李婷婷陈 露赵锦慧

1 湖北大学资源环境学院 武汉 430062 2 余庆中学 贵州遵义 564400

RS与GIS技术在我国城市绿地研究中的应用∗

李婷婷1陈 露2赵锦慧1

1 湖北大学资源环境学院 武汉 430062 2 余庆中学 贵州遵义 564400

RS技术与GIS技术在空间数据获取和分析处理方面具有显著的优越性，在我国的城市绿地研究中得到了广泛深入的应用。文中重点介绍RS技术与GIS技术在我国城市绿地景观格局和景观多样性研究、城市绿地规划布局和监测管理、城市绿地现状及动态调查、城市绿地功能分析与评价、城市绿地可达性分析与评价等方面的应用，同时对其前景进行展望。

城市绿地，RS，GIS

1 在城市绿地研究中引入RS和GIS技术的意义

在传统的城市绿地研究中，信息获取和数据分析处理的能力较差，多通过查阅文史资料、纸质地图，并结合人工现场踏勘等方法获取绿地相关信息，存在如下缺陷:资金、人力、物力投入较大；数据量大且更新缓慢，数据统计任务繁重、周期长；分析方法落后，以统计分析为主，空间分析薄弱；调查结果多以简单的图表显示，可视化程度低。

RS技术的引入大大缩短了获取城市绿地信息的时间和周期，且信息获取量大、准确度高、时效性强。GIS技术的引入则大大提升了对城市绿地信息的分析、处理和管理能力，同时可以根据研究需要输出各类专题地图和综合地图，可视化程度高，大大提高了城市绿地研究的效率。

RS技术和GIS技术具有传统研究方法和手段不可比拟的优越性，对实现城市绿地的综合调查与分析、合理规划与布局、动态监测与管理有着重要的意义。因此，RS与GIS技术在我国的城市绿地研究中得到了广泛深入的应用。

2 RS与GIS技术在城市绿地研究中的应用领域

2.1 城市绿地景观格局和景观多样性研究

景观格局即景观结构，包括景观组成单元的类型、数目及其空间分布与配置[1－2]。景观多样性反映景观要素的丰富和复杂程度，包括景观类型、景观斑块及景观格局的多样性。景观格局和景观多样性的状况直接影响着城市绿地生态、社会、经济功能的实现，因而受到研究者和城市决策者的高度重视。

目前已有不少学者应用RS与GIS技术对城市绿地景观格局和景观多样性进行了研究。侯碧清[3]以美国Quickbird卫星数据为基础，以Mapinfo为地理信息系统平台，提取并计算了株洲市城市绿地的绿地面积、绿地率、覆盖面积、覆盖率、人均公园绿地面积等信息。王雪等[4]借助RS技术对深圳市地形图进行几何校正和增强处理，同时应用ARCGIS9.0软件进行矢量化和相关统计分析，对深圳市的城市绿地景观格局进行了研究。岳德鹏等[5]以北京西北地区为研究区域，应用RS与GIS技术对该区域三期LANDSAT TM图像进行解译判读，获取研究区景观格局的时空演变特征，最后提出了研究区的景观格局优化方案。顾胜男等[6]基于RS与GIS，对徐州市绿地景观格局进行了分析，并用梯度分析法研究了徐州市市中心与城市边缘的景观格局梯度差异。

利用RS技术可以获取城市遥感影像图，通过对遥感影像图进行几何校正、图像增强、解译判读等处理可以提取出城市的绿地、水体、山脉、道路、居民区等地物信息。综合遥感影像图、大比例尺数据、实地调查数据、统计年鉴等，运用GIS技术可以建立一一对应的城市绿地空间数据库和城市绿地属性数据库，形成完整的城市绿地信息数据库。根据研究需要，将绿地信息矢量数据转换成栅格数据，再进行相关景观格局的计算，可计算得到城市绿地的绿地率、覆盖率、多样性指数、破碎度指数、分离度指数等指标数据，结合景观生态学的相关知识，即可实现对某一区域绿地景观格局和多样性的分析与研究。

2.2 城市绿地规划布局和监测管理

合理的城市绿地规划能够提高城市有限土地的利用效率，充分发挥城市绿地功能的同时，促进城市土地利用的合理布局，改善城市生态环境和人文环境。对城市绿地的有效监管，是保护现有绿地系统、实现城市绿地可持续发展的保证。

石雪冬等[7]研究了GIS技术和RS技术在广州市城市绿地系统总体规划中的应用。许浩和铃木雅和[8]探讨了在日本东京都城市绿地规划中利用3S技术存在的优势和问题。刘琳[9]以合肥市为研究区域，分析了3S技术在城市绿地管理中的应用，得出了利用多学科技术丰富后的3S技术能够更好地服务于绿地管理的结论。刘铁冬等[10]基于 “3S”技术研究了城市绿地的动态监测与绿地系统规划布局。

通过RS技术获取城市的综合用地信息，根据研究需要输出各类专题地图，可以直观表达城市绿地的布局、面积、类型、长势等现状，以及城市现有地形、道路、建筑等信息。利用GIS中的叠置分析功能，选取合适的专题图层进行叠加分析，结合用地属性和景观生态规划原理进行用地开发的适宜性评价，借助GIS、CAD等技术将规划设计的城市绿地置于城市绿地现状图中，利用空间分析、视线分析、光线分析、气候模拟、植物生长模拟等功能对城市绿地规划进行模拟分析，对规划方案进行科学评价并提出合理的改进措施，可以为城市绿地规划提供科学依据。同时，利用RS技术的动态监测和GIS技术强大的空间分析、查询与管理功能等，可以实现对城市绿地及时有效的监测管理。

2.3 城市绿地现状及动态调查

应用RS和GIS技术对城市绿地现状和动态演变过程进行调查的文献数量众多，且起步较早。白林波[11]等于2001年应用RS和GIS技术从绿地类型和绿化覆盖率的角度调查了合肥市的绿地系统现状。徐新良等[12]详细介绍了运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查的方法、技术流程及其优点。孟昭山和杨士伟[13]以大庆市为研究区域，阐述了RS技术在城市绿地调查方面的应用。张泽晗等[14]应用“3S”技术，以呼和浩特市不同阶段的卫、航片为数据源，研究了呼市城市绿地的动态变化过程。张国成等[15]基于ETM和SPOT图像，采用ERDAS和ARCGIS软件，对南京市区的生态绿地现状进行了分析。

利用RS技术对校正后的遥感影像图进行图像增强处理，以突出有用信息、削弱无用信息，然后根据光谱规律、地学规律和解译者的经验认知，依据遥感影像的颜色、纹理、结构、分部等特征，对遥感影像中的地物进行解译归类，可以提取出城市绿地的布局、面积、物种构成、覆盖率等空间信息和属性信息。引入通过实地考察获取的城市绿地相关信息，对上述空间信息和属性信息进行修正处理，即可得到准确性较高的城市绿地现状信息。借助GIS的空间叠置分析功能，对不同时段影像图中的绿地分布、绿地面积、绿地类型、绿地覆盖率等指标进行对比分析，即可掌握城市绿地的演变过程，实现对城市绿地动态演变的研究。

2.4 城市绿地功能分析与评价

城市绿地作为城市系统的重要组成部分，承担着改善城市生态环境、维护城市生态平衡、促进城市和谐发展的重要作用，具有生态、社会、经济等多重功能。

李满春等[16]以遥感信息为主要数据来源，采用GIS技术进行数据分析和处理，建立了城市绿地生态效益评价与预测模型，为城市绿地的规划和决策提供了科学依据。王霓虹等[17]探索了基于RS和GIS技术建立城市局域绿地评价系统的方法。刘萍等[18]利用QuickBird数据和GIS数据，应用生态学原理和方法，对乌鲁木齐城市绿地景观进行了系统评价研究。申世广等[19]借助GIS相关技术，研究了常州市绿地的适宜性评价方法。徐志刚等[20]以RS技术为主要手段获取城市绿地的空间数据，以GIS为平台建立城市绿地数据库，探索了城市绿地的综合效益评价方法。

以城市绿地空间数据信息为基础，选取合理的评价因子并赋予权重，建立基于GIS系统的影响因子空间属性信息数据库，利用ARCGIS软件空间分析和计算功能即可对城市绿地功能进行定量分析和评价。对城市绿地功能进行分析和评价，有利于提高人们对城市绿地的认识和重视，促进城市绿地系统的不断完善。

2.5 城市绿地可达性分析与评价

城市绿地可达性直接影响着城市绿地的服务效率，反映了城市居民享有城市绿地服务的便捷程度。随着生活习惯和休闲方式的改变，越来越多的人选择城市绿地作为休闲散步、舒缓身心的场所。因此，城市绿地为市民提供服务的有效性受到越来越多人的重视。

近年来，以RS和GIS技术为平台对城市绿地可达性进行研究的文献也呈现出不断增多的趋势。周亮等[21]基于RS和GIS技术建立了空间可达性与绿地规模质量和空间阻力的关系模型，研究了武汉市汉口地区城市公共绿地的可达性。黄翌等[22]利用GIS技术研究了徐州主城区广场和公园的可达性，为城市广场和公园的布局提供了借鉴。余双燕等以城市公园分类图、道路图和水系图为基础数据资料，借助RS和GIS技术，采用费用加权距离法，对南昌市公园绿地的空间分布特征和可达性进行了分析和研究。鲁敏等[23－24]以GIS技术为支撑，采用成本加权距离方法对济南市公园绿地的可达性进行了分析与评价，并提出了相应的绿地建设方案。宋秀华等[25]以泰安城区QuickBird数据资料为基础，在GIS技术的支持下，采用成本加权距离法，对城市公园绿地现状和规划进行了可达性分析。

以校正、解译并进行分类处理过的城市遥感影像图为基础，在ArcGIS软件中提取城市道路及其他用地类型信息，建立城市土地利用数据库，对不同的土地利用类型赋予相应的空间阻力值，采用成本加权距离法计算城市绿地的空间可达性，对城市绿地可达性的合理程度进行分析和评价，可以为城市绿地系统的不断完善和后期规划提供参考依据。

3 结论与展望

长期以来，RS和GIS技术在城市绿地研究中发挥着不可替代的重要作用。目前，该技术主要应用于城市绿地景观格局和景观多样性研究、城市绿地现状及动态调查、城市绿地规划布局和监测管理、城市绿地功能分析与评价、城市绿地可达性分析与评价等方面。同时，在城市绿地信息提取、城市绿地三维量分析与评价、城市绿地模型研究与构建、城市绿量与城市热岛效应相关性分析等方面，RS和GIS技术也有一定的应用。随着人类认识世界、改造世界的需求不断增加，对城市绿地的探索也将不断扩展和深入。RS和GIS技术在城市绿地研究中的应用角度会不断深化，研究方向也会不断丰富。

同时我们应该认识到，城市绿地系统是一个错综复杂的动态系统，其内部结构和演变规律以及其对外部世界的作用机制等都有待专家学者进行更加艰苦的探索与更加深入的研究。随着城市绿地研究深度和广度的不断增加，原有研究方法和研究手段需要不断改进完善，新的绿地评价指标会不断引入到研究工作中。因此，对RS和GIS技术获取和分析处理信息能力的要求也会不断提高。一方面，降低遥感影像受天气、地形、光线等因素的影响程度，提高遥感影像的分辨率，缩短获取遥感影像的周期等，将大大提高遥感影像解译判读的准确性，提高城市绿地研究的科学性。另一方面，可以根据研究需要，融合景观生态、城市生态、园林规划、土地管理、地质水文等学科知识，以GIS为平台，筛选合适的城市绿地指标，创新构建功能各异的城市绿地分析、查询、管理模型，以便更好地服务于城市绿地的各项研究与管理工作。RS和GIS技术的进步与创新，将极大地丰富和创新城市绿地的研究思路和研究手段，进一步促进对城市绿地的科学规划与管理。

.[1]肖荣波，周志翔，王鹏程，等.3S技术在城市绿地生态研究中的应用[J].生态学杂志，2004，23(6):71－76.

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[3]侯碧清.3S技术在株洲市城市绿地景观多样性中的应用[J].福建林学院学报，2005，25(1):31－34.

[4]王雪，赵宪文，梁朝信.基于遥感和GIS的城市绿地景观格局分析[J].林业资源管理，2006(4):81－84.

[5]岳德鹏，王计平，刘永兵，等.GIS与RS技术支持下的北京西北地区景观格局优化[J].地理学报，2007，62(11):1223 －1231.

[6]顾胜男，温小荣，于光辉.基于RS与GIS的徐州市区绿地景观格局分析[J].西南林业大学学报，2012，32(5):71－77.

[7]石雪冬，李敏，张宏利，等.遥感技术在广州市城市绿地系统总体规划中的应用[J].测绘科学，2001，26(4):42－44.

[8]许浩，铃木雅和.3S技术在东京都绿地分析与规划中的应用[J].南京林业大学学报:自然科学版，2005，29(5):115 －118.

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[12]徐新良，庄大方，张树文，等.运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查[J].国土资源遥感，2001(2):28－32.

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[24]鲁敏，刘国恒，刘振芳.基于GIS技术的济南市公园绿地空间可达性研究[J].山东建筑大学学报，2011，26(6):519 －523.

[25]宋秀华，郎小霞，朴永吉，等.基于GIS的城市公园绿地可达性分析[J].山东农业大学学报:自然科学版，2012，43(3): 400－406.

Application of RS and GIS Technology to the Study of Urban Green Space in China

Li Tingting1Chen Lu2Zhao Jinhui1

(1.College of Resources and Environment，HubeiUniversity，Wuhan 430062，China；2.Yuqing Middle School，Zunyi564400，Guizhou，China)

With the incomparable superiority in spatial data acquisition and analysis，the RSand GIS technology has been extensively used in the research of urban green space in China.This papermainly introduced the applications of RS and GIS technology to the research of urban green space in China，including the landscape pattern and landscape diversity research，urban green space planning andmonitoringmanagement，investigation of urban green space status and dynamics，the functional analysis and evaluation of urban green spaces，accessibility analysis and evaluation of urban green space，etc.At the same time，the application prospect of RS and GIS in urban green space was discussed.

urban green space，RS，GIS

2014－12－31

湖北省教育厅重点项目 (D20141001)

李婷婷，硕士，研究方向为环境地学，E－mail:944652289＠qq.com

赵锦慧，副教授，研究方向为环境地学，E－mail:zhaojh2004＠hubu.edu.cn