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浅谈遥感技术在城市信息化建设中的应用

时间:2022-12-09 09:00:09 来源:网友投稿

摘 要:目前,我国的城市信息化进程正处在由数字城市向智慧城市过渡的重要时期,大数据、物联网、云计算、移动互联等现代信息技术逐渐成为城市信息化建设中的新亮点。在这样的大背景下,遥感作为一种能够快速获取大量数据的技术手段,得到了越来越广泛的应用。本文介绍了遥感技术的特点及其在城市信息化建设中的应用。

关键词:遥感;数字城市;城市信息化

城市信息化是指城市的基础地理、基础设施和基础功能的全部数字化、网络化、智能化和可视化的全部过程,其以计算机网络为基础,采用现代高科技信息技术对城市各类信息资源进行开发管理和利用。

20世纪70年代以来,随着国际遥感技术的飞速发展,我国开始了现代遥感技术的研究,并在遥感平台研究、传感器研制、遥感数据解译等方面都有了长足的进步。在城市信息化过程中,遥感技术与全球卫星导航系统(GNSS)、地理信息系统(GIS)、网络通讯技术等紧密结合,为“数字城市”、“智慧城市”的建设奠定了坚实的基础。

1 遥感技术简介

遥感是在不接触被探测目标的情况下,利用传感器获取目标数据,并通过对数据进行分析,获取被探测目标、区域和现象的有用信息。广义的遥感是在不直接接触的情况下,对被测目标物或自然现象进行远距离感知的一种探测技术;狭义的遥感是指在高空和外层空间的各种平台上,应用各种传感器(摄影仪、扫描仪和雷达等)获取地表信息,通过数据的传输和处理,从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质及其环境的相互关系的一门现代化应用技术科学。

2 遥感技术的特点

2.1 可快速获取大范围的数据资料

遥感技术手段尤其是航天遥感,可以快速获取大范围的地表数据。美国2001年发射的Quickbird卫星,其影像分辨率达到了0.61米,其覆盖宽度为16.5千米。较大的拍摄覆盖宽度为数据资料的快速获取提供了保障。与传统测量手段相比,遥感技术可以极大缩短大面积数据的采集和获取时间。

2.2 获取数据的限制条件较少

在获取地表数据的过程中,遥感技术手段仅受气象条件、空气能见度等因素影响。较之传统的测量手段,遥感技术手段不受交通、地形、通视、控制点等因素的影响,极大提高了数据获取的效率。

2.3 获取数据的内容丰富,信息量大

遥感技术手段获取数据的丰富程度取决于遥感平台上面搭载的传感器。以中巴地球资源卫星(CBERS)为例,其搭载了3种传感器,分别是CCD相机、红外多光谱扫描仪、宽视场相机,可同时收集红、绿、蓝、近红外、热红外及全色谱段的11类数据,具有信息量大的特点,可为国土、农业、林业、灾害监测、矿产勘探等工作提供数据支持。

2.4 获取数据的成本相对低廉

遥感影像数据的获取和采购的价格要低于传统测量的价格。分辨率为6米的SPOT 6彩色影像单片的价格大概为每平方公里20元,分辨率为0.61米的Quickbird彩色影像的价格大概为每平方公里300元,而传统测量(如地形测量)的价格则要在每平方公里数千元甚至数万元。相对低廉的价格使得遥感技术手段更容易得到使用和推广。

2.5 数据解译对操作人员的知识、经验等要求较高

随着传感器及平台技术的发展,遥感影像的空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率都不断提高。遥感技术手段为人们提供了更为直观和及时的地表形态及其变化情况的数据,同时海量的遥感数据如何快速完成解译、不同数据源的遥感数据如何实现共用、遥感数据和其他数据如何实现信息的充分挖掘、如何实现众多数据的化繁为简,并提取有用的信息就成了摆在人们面前的重要问题。因此,遥感技术的发展、遥感数据质量的提高就要求数据处理、解译人员具有较高的专业水平。

3 遥感技术在城市信息化建设中的应用

3.1 作为地理底图的一种表现形式

遥感影像数据可以比较直观、生动地反映地表形态,这一特点使其成为城市地理底图的一种表现形式。例如,GoogleEarth中就使用了遥感影像数据和数字高程模型数据的叠合,生动地反映了地表的起伏及地表地类覆盖情况。此外,在百度地图、高德地图以及各地数字城市公共平台上,遥感影像数据都是一种比较重要且较为实用的一种地理地图表现形式。

3.2 作为矢量数据采集的一种辅助数据

随着遥感技术的发展,遥感影像数据正成为城市各种数据采集的一种辅助数据,例如,第一次地理国情普查工作就选用了高分辨率的遥感影像作为基础参考数据,其地表覆盖图层及国情要素图层均在遥感影像上进行调查、解译和绘制。

3.3 作为地表变化监测的重要手段

遥感技术手段能够快速地获取大范围地理数据,这一特点使的遥感影像逐渐成为土地调查监测、土地详查的重要依据。例如,国土部门每年进行的土地利用变更调查工作,都是在对不同年份遥感影像进行对比分析的基础上进行的。

4 遥感技术在城市信息化建设应用中有待加强的方面

4.1 高分辨率遥感影像的更新频率较低

高分辨率遥感影像,尤其是分辨率在0.5米以下的遥感影像,由于其更新成本相对较高(大约每平方公里2000元左右),在使用过程中往往存在更新频率较低的情况。这使得在城市发展变化较快的区域,容易出现影像陈旧的现象,遥感影像现势行和准确性的不足则会导致整个信息系统可用性的降低。

4.2 遥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,遥感影像主要作为一种直观、生动的地理底图进行展示,而对于多光谱、高光谱甚至超光谱的遥感影像在城市内部信息深度挖掘工作上做还不够,例如,通过遥感技术手段进行城市三维测量、城市结构要素(如道路、绿地等)的提取、城市土地利用/土地覆盖遥感测量等等,这在一定程度上限制了遥感技术在城市信息化工作中应用。

4.3 遥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,遥感影像的获取周期短,成本低,更新较快,与之配套的矢量数据更新往往存在滞后的现象,不能很好地满足城市信息化工作的要求。要解决这一问题,就需要城市信息化建设的工作人员充分利用遥感技术中的一些先进模型、先进方法,实现城市信息地快速提取甚至自动提取,提高数据整体的现势性和准确性,减少不同数据源之间的矛盾,提高整个系统的可用性。

遥感技术在城市信息化建设中的应用正在向广度和深度上发展,同时,遥感技术通过和全球卫星导航系统、地理信息系统以及移动互联技术的结合,也将使其在城市信息化建设中应用的广度和深度发生一个质的飞跃。

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