3S技術(shù)在城市綠地建管中的應(yīng)用研究.pdf

1、城市綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要載體是衡量一個(gè)城市文明進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展能力的重要指標(biāo)。城市綠地管理部門作為城市綠地的生產(chǎn)者和管理者承擔(dān)著城市綠地資源調(diào)查和監(jiān)管、城市綠地規(guī)劃與建設(shè)的職責(zé)。如何利用現(xiàn)有的技術(shù)手段服務(wù)于城市綠地建管成為綠地管理部門亟待解決的問題。論文在分析城市綠地的定義和服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，著重研究城市綠地信息的遙感提取、GPS輔助野外綠地?cái)?shù)據(jù)采集、GIS在綠地分析與規(guī)劃中的應(yīng)用和綠地調(diào)查與管理信息系統(tǒng)。 論文的主要研究

2、成果有以下六方面。 (1)面向?qū)ο蟮木G化覆蓋信息遙感提取雖然遙感中面向?qū)ο蟮母拍钤缭谏鲜兰o(jì)70年代就已經(jīng)出現(xiàn)，但多年來遙感信息提取還依賴于基于像元的分類方法。在遙感技術(shù)迅速發(fā)展的今天，基于像元光譜特征的影像分析方法己不能滿足高分辨率影像分類的要求，對(duì)象間的紋理特征、幾何特征和拓?fù)涮卣魍瑫r(shí)參與分類是面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)的最大優(yōu)勢。本文在深入分析面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)的原理、方法的基礎(chǔ)上，以上海市延中綠地的喬、灌、草分布作為信息提取對(duì)象，在圖

3、像分割的基礎(chǔ)上，通過建立對(duì)象特征集進(jìn)行模糊分類。與傳統(tǒng)的監(jiān)督分類相比，分類的總體精度和各植被的分類精度均有較大提高。 (2)基于光譜曲線擬合的獨(dú)立樹半自動(dòng)提取算法的研究與實(shí)現(xiàn)樹木作為城市綠地生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，其產(chǎn)生的生態(tài)效益最為顯著，而樹冠作為樹木光合作用的重要場所和能量的主要來源地，是城市綠地生態(tài)效益評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的樹冠面積提取多采用實(shí)地丈量樹冠半徑和手工勾勒遙感圖像中的樹冠范圍等方法，本文提出了基于樹冠光譜曲線

4、特征的半自動(dòng)提取算法，并在ArcMap平臺(tái)上開發(fā)了獨(dú)立樹提取工具。通過選取行道樹和公共綠地這兩個(gè)典型的獨(dú)立樹分布遙感圖像，進(jìn)行半自動(dòng)的獨(dú)立樹提取實(shí)驗(yàn)。以目視解譯作為參照，解譯速度提高數(shù)倍。行道樹提取的平均精度為87．82％，公共綠地中獨(dú)立樹提取的平均精度為84.42％，基本滿足綠化部門的要求，但在樹冠重疊等區(qū)域樹冠邊界還需人工編輯。 (3)遙感解譯數(shù)據(jù)的建筑物遮蔽校正研究由于受傳感器精度、成像季節(jié)和建筑物遮蔽等的影響，必須對(duì)解譯

5、后的綠地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行校正，以減少系統(tǒng)誤差。文中著重研究了針對(duì)建筑物遮蔽的遙感解譯數(shù)據(jù)校正。由于建筑物遮蔽的位置是遠(yuǎn)離像主點(diǎn)的，遮蔽的范圍與建筑物距像主點(diǎn)的距離、建筑物的形狀、高度有關(guān)。因此不同類型的遙感圖像校正模型并不相同。本文以較常用的高分辨率的衛(wèi)星CCD掃描圖像和航空攝影圖像為例，建立這兩類遙感圖像的成像模型，推導(dǎo)出建筑物遮蔽面積的計(jì)算公式，通過改算現(xiàn)有的綠化覆蓋率或利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算遮蔽區(qū)域的綠地面積，達(dá)到綠地遮蔽校正的目的。以上海市長

6、橋五村為例，分別對(duì)1:1萬彩紅外航片和QuickBird衛(wèi)星影像進(jìn)行綠地遮蔽校正，結(jié)果表明綠化覆蓋率的調(diào)查精度可提高3—4個(gè)百分點(diǎn)。 (4)城市綠地資源調(diào)查的規(guī)范研究針對(duì)城市綠地遙感調(diào)查和GPS輔助野外綠地?cái)?shù)據(jù)采集，分別建立了城市綠地遙感調(diào)查規(guī)范和GPS輔助野外綠化數(shù)據(jù)采集規(guī)范。對(duì)綠地遙感調(diào)查中涉及的調(diào)查內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)流程、質(zhì)量控制、精度要求和成果形式等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定；在綠地?cái)?shù)據(jù)GPS野外采集規(guī)范中，通過儀器的性能指標(biāo)

7、規(guī)定如何根據(jù)采集精度選擇相應(yīng)的GPS接收機(jī)，規(guī)范采集方式、作業(yè)要求和投影轉(zhuǎn)換要求，并從位置準(zhǔn)確度分析和相對(duì)定位準(zhǔn)確度這兩方面作定位準(zhǔn)確度分析。 (5)基于最短路徑的城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在分析傳統(tǒng)的城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的基礎(chǔ)上，提出了基于加權(quán)最短路徑的城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法。以上海市內(nèi)環(huán)以內(nèi)城市綠地作為研究對(duì)象，將綠地分為大型、大中型、中型和小型斑塊，依據(jù)道路、水系、綠化帶的生態(tài)功能和綠化程度設(shè)置不同的權(quán)重，分別構(gòu)建出四個(gè)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方案，