项有意义的基础应用研究 。城市地物的遥感信息比较丰富 ,几乎覆盖 了整个电磁波谱 ,研究城市地物的波谱特征 ,分析它们的差异 ,对于遥感图像的分析判读 、计算机自动分 类 、多波段遥感最佳波段的选择有重要意义 。11 植被在近红外波段 ,阔叶林 (柳树 、泡桐 、合欢) 反射率高于针叶林 (杉 、松) ,在彩红外像片上 ,阔叶林呈红 色 ,而针叶林呈红褐色 。农作物在不同生长期反射率不同 ,尤其是在近红外波段 。根据不同作物各个物 候期的平均反射率 ,如 TM 波段 ,可以判断该种作物相应的生长期 。〔3〕21 水体水体的反射率不仅受水体本身的影响 ,更多的是受水中悬浮物质的类型和数量的控制 。如被有机 物 (主要是叶绿素) 污染的绿色水体在绿波段出现相对高的反射率 。水中的含沙量对反射率影响也比较 明显 ,一般含沙量高反射率也相应增高 。因而水体的反射率是水色 、水中悬浮粒子及水底地形等反射 、 散射的函数 。〔4〕31 道路收稿日期 :2000 —01 —18Ξ第 2 期李东 :遥感技术在城市研究方面的应用综述·71 ·城市道路因所用建筑材料不同 ,可分为水泥路 、沥青路 、土路等 ,其曲线形状大体相似 ,014 —016 微米缓慢上升 ,016 微米之后转向平缓变化 ,水泥路呈灰白色 ,反射率最高 ,依次为土路 、沥青路 。41 建筑物灰白色的石棉瓦反射率最高 。沥青砂石房顶由于表面铺着土黄色砂石 ,其反射率高于灰色的水泥 平顶 。塑料顶棚呈绿色 ,因而在波谱曲线的绿波段有一反射峰 。金属屋顶由于污染 ,遭受侵蚀呈灰色 , 反射率低且平坦 。〔3〕三 、遥感技术在城市规划中的应用城市规划是城市建设与发展 、管理的基本依据 ,它的主要任务是协调城市的自然与社会属性 ,根据 城市的具体情况 ,结合国民经济长远规划和区域规划 ,制定城市的性质 、发展方向和规模以及整体布局 、各项建设发展的原则要求 。 当前城市规划人员所面临的最棘手问题是缺乏城市规划和有效管理所需要的基础数据 。用常规的手段获取与分析 ,耗时费力 ,效率很低 。遥感技术有可能为当前和今后的城市规划提供比以前还要多的 多的信息 。国外一些国家已经将遥感技术引进城市规划的编制过程中 ,既提高了资料获取与分析的效 率 ,又深化了分析研究 。80 年代初期以来 ,国内几十个大中城市相继开展了城市遥感综合调查研究工 作 ,其成果也得到了广泛应用 ,对现代城市