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        城市绿地监测遥感应用

        时间:2016-05-04  来源:  编辑:  浏览:252次
        不仅能供给细部地域的信息,而且能统观全局…城市绿地监测利用遥感技巧在城市绿地监测方面的利用表示在宏观和微观两方面:宏观上监测全部城市绿地散布构造,微观上剖析城市绿地数量和质量…遥感技巧以其宏观性多时相多波段等特点为监测和懂得城市供给了?#20013;?#22411;而有效的方式,为城市生态计划供给了科学根据和技巧支撑…绿化笼罩率是个宏观概念,遥感技巧宏观性?#36136;?#24615;是遥感技巧利用的重要原因,所以利用遥感技

        1 引言

          城市绿地是城市生态体系中的一个子体系,是城市的重要自然因素,其中的绿色植物是氧气的唯一源泉。相当于自然调节器,具有负反馈作用,它通过一系列的生态效应,对污染物?#21183;?#20928;化作用,综?#31995;?#33410;城市环境,通过各种反馈调节效应,使城市环境质量到达干净、舒适、精?#39304;?#23433;全的请求。随着经济的发展、工业的提高、国民生活程度的进步,城市环境日趋恶化,城市绿地作为城市环境的调节器,也受到广泛关注。城市绿地的监测和调控成为城市计划的一项主要课题。

          遥感技巧作为一种综合性探测技巧,它能敏捷有效地供给地表自然进程和现象的宏观信息,有助于揭示其动态变更规律,并预测其发展趋势,不仅能敏捷获得大批丰盛的第一?#20013;?#24687;和数据,而且能科学、精确、及时地供给剖析结果。不仅能供给细部地域的信息,而且能统观全局。遥感技巧以其宏观性、多时相、多波段等特点为监测和懂得城市供给了一?#20013;?#22411;而有效的方式,为城市生态计划供给了科学根据和技巧支撑。

        2 城市绿地监测利用

          遥感技巧在城市绿地监测方面的利用表示在宏观和微观两方面:宏观上监测全部城市绿地散布构造,微观上剖析城市绿地数量和质量。

          2.1 城市绿化宏观监测

          2.1.1 城市绿化笼罩率是城市遥感监测的基础内容

          城市绿地的环境功效具有?#27573;?#25928;应,具有必定面积以上的绿地才干有效地实现其对环境的调节效应,低层次的散点状绿色散布不能带来良好的绿地调节效应。绿化笼罩率?#19988;?#20010;宏观概念,遥感技巧宏观性、?#36136;?#24615;是遥感技巧利用的重要原因,所以利用遥感技巧可宏观监测城市绿化笼罩总量以及绿化的集结度、完全性。

          2.1.2 城市绿化散布均衡性是城市绿化遥感监测的另一个主要内容

          一个城市不仅要有必定的绿化笼罩率,更要实现绿化的均匀散布。其领导思想是实现绿化空间和非绿化空间的相互嵌套,让绿色网络?#24230;?#22478;市人居环境中去,把绿色空间化整为零,切碎建筑空间,增添绿色空间与非绿色空间的接触线,以形成大范畴的局部环流,施展最大的环境调节功效。

          2.1.3 城市绿化的降污实?#31181;?#26159;城市绿地有效应用的体现[1]。

          绿地当然是多多益善,但在绿地面积有限、甚至是紧缺的情形下,应使绿地散布在最须要的处所。而?#29575;?#19978;往往在重点污染区域绿地面积反而少,大型绿色空间的污染一般则比拟轻,因而绿地的降污实?#31181;?#19981;高。绿地体系不像?#24335;?#19968;样可以任意移动,必需在城市计划等一些政府决策进程中,有意识应用绿地体系调节重点污染区域。应用遥感方式可以断定一些重点污染区域,把有限的绿地散布在最须要绿地的重点污染区域。

          2.2 城市绿化微观监测

          城市绿化的微观监测,包含城市绿化量的盘算和城市绿化质量的监测。绿色植物是调节城市环境的主体,而绿色叶面?#36136;?#32511;色植物作为调节器的主体。所以城市绿化的微观监测重要是绿色叶面数量的盘算和质量的评价。

          2.2.1 植被构造

          微观监测的一个主要内容是植被构造。植被构造是指乔、灌、草的构成,乔木、灌木和草坪三者在环境调节功效方面存在显明差异,但多层构造绿地能进步城市绿化效应。

          2.2.2 树种

          除了监测绿量的总数量外,遥感监测还包含树种的构成。不同的树种具有不同的环境净化功效、杀菌功效、遮荫功效等,但某些植物有皮肤过敏等负效应。

          2.2.3 植被的长势

          植被的长势对植被的环境功效也具有很大影响。植物的叶面受病虫害或污染气体损害将会大大下降植物的环境调节功效。

        3 城市绿地的宏观遥感

          3.1 绿地体系基础要素的遥感

          城市绿地按其形状可分为“绿点”、“绿线”和“绿面?#20445;?#23427;们是绿地体系的基础要素,也是宏观遥感的重要内容。?#26377;?#29366;上看,面积较小、零碎散布的绿地表示为“绿点?#20445;?#36884;径绿化和滨河绿化表示为“绿线?#20445;?#32511;面”则是面积较大、树冠密集的绿地。“绿点”、“绿线”、“绿面”的区?#26893;?#19981;仅仅是它?#20999;?#29366;的不同,它们在调节城市环境的功效方面存在更大的差异。

          绿面在城市绿地体系中具有不可替代的作用,它面积较大,自成体系,具有综合环境功效,具有必定?#27573;В?#33021;满足城市对环境的综合需求,使人与城市生物能够生存和繁衍。尽可能地营造大面积绿地,不仅可大大进步绿化量,而且有了必定?#27573;?#21518;,改良环境后果将非常显明。

          但是城市究竟是人类凑集生发生活的场合,城市建筑空间一定占领很大比例。在密集的建筑空间中见缝插针布上绿点,既不妨害城市经济顺利发展,又能统筹生态效益。故绿点在城市绿地体系中施展了不可疏忽的作用,虽然它的面积比拟小,零碎散布,但在大片建筑空间中装点上一点绿色,犹如沙漠中的绿洲,不仅能改良周围环境,而且令人赏心悦目,进步了视觉感受。

          由绿色斑块形成的绿地体系还必需有绿线作为衔接的桥梁,绿线一般与城市交通空间相接洽,?#19988;?#27827;道和途?#27573;?#20027;干道的带状绿化带,这种交通绿道以网络的情势既衔接了全部城市体系,又衔接了全部城市绿地体系,有意识穿过城市生态环境负荷重、旧区改革、城中热源及热岛效应?#29616;?#30340;地域,真正担当起改良城市生态环境质量的重担[2]。在城市绿地体系中,绿点、绿线和绿面都是缺一不可的,它?#23884;?#26159;绿地遥感宏观监测的主要内容。

          3.2 绿地构造布局的遥感

          3.2.1 生态防护网

          由绿点、绿线和绿面构成的绿地体系网络使城市绿地体系成为自然生态环境的?#26377;?#20351;本来封闭的内部绿地和城市建筑融进绿色空间,这时绿色斑块化零为整,在总体上形成一个功效完全的城市生态防护网。

          城市生态防护网是在现有山、水、林、田、城相互融合的自然地理基本上发展与建设的生态防护系统,其中起症结作用的是绿地——即山、林、田、城的绿色笼罩物。它在宏观上形成对主城区及工业区的大中小标准的包抄圈,并以楔形方法穿插于城区之中[3]。一方面,生态防护网断定重点防护目的进行重点治理和维护;另一方面,生态防护网的?#20013;?#24615;和完全性是发生生态防护效应的症结,它的性质取决于全体组成因子的相互作用及其空间?#20013;?#29305;点。不仅可以应用遥感技巧断定重点防护区域,还可以应用遥感技巧宏观监测的特征,监测防护网的完全性,寻找防护缺口,以便及时补绿,修补防护网。

          3.2.2 城市外部形态

          要把城市生态体?#31561;?#36827;绿色大地,城市外部形态起必定的调节作用[4]。一般以为,应尽量拉长城市边界,采取星状形态构造而不是饼状形态构造,一方面,使城市与周围绿色空间有较长的接触边界,形成较大范畴的局部小环流,以改良城市环境;另一方面,增大城市半径,把郊区的绿地?#24230;?#22478;市,大大增添城市的绿化量。应用遥感手腕可以宏观监测城市外部形态及其变迁。

          因此,城市绿地遥感的一个主要组成部分就是城市绿地体系构造的遥感,通过遥感首先断定绿地体系的构造,绿点、绿线、绿面的散布情形,一方面,剖析城市绿地体系网络散布的合理性,另一方面,监测绿地体系的变迁。通过不同时代的遥感影像断定绿地数量和散布构造的变更,并剖析变更趋势,然后联合建筑空间和交通空间的建设情形,对绿地体系作出合理计划,形成切实有效的绿色生态防护网。

        4 城市绿地的微观遥感

          应用遥感技巧对城市绿地进行全面监测不仅包含宏观上的城市绿地散布构造,还包含微观上的城市绿色生物量的盘算、监测与预报。

          4.1 绿量盘算

          绿化群落美化和改良城市环境、调节城市气象及保持城市地域的生态平衡的功效是毋庸置疑的。绿色植物所具有的吸碳产氧、消声?#32479;尽?#20928;化空气等环境功效是许多人造的环保装备无法代替的。但是,它能?#21040;?#21644;接收的污染物总量是多少?就这些人造绿化群落的环境功效而言,它能有多少经济效益?要保证各项环境指标达标,还要在全市范畴补多少绿?对于这些问题,不仅须要有定性的概念,更须要有定量的数据。

          为了进行全市范畴的绿地环境效益剖析和经济产出估算,应引入绿量的概念[5]。“绿量”是三维绿色生物量的简称,指所有生长中植物茎叶所占领的空间体积。植物的叶面是植物发生环境效益的主体,因为绿色植物所发生的一系列环境效益重要起源于植物的光合作用和呼吸作用,而这两种作用进程又都通过绿色叶表面与阳光和周围环境发生交换与相互作用而完成的,所以,要估算植物的环境效益值,就?#19988;?#27979;定绿量。

          这里对绿量的测算采取“以平面量模仿立体量”的方式。?#38405;?#19968;树种而言,其冠径和冠高之间总具有某种统计相干关系,通过回归剖析树立相干方程,就可以用该方程依据航空相片上量得的冠径求取冠高,最后求得树冠的体积,即树冠绿量。用盘算机模仿盘算可以节俭大批人力物力,还有助于绿量数据库的树立,以便于数据的存储、管理和利用。通常,盘算绿量的重要工作有如下四个部分:

          (1)雪依据遥感相片上植被的影纹、色调、图案等,再联合实地调查验证来判别城市中植被树种散布。

          (2)判读相片,依据植被的冠径来求取冠高。同一树种、不同生长阶段,其冠径和冠高的关系不同,用“冠径-冠高相干方程”来描写其生长全进程的径高关系。

          y=a+b×x

          (3)对于不同树种,分辨按与其树冠形态接近的立体?#36127;?#22270;形公式盘算树冠绿量。

          (4)对于多层构造绿地,分辨盘算树冠绿量和冠下绿量并以树冠绿量和冠下绿量之和作为总绿量。联合实地考核树种及多层构造绿地的散布,对各树种用电子分色扫描仪量算其面积,然后依据树种冠径-冠高相干方程盘算树冠体积,然后可以盘算出城市绿量多少及其散布。

          4.2 预测预报[6] 

          不同时代遥感材料的对照,可以反应出城市

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