城市遥感应用：原理、方法和应用

图1-16　城市遥感数据处理面临的难题示例

城市遥感的应用很多，基本覆盖城市所有的行业，本教材第三篇为城市遥感技术应用，主要面向城市自然资源、水体、园林、环境保护、地质等行业应用，包括本教材的第11章至第23章。典型的城市遥感应用包括:

城市典型要素信息提取:城市的典型地物主要包括道路、绿地、建筑物和湖泊等。城市的扩张伴随着日益突出的城市环境问题，使用遥感的方法提取城市地物信息，可以及时掌握城市土地地物信息，保持地理空间信息的现势性，有效地监测城市生态环境(杜培军等，2018；童庆禧等，2018；Shi et al.，2019；Sun et al.，2019)。

城市遥感影像检索:城市是人类活动最频繁的复杂场景，通过遥感影像检索技术从海量的遥感数据中快速且准确地找出目标区域符合需求的遥感影像，搜索和定位感兴趣的内容和服务。

城市三维重建:数字城市三维模型建设是城市信息化的重要部分。三维建模成果能较好地从多角度体现城市的立体景观，较直观且真实地还原城市风貌，服务于城市规划和民众生活(李安福等，2014；李德仁等，2008)。

城市变化检测:遥感影像变化检测技术可以监测城市发展和生态环境变化、协助城市管理，对于研究人类与自然环境交互关系、了解城市发展状况、辅助城市管理决策有着重要的意义(杜培军，2013)。

城市自然资源遥感监测:遥感技术的优势包括观测范围广、更新速度快、数据综合性强等，利用遥感影像对比分析、自动提取图斑技术、规划管理规则等数字技术实现城市总体规划的监管、城市重大项目的监管以及建设用地的监测。(www.xing528.com)

城市不透水面信息遥感提取和监测:城市不透水面包括建筑、道路、停车场等典型地物，是衡量城市化水平和环境质量的关键指标参数，广泛应用于城市土地利用分类、城市人口密度评估、城市规划、城市环境评估、热岛效应分析以及水文过程模拟等研究。

城市热岛遥感监测:城市化引起的城市热岛对城市气候的影响重大，通过遥感手段获取的数据具有时间同步性好、覆盖范围广等优点，随着当前高分辨率卫星热红外遥感技术的发展完善，遥感观测方法在城市热岛的观测研究中发挥着重要作用。

城市地上生物量遥感反演:遥感技术可以快速准确地获取城市绿地的分布和绿化覆盖度信息，了解城市绿地景观的组成、种类和布局。开展城市地上生物量遥感反演，有利于合理利用城市土地资源，保证生态系统的完整性。

城市地质灾害监测:滑坡、泥石流、岩崩、路面塌陷和地面沉降等地质灾害威胁城市的可持续发展。遥感技术可以开展孕灾条件及诱发因素调查、灾害解译和编目等工作，服务于地质灾害隐患早期识别、长期监测和灾后评估全生命周期，支持地质灾害易发性、危险性和风险评估，为救灾、减灾决策提供重要的依据。

影像城市三维实景管理:随着遥感技术的发展，正射影像和可量测实景影像成为基础地理信息数字产品，基于电子地图的城市市政精细化管理向基于遥感影像的城市网格化管理与服务方向发展。城市实景管理遥感技术与实践将实景影像应用到数字城市管理中，推动相关部门和人员科学、高效地参与城市管理和决策。

城市空气质量遥感监测:城市中的车辆、船舶、飞机的尾气，工业企业生产排放，居民生活和取暖，垃圾焚烧等以及城市的发展密度、地形地貌和气象等都是影响空气质量的重要因素，利用遥感技术监测城市空气质量有利于改善城市空气质量和城市的可持续发展。

城市水环境遥感监测:城市水资源遥感监测主要包括城市湖泊变迁监测、城市水质监测等。遥感技术可以快速、准确、大范围、实时地监测水资源总量和城市废水污染情况，识别污染源、污染范围、面积和浓度。