人居环境规划中遥感小卫星的应用前景广阔

人居环境规划中遥感小卫星的应用前景广阔（精选4篇）

人居环境规划中遥感小卫星的应用前景广阔 第1篇

人居环境规划中遥感小卫星的应用前景广阔

随着生活水平的提升和生态环境意识的觉醒,公众对居住区域生态环境的要求也越来越高,人类居住区生态环境及其可持续发展已经成为全人类共同关注的热点问题.道萨迪亚斯认为现代城市所面临的一个主要问题就是它的功能、规模、结构、质地和密度都在连续地变化,变化是城市永恒不变的.特征.常规的以编制城市终极状态蓝图为目的的静态城市规划如果不朝人与环境动态和谐为特点的动态城市规划转变,那所谓的人居环境规划就只能停留在不断修补人与环境失衡漏洞的泥潭里.

作 者：简兴  作者单位：安徽科技学院 刊 名：资源与人居环境 英文刊名：RESOURLES INHABITANT AND ENVIVANMENT 年，卷(期)： “”(8) 分类号：X8 关键词： 

人居环境规划中遥感小卫星的应用前景广阔 第2篇

一、卫星遥感技术的发展

美国于1972年发射了世界上第一颗陆地卫星，从此以后，卫星遥感技术得到了广泛的应用。从实际应用的角度来看，陆地卫星由最初的研究宏观区域逐渐发展成为了研究复杂的城市区域;从技术的角度来看，陆地卫星最高能够达到1 m左右的空间分辨率，所使用的电磁波段也由最初的近红外波段可见光，逐渐发展成为了微波波段和热红外波段，并由最初的二维监测发展成为了三维监测。国内外有关研究已经介绍了城市规划中卫星遥感技术在基础数据调查方面的应用，例如，我国在城市规划建设过程中，通过卫星遥感技术监测城市变化和土地利用情况;泰国通过俄罗斯的卫星数据对曼谷的难民营分布情况及性能调查;法国通过陆地卫星TM数据对其南部城市的大气质量进行分析;英国通过GIS与卫星遥感技术相结合的方法，对布里斯托尔城市居民的居住密度进行了分析。城市规划中卫星遥感技术的使用通常可以总结为三个方面，即城市规划中的空间布局信息、城市规划实施情况检查以及变化情况监测。

二、城市规划中的空间布局信息

因为城市规划范围是城市宏观规划的直接反应，所以，其信息分析无需高空间分辨率的遥感图像，相反，若空间分辨率过高，则在提取轮廓界限时，就需要综合利用制图信息和方法。通常情况下，SPOT或TM图像较适用于城市规划范围分析，其主要原因在于，这类图形不仅能够对城市规划范围进行精确反映，而且因为成像过程涉及制图综合，因而廓界线更加容易提取。若要对城市与其它城镇或城市的关系进行分析，则仍然适用SPOT或TM图像。卫星遥感图像是否能够判读出城市的不同类型用地，一方面取决于其是否能够识别出与周围地物的界线，若图像的空间分辨大于地物的尺寸，同时，接近于背景的影像特征，则这一地物就能够和背景相互融合，因而无法判读出这一地物。如果卫星遥感图像能够反映出城市用地的轮廓界线，则需要根据有关信息对城市用地类型进行进一步确认。

从IKONOS、SPOT和TM三种不同空间分辨率的卫星遥感图像来看，TM图像主要适用于道路广场用地、新建居住用地、村镇建设用地、水域和绿地分析，而其它用地则不具有较高的精度。与TM图像虽无本质上的差异，但SPOT图像则具有较高的判读精度和详细程度。IKONOS图像与上述两类图像存在较大的差异，其图像本质上质量较高，能够在图像中集中反映不同类型城市用地的主要特点，但要求判读人员对于城市区域规划情况较为熟悉，从而准确判读出各种不同类型的城市用地分布情况。由其它卫星遥感数据来看，TM数据与中巴资源卫星数据判读结果一致性较高，而TM多光谱数据与IRS1C全色波段数据的图像融合判读结果则处于IKONOS与SPOT数据之间，通常用于判读道路图像分布，且能够大体反映出工业和住宅用地的分布。

三、卫星影像遥感技术在城市规划中的应用

1. 城市总体规划

城市规划通常包括总体设计、城市发展需求预测、城市现状调查、设计规划方案、评价规划方案、调整方案与反馈信息、实施规划方案等几个环节。在进行城市规划时，需要掌握城市道路交通量、流动人口出行、居民情况、土地利用现状、就学及就业岗位、社会经济及人口等几方面的信息。在城市总体规划的各个环节中，城市发展需求预测是最为重要的，能够对整个规划方案产生直接的影响。统计处理相关资料需要耗费大量的物力和人力，且各类信息均具有一定的时效性，这就需要利用到卫星遥感技术高效、快捷的技术特点，对各类信息进行及时准确的反应。

2. 城市土地动态检测

交通规划土地利用的一体化模式与传统的先用地再规划模式不同，能够大大简化交通调查这一程序，实现交通规划与土地利用规划的同步实施，并将城市土地利用情况视为重点，以此为基础进行交通需求与城市土地规划预测。ITLUP模型是现阶段较为常用的一种预测模型，该模型以Lowry为理论基础，对城市用地定额、用地布局、用地强度、用地规模、用地性质等几个方面进行分析。交通方式和交通结构直接受到城市用地定额指标的影响;用地布局与合理规划能够对城市交通压力进行有效调节;大小相同、性质相同的用地，若其容积率不同，则对交通生成所产生的影响也有一定的差异;土地规划能够对不同交通方式的比例和城市交通生成情况产生直接影响;性质不同的土地能够吸引或产生性质不同的交通[1]。

3. 城市道路工程规划

城市道路交通设施调查主要涉及停车容量、停车场位置、交叉口控制方式、交叉口坐标、交叉口形式、交叉口类型、交通管理方式、坡度、长度、机非分隔方式、路网结构信息等内容。利用卫星遥感技术，能够提供丰富的地物线性形状信息，通过滤波技术与影像纹理特征相结合，强调地物的边界特点，利用跟踪处理和边缘检测，最终获得地物线性特征矢量的描述图层。按照线性地物提取的自动化水平，将道路提取划分为半自动与全自动两种[2]。现阶段，半自动提取的应用范围更广、实用性更高，然而还需要进一步深入应用数学等领域的方法和知识、模式识别、人工智能、计算机视觉等技术，从而提高其自动化水平[3]。

4. 城市用地调查

通过卫星遥感调查数据，能够及时形成DEM，且具有三维立体性，能够与GPS技术和GIS技术联合应用，实现动拆迁量计算、工程量计算、坡向计算、公路坡度和选线的数字化，并形成三维地貌和地形结果，保证景观设计三维化。利用卫星遥感技术中影像的光谱特性，能够对线路沿线的工程地质情况进行解译分析，最终形成城市规划资料[4]。

四、应用实例分析

在城市规划与建设过程中，通常会发生越权批地、未批先用等土地建设项目违法现象，对于各个城市规划管理单位来说，应加大各种违法行为的监察力度，对已经发现的违法行为要进行及时的处理。对未经批准的建设项目进行监测，其首要目标在于对新建的建设用地进行监测，再对规划工程分布图实施叠置分析，从而形成一张建设用地违法分布图，以此为依据对违法建设工程进行查处。

通过卫星遥感技术对新的建设开发用地进行检查已有一定的经验，以上海市为例，上海市曾使用卫星遥感技术对该市的房屋开发情况进行全面检查，检查结果显示，卫星遥感技术能够检测出宽度超过10 m的房屋，且提取准确度能够超过80%。城市规划项目落实情况的检查项目包括：建设用地的内容、界限、位置，及规划项目的落实情况等，以及其实施效果是否和“两证一书”中的有关内容相符合等等。因为这一工作内容与具体项目分析相关，所以，在对卫星遥感图像进行分析时，需要对所有建筑物的形状进行显示，这就要求其空间分辨率要超过5 m，从现阶段的实际情况来看，仅有IKONOS卫星数据能够满足这一需要，现有的SPOT5全色图像分辨率在2.5 m左右，同样能够发挥出这方面的作用。

五、结语

城市规划过程涉及多方面的基础数据，因而需要耗费大量的时间和人力，而卫星遥感技术出现以后，为城市规划提供了一种全新的基础数据调查方法，且具有动态性、实时性及宏观性等优势。同时，卫星遥感技术也具有一定的缺陷，无法全面代替传统的地面调查。在实际应用过程中，要以具体调查内容为依据，对卫星遥感技术应用的可行性进行分析，从而确定合理的规划方案以最大化卫星遥感技术的应用价值。

摘要：卫星遥感技术是城市规划中的主要技术手段,主要检查项目包括规划审批项目落实情况、未经审批的建设工程、土地利用率和城市扩展等城市规划实施和变化情况,以及城市环境污染、建筑密度、城市内部用地结构、城镇体系和城市建成区范围等空间布局信息。本文在总结卫星遥感技术发展和城市空间布局情况的基础上,分析了卫星遥感技术在城市规划中的应用。

关键词：城市规划,卫星遥感技术,优势,应用

参考文献

[1]天津市规划和国土资源局.利用卫星遥感监测城市土地资源[J].国土资源信息化,2003(03).

[2]刘平.遥感技术在城市规划中的应用[J].山西建筑,2008(15).

[3]崔丽娜.利用卫星遥感技术辅助城乡规划督察成果应用研究[J].城市发展研究,2012(06).

卫星遥感数据在海洋渔业中的应用 第3篇

关键词：海洋渔业；卫星遥感数据；南极磷虾

中图分类号： S127文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0223-03

收稿日期：2013-10-10

基金项目：公益性行业（农业）科研专项（编号：201203018）；南北极环境综合考察与评估专项（编号：CHINARE 2012/2016-01-06）；南极海洋生物资源开发利用专项；国家“863”计划（编号：2012AA092304）。

作者简介：吴越（1987—），男，江苏泰兴人，硕士，研究实习员，从事渔业遥感的研究。E-mail：wu.yue1006@163.com。

通信作者：黄洪亮，研究员，从事捕捞技术与渔业工程的研究。E-mail：ecshhl@163.com。海洋是海洋生物生存和活动的场所，海洋环境与海洋生物的生存息息相关，每一个环境参数的变化，都会引起海洋生物的分布、洄游、移动、集群的变化[1]，很多学者通过研究海水温度、叶绿素a浓度及海冰等环境因子的变动，来掌握海洋经济鱼类及其他海产生物的分布、洄游、移动、集群的变化，为海洋渔业资源开发、评估及管理提供必要的科学资料[2-6]。因此，在海洋渔业的开发和管理中需要实时、同步、高效地掌握海洋环境要素的变化，而传统的实测海洋数据的方法无法满足该要求。卫星遥感技术能够实现对地表信息长时间、大范围、高精度的同步监测，因此在渔场分布、渔业环境监测等研究中得到了越来越多的应用，但是随着科技的发展，星载的卫星传感器越来越多，所获得的数据类型也变得繁多。在海洋渔业应用中，卫星遥感数据根据传感器波段类型一般可分为光学遥感数据和微波遥感数据，光学遥感数据主要有NOAA/AVHRR（advanced very high resolution radiometer）数据、中分辨率成像光谱仪（moderate-resolution imaging spectroradiometer，简称MODIS）数据、Landsat卫星数据（包括MSS、TM、ETM+）、SPOT数据等；微波遥感数据常有Envisat、Radarsat-1、Radarsat-2等卫星数据。在研究过程中科技工作者有了更多的选择，但同时还需要面对如何选择合适数据的难题。本研究根据文献资料，着重描述了常用于监测海洋环境要素的几种卫星遥感数据的基本信息，并分析其特性以及可以应用的对象，使得在今后的研究中能方便快捷地选择合理的数据源；同时讨论了卫星遥感在南极磷虾渔业中的应用前景，选择适合南极磷虾渔业环境监测的卫星遥感数据，为今后的南极磷虾渔业渔场分布及资源评估研究提供了基础。

1光学遥感数据资料

1.1NOAA/AVHRR数据

NOAA/AVHRR是NOAA系列卫星的主要探测仪器，它是一种五光谱通道的扫描辐射仪，星上探测器扫描角为 -55.4°～+55.4°，星下点分辨率为1.1 km，由于扫描角大，图像边缘部分变形较大，实际上最有用的部分在-15°～+15°范围内（15°处的地面分辨率为1.5 km），这个范围的成象周期为6 d[7]。

AVHRR遥感数据具有以下几个特点：第一，覆盖范围大，幅宽为2 800 km，能够完整地获取大尺度范围内瞬时同步的海洋环境信息；第二，时间周期短，加上多星系统，周期更短，可以实时对海洋环境进行动态监测，掌握其变化情况；第三，数据容量、处理量小。同时，AVHRR是国际共享资料，数据来源比较方便，国内可以实时接收。

AVHRR数据可以用来连续地观测大面积的海洋表面温度、叶绿素浓度等环境要素的分布以及变化情况。我国学者很早就开始利用AVHRR提取海洋表面温度、叶绿素浓度等信息，其中张松等利用AVHRR数据分析了1985年1月至2007年12月冬、夏2季渤海、黄海、东海表面温度年际变化特征[8]；商少凌等通过对1997—1998年夏汛期间AVHRR海洋表层水温的分析来推测台湾海峡中上层鱼类中心渔场的变动[9]；赵冬至等利用AVHRR数据的可见光和近红外波段进行归一化差值的方法和2个波段的比值与实测的数据建立相关关系，来获取近岸海域叶绿素浓度[10-14]。此外，AVHRR数据还可以应用到反演海表面悬浮泥沙浓度的研究中，李京利用AVHRR数据提取了杭州湾海域的悬浮泥沙含量[12]。

1.2MODIS数据

MODIS是搭载在Terra和Aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实测数据通过X波段向全世界直接广播，可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器。MODIS共有36个光谱波段，从0.4 μm（可见光）到14.4 μm（热红外）全光谱覆盖，具有250、500、1 000 m空间分辨率，每1～2 d观测1次地球表面。在轨道的夜间时段，只有热红外波段收集数据[13]。

MODIS数据具有以下几个特点。第一，覆盖范围大。幅宽为2 330 km，能够获取大尺度范围内瞬时同步的海洋环境数据。第二，空间分辨率大幅度提高。由NOAA的千米级提高到了MODIS的百米级。第三，周期短。Terra和Aqua卫星都是太阳同步极轨卫星，Terra在地方时上午过境，Aqua在地方时下午过境，1 d可以过境4次，具有快速实时的监测能力。第四，多波段数据。MODIS数据具有36个波段，多波段信息可以同时提供海洋水色、浮游植物等特征信息，增加了海洋复杂系统的观测和识别能力等。

MODIS数据的应用比较广泛，刘良明等研究了MODIS数据反演黄海以及东海海域表面温度的方法，建立了适合我国海域的MODIS海表面温度遥感反演模型[14]；沙慧敏等利用MODIS数据反演了东海表面温度、叶绿素a浓度时空分布特征，并分析了其年际变化[15]；钱莉等利用MODIS數据提取渤海的叶绿素a浓度，分析其时空变化特征[16]；王芳等基于MODIS数据和泥沙粒径二元特征参数建立反演模型，来获取渤海海洋表层悬浮泥沙浓度[17]；吴龙涛等利用MODIS数据的1B级数据对渤海海冰进行反演，提供海冰遥感图像和海冰密集度、冰厚度数值产品[18]；张辛等利用MODIS数据，以中山站附近海域为研究对象，提取了该地区海冰范围数据及其周围温度信息[19]。因此，MODIS遥感数据主要用于监测海表面温度、叶绿素浓度、悬浮泥沙、海冰等海洋环境要素。

1.3Landsat TM卫星数据

美国NASA的陆地卫星（Landsat）自1972年7月23日以来已发射7颗（第6颗发射失败）。Landsat在不同阶段装载的传感器不同，卫星数据分为MSS、TM、ETM+数据。目前在海洋环境监测中最常用的是TM数据，它是Landsat 4和Landsat 5携带的传感器专题制图仪（thematic mapper）所获取的多波段扫描影像，从1982年发射至今，工作状态良好，实现了连续地获取地球影像。TM数据包含7个波段，波段1～5和波段7的空间分辨率为30 m，波段6（热红外波段）的空间分辨率为120 m[20]。

TM数据的主要特点有以下几点。第一，空间分辨率高。空间分辨率比MODIS遥感数据更高，使得获取的海洋环境信息更精确。第二，周期较长。Landsat 4、Landsat 5卫星每16 d扫描同一地区，即16 d覆盖全球1次。第三，覆盖范围偏小。幅宽为185 km，可以用于小范围内环境监测。第四，时间序列长。从1982年至今，TM遥感数据保持着良好的工作状态，具有长时间监测同一地区的能力，同时还可以与MSS和ETM+遥感数据进行互补，能够更精确地获取监测信息。

TM数据较适合长期监测海岸带海域环境的变化。胡平香等利用1988—2003年之间不同时相的七景TM数据对江苏省辐射沙洲的中部进行了滩涂演变的监测[21]；郑小慎等利用TM数据建立了9种波段组合，并与实测数据建立了渤海湾海表面叶绿素a浓度反演模型，发现4波段和3波段组合建立的回归模型较适合渤海湾海表面叶绿素a浓度的反演[22]；邢飞等利用TM数据反演了江苏近岸海域四季大面悬浮泥沙浓度，并与现场调查的实测数据进行对比，结果表明，利用TM数据反演的悬浮泥沙浓度基本上可以正确反映该地区悬浮泥沙浓度的时空分布趋势[23]；国巧真等建立TM数据的海冰面积与MODIS和NOAA/AVHRR海冰面积之间的对应关系，用TM海冰面积来订正MODIS和NOAA/AVHRR海冰面积，以提高这2种高时间分辨率遥感资料对海冰面积的判别精度[24]。从上述研究可以看出，TM数据主要用于海岸带滩涂演变、岸线变化以及海岸带海域悬浮泥沙浓度、叶绿素浓度、海冰等海洋环境变化的监测。

2微波遥感数据资料

2.1合成孔径雷达

星载合成孔径雷达（synthetic aperture radar，简称SAR）因其全天候、全天时、高分辨率、穿透力强等优点，得到了广泛的应用。星载SAR系统的卫星有很多种，包括ERS-1、ERS-2、Radarsat-1、ASAR、Radarsat-2等。

相对于光学遥感来说，微波遥感具有很多独特的优点：同步性、快速观测性；全天时、全天候；微波辐射对地表具有一定的穿透能力；对某些地表物体具有特殊的波谱特征，例如冰在微波波段的比辐射率是0.99，但是水在微波波段的比辐射率为0.40，两者数值相差巨大，可以很清楚地看出，微波遥感能轻易地将两者分开[25]。

2.2Radarsat-2卫星数据

Radarsat-2是由加拿大航天局和麦克唐纳/德特威乐联合出资研制的星载合成孔径雷达系统，设计的最高分辨率可以达到3 m，于2007年12月14日成功发射升空。它具有高分辨率成像能力以及多种极化方式，能够根据指令进行左右视切换获取图像，缩短卫星的重访周期为24 d，增加了立体数据的获取能力，另外还具有强大的数据存储功能和高精度姿态测量及控制能力，成为了目前世界上最先进的商业合成孔径雷达卫星[26]。

Radarsat-2的SAR数据特点：第一，超精细分辨率。SAR图像的分辨率最高可达3 m，是目前在商业卫星中使用的最小分辨率。第二，全极化成像模式。多种极化模式提高了对地面区分识别和分类的能力，增加了SAR图像的应用范围。第三，成像选择能力。既可左视也可右视，缩短了卫星对探测区域重访的时间，同时可以拍摄其他高分辨率卫星拍摄不到的南极的一些区域。第四，几何准确度提高。由于其载有GPS的接收系统，提高了卫星系统定位的精度。第五，快速及时响应能力。

人居环境规划中遥感小卫星的应用前景广阔 第4篇

北斗卫星定位系统于上世纪90年代初开始研发, 迄今已成功发射二代导航卫星16颗。2012年, 北斗导航服务范围成功覆盖中国及东南亚地区。2013年, 中国提出北斗卫星导航系统全球覆盖的发展目标, 把东盟纳入北斗现阶段重要的服务对象名单。经权威测评表明, 北斗卫星系统在低纬度东盟地区的精度与性能, 全面优于美国GPS等全球3大卫星系统, 而东盟国家对卫星导航与位置服务的需求十分广阔。

目前, 北斗卫星定位系统在泰国、缅甸、老挝等东盟国家已有应用。在本届中国——东盟博览会上, 中泰两国签署了合作条约, 未来三年在泰国境内建立220个地基增强站。届时, 北斗在泰国的定位精度可达厘米级。泰国政府对北斗系统的定位精度和速度感到十分满意, 并认为两国在北斗方面的合作是科技转让和共同开发的关系, 这有助于该系统的进一步发展和应用。根据计划, 2020年之前中方将协助东盟十国建立1000多个北斗地基增强站。届时, 中国和东盟将共享同一套卫星定位系统, 这对双方打击跨国犯罪、促进经贸交流具有重大的推动作用。

除建设地基增强站外, 中国和东盟在北斗卫星定位系统的技术合作上也取得了进展。9月11日, 中国卫星导航定位协会 (中位协) 与新加坡经济发展局签署了《建立卫星导航位置服务卓越创新合作协议》, 将在新加坡成立“卓越创新中心”。该中心将以北斗时空信息服务体系为中心, 围绕导航应用技术, 重点解决关键共性技术难题, 实现重大技术集成和行业应用示范。同时, 立足新加坡国情和实际需求, 构造开放式的产业体系结构, 打造强大时空信息服务平台, 促进新加坡经济和社会发展。

近期, 由中国科技部国家遥感中心主办、武汉大学卫星导航定位技术研究中心协助举办的“2014年北斗技术与应用国际培训班”成功落下帷幕。此次培训班为期20天, 柬埔寨、老挝、马来西亚、泰国和文莱等东盟国家都派出了学员参加。

可见, 东盟国家对于北斗卫星定位系统有着浓厚的兴趣, 东南亚的卫星定位和导航市场发展前景广阔。中国北斗在东盟大有可为。