應(yīng)用RS、GIS等技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)管理

應(yīng)用RS、GIS等技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)管理一、前言改革開放20余年來，我國的國民經(jīng)濟(jì)得到了持續(xù)快速的增長，城市建設(shè)也因之而取得了令人矚目的巨大成就，城市在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的載體作用和主導(dǎo)地位日益增強(qiáng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國有663個(gè)城市，城市建成區(qū)面積為21380平方公里，城市規(guī)劃區(qū)面積110000平方公里。城市建成區(qū)總面積雖僅占國土面積的0.2%，而其GDP總量卻占全國的65%以上。城市建設(shè)的速度日益加快，也給城市規(guī)劃與管理工作帶來了諸多問題：利益驅(qū)動(dòng)和管理不善產(chǎn)生大量的違法建設(shè)，違反規(guī)定大規(guī)模圈地占地、城鄉(xiāng)結(jié)合部建設(shè)混亂、毀壞文物大拆大建、無視規(guī)劃擅自批建等等，不僅在公眾中造成了不良影響，也嚴(yán)重地影響著城市的可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)上述問題，城市規(guī)劃行政主管部門也不斷加大了監(jiān)管力度，并取得了一定成效，但并沒有從根本上解決問題。造成這種局面的原因是多方面的，既有主觀上追求“政績”的因素，又有客觀上城鄉(xiāng)規(guī)劃法制不夠完善的因素，也有工作人員自身素質(zhì)的因素，另外，缺乏有效的公眾監(jiān)督、和行政監(jiān)督及配套的政策法規(guī)也是重要的原因。從城市的可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，采用遙感和GIS技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)快速監(jiān)測(cè)和核查城市中違反城市規(guī)劃的建設(shè)行為，維護(hù)城市規(guī)劃法規(guī)的嚴(yán)肅性，是當(dāng)前我國城市規(guī)劃、建設(shè)、管理領(lǐng)域的一件迫在眉睫的大事，具有重要的意義。二、應(yīng)用RS和GIS技術(shù)實(shí)施城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)和管理的有利條件城市規(guī)劃建設(shè)信息具有如下特點(diǎn)：（1）空間性：據(jù)估計(jì)，80%以上的城市規(guī)劃建設(shè)信息都與空間位置有關(guān)；（2）復(fù)雜性：城市規(guī)劃建設(shè)信息背景復(fù)雜，任務(wù)繁多，涉及面極為廣泛；（3）分析性：城市規(guī)劃建設(shè)信息的處理需要進(jìn)行大量的分析性工作，不僅需要定性和靜態(tài)的分析，而且需要定量、定位和動(dòng)態(tài)的綜合分析和評(píng)價(jià)；（4）時(shí)效性：城市規(guī)劃建設(shè)信息量通常是海量的，需要高效、迅速和準(zhǔn)確的處理，特別是經(jīng)常需要進(jìn)行實(shí)時(shí)處理；（5）多源性：城市規(guī)劃建設(shè)信息來源多，要求包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等不同源數(shù)據(jù)的復(fù)合；（6）直觀性：城市規(guī)劃建設(shè)信息分析處理的結(jié)果應(yīng)具有較高的可視化程度。多年以來，城市水源危機(jī)、大氣污染、垃圾處理等環(huán)境問題的治理以及建設(shè)規(guī)劃和土地管理等決策的需要，無一不在刺激和推進(jìn)著利用遙感和GIS技術(shù)來分析城市化的歷史、現(xiàn)狀和未來的應(yīng)用進(jìn)程。一些城市如北京、上海、天津、重慶、廣州、太原、杭州、大連等大城市進(jìn)行了一輪或多輪的城市遙感的綜合調(diào)查（主要是以航空遙感為主，獲取傳統(tǒng)意義上的大比例尺制圖數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)規(guī)劃要素），為城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供基礎(chǔ)圖件和數(shù)據(jù)，并嘗試進(jìn)行以地理信息系統(tǒng)為依托的綜合遙感圖像及其它社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等城市規(guī)劃、管理技術(shù)體系的建立。而其它更多的城市，航空遙感資料僅是用于城市基礎(chǔ)測(cè)繪資料的獲取與更新和完善，未能更全面地利用城市遙感所提供的豐富信息。1999年開始，國土資源部將土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)列入新一輪國土資源大調(diào)查“一項(xiàng)計(jì)劃、五項(xiàng)工程”中，對(duì)全國66個(gè)人口50萬以上的城市進(jìn)行土地利用變化監(jiān)測(cè)，其成果直接應(yīng)用于國土資源調(diào)查、耕地保護(hù)、規(guī)劃和土地執(zhí)法檢查、土地利用管理及檢查各地統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠性，該項(xiàng)目的實(shí)施和持續(xù)，是對(duì)我國遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的一大貢獻(xiàn)，同時(shí)也極大地促進(jìn)和推動(dòng)了各地遙感調(diào)查和遙感應(yīng)用的開展，特別是為在發(fā)展變化快的大中城市中開展城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)調(diào)查及變化監(jiān)測(cè)提供了有益的借鑒。最近幾年，高分辨衛(wèi)星遙感技術(shù)有了長足的發(fā)展。1米和0.61米分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)作，為利用遙感信息進(jìn)行定量分析提供了可能。城市化信息浪潮的涌現(xiàn)和“數(shù)字城市”概念的形成，從國家到地方已形成推進(jìn)城市信息化發(fā)展的強(qiáng)大合力，“數(shù)字城市”、“數(shù)碼港”、“信息港”、“數(shù)字社區(qū)/智能小區(qū)”等概念已寫入一些城市新世紀(jì)發(fā)展綱要。而城市數(shù)字化信息化建設(shè)的重要內(nèi)容是信息及其管理。GIS技術(shù)十分適合城市規(guī)劃建設(shè)信息的管理和使用。利用GIS數(shù)據(jù)采集功能，可以提高城市規(guī)劃建設(shè)信息獲取的效率，方便地將多種數(shù)據(jù)源、多種類型的城市規(guī)劃建設(shè)信息輸入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中；利用GIS的信息查詢功能，可以迅速提供用戶所需的各種城市規(guī)劃建設(shè)信息（包括空間信息、屬性信息、統(tǒng)計(jì)信息等），且查詢方式可以是多種多樣的，如表達(dá)式方式、圖形方式、坐標(biāo)方式、拓?fù)浞绞降?；利用GIS的數(shù)據(jù)庫管理功能，可自動(dòng)管理海量的城市規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行城市規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、操作、維護(hù)等工作；利用GIS的統(tǒng)計(jì)制圖功能，可將大量抽象的城市規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)變成直觀的城市建設(shè)專題地圖或統(tǒng)計(jì)地圖，形象的展示出各種城市建設(shè)專題內(nèi)容、城市建設(shè)數(shù)據(jù)空間分布與數(shù)量統(tǒng)計(jì)規(guī)律；利用GIS的專業(yè)模型應(yīng)用功能，可進(jìn)行城市規(guī)劃建設(shè)預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、規(guī)劃、模擬和決策；利用GIS輸出功能，可支持多媒體演示及基于多種介質(zhì)的城市規(guī)劃建設(shè)信息輸出，還可用可視化方法生成各種風(fēng)格的菜單、對(duì)話框等?？傊珿IS的確是對(duì)具有明顯空間特征的城市規(guī)劃建設(shè)信息進(jìn)行高效的分析、利用和管理的有效工具，城市建設(shè)信息獲取與處理是最適合、也是最需要應(yīng)用GIS的領(lǐng)域之一。目前，我國眾多城市的規(guī)劃和建設(shè)管理部門已經(jīng)建立了大量不同形式和規(guī)模的城市地理信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在城市規(guī)劃建設(shè)管理實(shí)踐中發(fā)揮了重大作用，顯示了GIS技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)和潛力。綜上所述，我國正處于城市化快速發(fā)展階段，面臨許多亟待解決的問題，迫切需要包括遙感和GIS在內(nèi)的信息技術(shù)的有力支持。RS、GIS技術(shù)在我國城市建設(shè)及相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅積累了大量寶貴的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，也為應(yīng)用RS、GIS技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)創(chuàng)造了有利的條件。實(shí)施城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)管理工作的基本思路，是以城市規(guī)劃為監(jiān)測(cè)對(duì)象，基于RS技術(shù)、GIS技術(shù)、MIS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)，快速獲取與處理城市現(xiàn)狀空間信息，采用RS、地形、總規(guī)、分規(guī)數(shù)據(jù)比對(duì)和專家判讀的方法，實(shí)現(xiàn)大范圍、可視化、短周期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)效果，為政府宏觀決策和依法行政提供科學(xué)依據(jù)。這種監(jiān)測(cè)是長期的和制度化的，具有定量和客觀借助各種途徑獲得大量的城市規(guī)劃和風(fēng)景區(qū)違法違章事件的舉報(bào)信息，直接在衛(wèi)星影像圖上定向查找相關(guān)事件的建設(shè)活用地變化情況。3.3.3核查1）行政審核識(shí)別出的差異結(jié)果，首先由行政主管部門依據(jù)國家有關(guān)法規(guī)、規(guī)章、專業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及掌握的實(shí)際情況，對(duì)數(shù)據(jù)技術(shù)處理機(jī)構(gòu)提交的差異結(jié)果進(jìn)行初審。通過初審，將明顯不屬于違法違章、違規(guī)情節(jié)較輕、非監(jiān)測(cè)重點(diǎn)、法律界限模糊等差異變化進(jìn)行剔除，已達(dá)到明確監(jiān)測(cè)目標(biāo)，減少核查工作量，提高監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量的目的。2）實(shí)地核查實(shí)地核查是保障監(jiān)測(cè)質(zhì)量和效果的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)行政審核明確的監(jiān)測(cè)目標(biāo)，由地方機(jī)構(gòu)在確保真實(shí)性和質(zhì)量的前提下進(jìn)行實(shí)地核查。核查結(jié)果上報(bào)規(guī)劃行政主管部門進(jìn)行復(fù)審與處理。由于我國城市規(guī)劃和風(fēng)景區(qū)規(guī)劃法規(guī)體系和執(zhí)法監(jiān)督方面存在缺陷，依靠衛(wèi)星遙感、總體規(guī)劃和控制性規(guī)劃資料只能發(fā)現(xiàn)問題和差異，但是沒有可靠的技術(shù)手段確定每個(gè)具體差異圖斑的性質(zhì)。因此，依靠城市相應(yīng)部門進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果的實(shí)地核查，就成為監(jiān)測(cè)工作能否產(chǎn)生實(shí)效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.3.4結(jié)果公布核查結(jié)果上報(bào)規(guī)劃行政主管部門后，由規(guī)劃行政主管部門進(jìn)行核查結(jié)果復(fù)審，并依法進(jìn)行處理。復(fù)審及行政處理結(jié)果通過一定的媒介向社會(huì)公布，達(dá)到懲戒與教育的目的，維護(hù)城市法規(guī)的嚴(yán)肅性。四、監(jiān)測(cè)實(shí)踐中需要注意的問題4.1地形和規(guī)劃數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性地形與規(guī)劃數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性與差異圖斑的性質(zhì)判別有非常直接的聯(lián)系。實(shí)踐中，一些城市提供的地形數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性很差，與現(xiàn)狀差距較大，這就產(chǎn)生了兩個(gè)問題，其一，使差異圖斑的獲取量大幅度增加；其二，獲取的差異圖斑大部分經(jīng)核查不存在違法違規(guī)建設(shè)的問題。因此，在收集地形和規(guī)劃數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)盡可能收集最新的數(shù)據(jù)。4.2影像處理精度對(duì)差異圖斑分析的影響衛(wèi)星影像處理是為了使其與被監(jiān)測(cè)區(qū)域的地形、規(guī)劃數(shù)據(jù)在投影方式、尺度以及精度方面相一致，為差異圖斑的識(shí)別、獲取以及定量分析等提供基礎(chǔ)。由于影像處理所依托的地形數(shù)據(jù)的比例尺和精度、處理方式等影響，造成處理后的影像數(shù)據(jù)存在精度問題，這必然會(huì)對(duì)差異圖斑的識(shí)別、獲取以及定量分析產(chǎn)生不良的影響。必須采用合適的基礎(chǔ)資料和處理方法，努力提高衛(wèi)星影像的處理精度。4.3實(shí)地核查信息的可靠性實(shí)地核查是監(jiān)測(cè)工作能否產(chǎn)生實(shí)效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，實(shí)地核查信息的可靠性至關(guān)重要。事實(shí)上，保證核查信息可靠性的最好方式是監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)獨(dú)立實(shí)施核查，但是，實(shí)際上這樣會(huì)遇到兩個(gè)方面的問題，一個(gè)是經(jīng)濟(jì)方面的問題，另一個(gè)是詳細(xì)規(guī)劃信息的支持問題。監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)收集到的規(guī)劃資料往往不包括詳細(xì)規(guī)劃資料，更不包括規(guī)劃調(diào)整后的資料，所以如果沒有地方規(guī)劃部門的配合，很難保證實(shí)地核查信息的可靠性。4.4衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性問題衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性是指確定了被監(jiān)測(cè)區(qū)域之后能否在指定的時(shí)間內(nèi)獲取所需衛(wèi)星數(shù)據(jù)，如果在可能的監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)得不到數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)任務(wù)就無法完成。用于監(jiān)測(cè)的高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)都是來自于國外的衛(wèi)星，影響衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效的因素很多，如衛(wèi)星過境時(shí)被監(jiān)測(cè)地區(qū)的天氣、云量、空氣能見度等，甚至還有與衛(wèi)星所屬國任務(wù)是否沖突的問題。我國北方城市在冬天采暖期往往難以獲取數(shù)據(jù)，南方城市在雨季、夏季等時(shí)間段內(nèi)也難以獲取數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)綜合考慮季節(jié)、天氣、衛(wèi)星傳感器種類等多種因素，適時(shí)安排衛(wèi)星數(shù)據(jù)的獲取，以保證其時(shí)效性。五、結(jié)語實(shí)際監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)證明，應(yīng)用RS、GIS等技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)管理，在技術(shù)上是完全可行的，監(jiān)測(cè)效果非常顯著，產(chǎn)生的社會(huì)效益也是相當(dāng)巨大的。通過實(shí)踐，摸清了實(shí)施的難點(diǎn)和重點(diǎn)，積累了影像處理、差異圖斑識(shí)別、核查組織等方面的技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為在更大范圍的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了有利的條件。毫無疑問，監(jiān)測(cè)所采用的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分辨率越高，差異圖斑識(shí)別、獲取和分析的準(zhǔn)確性、可靠性就越高，而高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取的經(jīng)濟(jì)代價(jià)是比較大的，只有通過更大范圍的應(yīng)用才能顯著改善其性能價(jià)格比，使之能被監(jiān)測(cè)主管部門所接受。應(yīng)該注意到，高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)由PAN數(shù)據(jù)和多個(gè)波段的多光譜數(shù)據(jù)