汪波 龔威平 孫越 劉樹軍（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城鄉(xiāng)規(guī)劃管理中心，北京 100835）

1 引言

“十一五”期間，伴隨著我國經(jīng)濟的高速增長，城市化進程的不斷加速，城市規(guī)模、建設(shè)的快速發(fā)展，各城市的面貌日新月異。在此期間，發(fā)生在城市中的新建、改建和遷建工程項目數(shù)量快速增加，土地盲目性和無計劃性利用問題日益突出，侵占綠地、毀壞文物等違法、違規(guī)行為時有發(fā)生，嚴重影響了城市的健康發(fā)展，因此需要及時對其進行監(jiān)測和監(jiān)督管理[1]。以遙感技術(shù)為重要支撐手段的城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測工作，逐漸被各級城鄉(xiāng)規(guī)劃行政管理部門所重視，為遙感技術(shù)在我國城鄉(xiāng)規(guī)劃管理領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了新的發(fā)展方向[2]。城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測是利用“3S”技術(shù)，即遙感（RS）技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS），客觀、真實、高效地反映城市的建設(shè)活動及用地變化情況，以城市總體規(guī)劃為依據(jù)，監(jiān)督其是否符合城市總體規(guī)劃要求的工作。

2 中高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用類型

在城鄉(xiāng)規(guī)劃、城市建設(shè)領(lǐng)域，對城市規(guī)模、發(fā)展方向、建筑面積、建筑密度、容積率等反映城市建設(shè)指標的精度要求越來越高，因此，對衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的需求也在不斷提高。目前，我國城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測工作可使用的中高分辨率遙感衛(wèi)星主要包括：斯波特-5（SPOT-5）、資源-2、“先進陸地觀測衛(wèi)星”（ALOS）、中巴地球資源衛(wèi)星-02B（CBERS-02B）、地球資源觀測系統(tǒng)-B（EROS-B）、“艾科諾斯”（IKONOS）、“快鳥”（QuickBird）、“世界觀測”（World-View）和地球之眼-1（GeoEye-1）等，見圖1。

圖1 城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測中使用的中高分辨率遙感衛(wèi)星Fig.1 Remote sensing satellites of middle and high resolution used in dynamic monitoring of urban-rural planning

不同類型、不同分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，在具體的處理方法上有一定的差異，但基本原則都是基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有的全色和多光譜波段的特性，結(jié)合不同的波段組合方式，融合出分辨率較高、色彩信息豐富的衛(wèi)星遙感影像圖[3]。圖2為幾顆國外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合后的影像產(chǎn)品。

圖2 幾顆國外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合后的影像產(chǎn)品Fig.2 Products by data fusion of several satellites

3 城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測技術(shù)原理與工作流程

3.1 技術(shù)原理

城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測的技術(shù)原理是：將配準、糾正、融合的前、后兩期衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)疊加對比，提取出反映城市建設(shè)活動的變化圖斑[4]，使用地理信息系統(tǒng)技術(shù)對變化圖斑的面積、范圍等進行定量統(tǒng)計，對變化圖斑的用地屬性信息等進行定性分析及存儲管理，與城市總體規(guī)劃數(shù)據(jù)進行疊加，將變化圖斑的準確位置定位在城市總體規(guī)劃圖上，從而對變化圖斑的用地面積、用地性質(zhì)等變化是否符合城市總體規(guī)劃進行判定。城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測工作的原理見圖3。

圖3 城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測工作原理示意圖Fig.3 Schematic diagram of dynamic monitoring of urban-rural planning

3.2 工作流程

城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測的工作流程可分為四部分（見圖4）。第一部分，基礎(chǔ)資料的收集與準備。此階段工作重點是根據(jù)城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測任務(wù)要求，選擇符合時間要求、分辨率要求的遙感數(shù)據(jù)。同時，為保證遙感數(shù)據(jù)幾何校正的精度，要求地形圖比例尺不小于1∶10 000。第二部分，遙感數(shù)據(jù)處理。此階段工作包括遙感數(shù)據(jù)的幾何校正、融合；城鄉(xiāng)規(guī)劃資料的數(shù)字化；基于城市地形圖，配準、疊加遙感數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃資料。其重點是遙感數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃資料的配準疊加。第三部分，變化圖斑提取、用地屬性信息分析與管理。第四部分，違法、違規(guī)建設(shè)行為判別、查處。

圖4 城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測工作流程示意圖Fig.4 Flow diagram of dynamic monitoring of urban-rural planning

4 監(jiān)測任務(wù)

城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測工作，主要以《中華人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃法》對城市總體規(guī)劃強制性內(nèi)容的定義為重要依據(jù)。概括分為：城市規(guī)劃區(qū)范圍、規(guī)劃期限內(nèi)城市建設(shè)用地的發(fā)展規(guī)模，以及根據(jù)建設(shè)用地評價確定的土地使用限制性規(guī)定；城市各類綠地的具體布局與保護；自然與歷史文化遺產(chǎn)保護；城市基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施用地布局與保護；城市水源保護區(qū)和水系等生態(tài)敏感區(qū)的布局與保護等[5]。

5 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用成果

5.1 城市用地規(guī)模的監(jiān)測

2009-2010年，通過對我國36個城市建設(shè)用地面積的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)各監(jiān)測城市在上一年度城市建設(shè)用地面積的基礎(chǔ)上均有一定幅度的增長。36個城市的城市建設(shè)用地面積達到了11 069.5km2，較上一年度增長了196.81km2，平均增長5.47km2。增長方式主要表現(xiàn)為以下3種。

1）均勻增長

基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)量測，某市城市建設(shè)用地面積2009年11月為331.89km2，2010年11月為355.43km2，增長了23.54km2，增長率為7.09%。對比該市城市總體規(guī)劃圖（2000-2010年），城市建設(shè)用地的增長表現(xiàn)在城市的各個方向，呈現(xiàn)出均勻向外擴張的城市增長趨勢（見圖5（a））。

2）單一方向突出增長

基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)量測，某市城市建設(shè)用地面積2009年12月為81.65km2，2010年10月為85.25km2，增長了3.6km2，增長率為4.4%。對比該市城市總體規(guī)劃圖（2010-2020年），城市建設(shè)用地的增長突出表現(xiàn)在南部區(qū)域，呈現(xiàn)出向南部區(qū)域擴張的增長趨勢（見圖5（b））。

3）城市規(guī)劃建成區(qū)內(nèi)部增長

基于衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)量測，某市城市建設(shè)用地面積2009年12月為145.97km2，2010年11月為147.53km2，增長了1.56km2，增長率為1.07%。對比該市城市總體規(guī)劃圖（2006-2020年），城市建設(shè)用地增長基本在城市規(guī)劃建成區(qū)范圍的控制范圍內(nèi)，呈現(xiàn)出在內(nèi)部增長趨勢，因該市城市總體規(guī)劃確定的規(guī)劃建成區(qū)面積較大，城市擴張仍有較大的發(fā)展空間（見圖5（c））。

圖5 2009-2010年某些城市建設(shè)用地規(guī)模變化示意圖Fig.5 Diagram of land size changing in some cities from 2009to 2010

5.2 城市總體規(guī)劃強制性內(nèi)容的監(jiān)測情況

1）涉及城市綠線內(nèi)容的監(jiān)測情況

2009-2010年，對我國36個城市的動態(tài)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，涉及城市綠線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為3 045個，面積為10 802.69hm2，分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的16.17%和14.70%。圖6為2010年1-10月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市綠線內(nèi)容示意圖。

2）涉及城市藍線內(nèi)容的監(jiān)測情況

2009-2010年，對我國36個城市的動態(tài)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，涉及城市藍線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為117個，面積為580.58hm2，分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的0.62%和0.79%。圖7為2009年11月-2010年6月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市藍線內(nèi)容示意圖。

3）涉及城市黃線內(nèi)容的監(jiān)測情況

2009-2010年，對我國36個城市的動態(tài)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，涉及城市黃線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為256個，面積為916.66hm2，分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的1.36%和1.25%。圖8為2010年5-8月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市黃線內(nèi)容示意圖。

4）涉及城市紫線內(nèi)容的監(jiān)測情況

2009-2010年，對我國36個城市的動態(tài)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，涉及城市紫線內(nèi)容的變化圖斑數(shù)量為180個，面積為628.29hm2，分別占全部變化圖斑數(shù)量、面積的0.96%和0.86%。圖9為2010年3-7月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市紫線內(nèi)容示意圖。

圖6 2010年1-10月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市綠線內(nèi)容示意圖Fig.6 Diagram of a city dynamic monitoring involved green line from January to October 2010

圖7 2009年11月-2010年6月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市藍線內(nèi)容示意圖Fig.7 Diagram of a city dynamic monitoring involved blue line from November 2009to June 2010

圖8 2010年5-8月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市黃線內(nèi)容示意圖Fig.8 Diagram of a city dynamic monitoring involved yellow line from May to August 2010

圖9 2010年3-7月某市動態(tài)監(jiān)測涉及城市紫線內(nèi)容示意圖Fig.9 Diagram of a city dynamic monitoring involved purple line from March to July 2010

6 結(jié)束語

城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)督檢查貫穿于城鄉(xiāng)規(guī)劃制定和實施的全過程，是城鄉(xiāng)規(guī)劃管理工作的重要組成部分，也是保障城鄉(xiāng)規(guī)劃工作科學性與嚴肅性的重要手段。城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門可以通過對在建項目的跟蹤管理、巡察或調(diào)查、受理舉報等方式，同時結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，掌握城鄉(xiāng)規(guī)劃的實施情況。利用中高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對城鄉(xiāng)規(guī)劃實施動態(tài)監(jiān)測，從宏觀到微觀，從歷史到現(xiàn)狀，從定量到定性地獲取城市發(fā)展演變的信息，充分發(fā)揮遙感影像數(shù)據(jù)快速、客觀、全面的特性，及時將違法、違規(guī)的建設(shè)活動處理在事前、事中狀態(tài)，在減少相關(guān)經(jīng)濟損失程度和降低處罰實施難度等方面發(fā)揮重大的作用。當然，中高分辨率遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用還需解決很多問題，如何更好地利用遙感技術(shù)輔助城鄉(xiāng)規(guī)劃督察工作，在體制、程序上建立完善約束制度，還有待進一步研究。同時，隨著我國“天繪”（TH）衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的進一步開放使用，相信國產(chǎn)的航空、航天遙感數(shù)據(jù)能在我國城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

（References）

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