近年來,隨著衛星遙感影像分辨率的提高,為城市規劃和國土資源管理對快速、動態、現勢、精準的城市土地利用信息需求提供了支持。可以說,城市遙感正在向我們悄悄走來,衛星遙感技術在城市規劃和國土資源管理上的應用,將帶動城市規劃和國土資源管理方式的變革。2001 年,我們利用SPOT 和TM 圖像按季進行四次土地利用衛星遙感動態監測工作,為天津市耕地保護、土地規劃、土地利用變更調查和土地執法監察提供了大量的動態變化信息,在此基礎上,又在市域濕地保護、市域主要公路兩側建築物變化、中心城區擴展和變化等方面進行了探索性應用,取得了顯著成效。
壹、土地利用衛星遙感動態監測
1999 年,國土資源部開始對部分大、中城市進行衛星遙感土地利用動態監測工作(壹年壹次)。近年來隨著我國城市化進程的不斷加快,城市土地利用增速較快,為了更好地掌握城市土地利用現狀,從2001 年起,我們每年按季進行四次市域土地利用衛星遙感動態監測,從監測效果看,像天津這樣的直轄市,每年進行四次土地利用動態監測十分必要。
2001 年前三季度動態監測變化信息分為新增建設用地占用耕地、新增建設用地占用非耕地和可疑變化用地三類。在總結2001 年前三季度土地利用動態監測工作的基礎上,結合土地管理需要,第四季度增加荒地、建設用地、水域變為耕地和新增坑塘水面占用耕地兩類解譯信息。
第壹季度衛星遙感動態監測報告362 塊變化圖斑,實地變化274 塊,實地未變化88 塊。實地變化的圖斑中,增量建設占用土地100塊,存量建設用地內部變化83 塊,農業結構調整用地91 塊。其中養殖業用地20 塊,蔬菜大棚、地膜用地71 塊。存量建設用地主要分布在塘沽經濟開發區和城市建成區內,增量建設用地項目超過半數使用耕地,相當部分建設用地沒有審批手續。
第二季度衛星遙感動態監測報告289 塊變化圖斑,實地發生變化241 塊,實地未發生48 塊。實地變化圖斑中,增量建設占用土地165 塊,存量建設用地內部變化50 塊,農業生產結構調整用地26 塊。其中養殖業用地巧塊,蔬菜大棚和地膜用地H 塊,存量建設用地主要集中在塘沽經濟技術開發區和漢沽區城市建成區內,增量建設使用耕地比例加大,增量建設用地未批先建現象較多,農業結構調整用地增速較快。
第三季度衛星遙感動態監測報告1468 塊變化圖斑,實地變化1123 塊。第三季度變化圖斑增速較快,第三季度遙感監測圖斑占前三季度總量的69 % , 農村建設項目零星用地現象較為突出,占用耕地量較多,農業生產結構調整增速較大。其中,水產養殖用地主要集中在寶抵區、津南區和西青區,畜牧業生產用地主要集中在武清區、寧河縣和靜海縣,農業科技示範園建設主要集中在津南區。
第四季度衛星遙感動態監測報告變化圖斑583 塊,實地變化圖斑424 個,新增建設用地182 塊,存量建設用地99 塊,農業生產結構調整用地圖斑143 塊。高速公路建設占用耕地占新增建設用地的50 . 1 %。建設項目占用耕地主要集中在津南區、北辰區、大港區、寶低區,農業結構調整用地主要集中在薊縣、津南區、寶抵區、東麗區、西青區和大港區。第四季度增加荒地、建設用地、水域變為耕地、新增玩豬水回占用耕地監測項目,從監測情況看,部分區縣荒地、建設用地、水域變為耕地數量較少,存在較大差距。
遙感監測報告顯示第三季度占用耕地量增幅較大,各區縣占用耕地量不均衡,占用耕地最多的是寶抵區,占全市全年遙感報告占用耕地總量的21 . 8 % ,其次是西青區,占全市全年遙感報告占用耕地總量的巧.8 % ,津南區占用耕地占全市全年遙感報告占用耕地總量的14 . 8 %。
遙感監測報告顯示天津市2001 年建設項目占用非耕地最多的是塘沽區,占全市遙感報告占用非耕地總量的30 . 1 % ,其次是大港區占全市遙感報告占用非耕地總量的17 . 2 % ,津南區占用非耕占全市遙感報告占用非耕地總量的13 . 3 %。
2001 年,建設項目占用耕地占遙感報告總變化面積的72 . 5 % ,建設項目占用非耕地占遙感報告總變化面積的6 . 3 % ,遙感發現2001 年建設項目占用耕地和占用非耕地之比約為11 : l 。
2001 年遙感報告建設項目占用非耕地量變化不大,前三季度報告占用耕地量呈現逐季度增長趨勢,特別是第三季度增幅較大,第二季度報告占用耕地量是第壹季度的2 . 5 倍,第三季度報告占用耕地量是第壹季度的9 . 6 倍,第四季度有壹定程度下降,第四季度報告占用耕地量是第壹季度的5 . 8 倍,可疑用地圖斑面積與占用耕地面積存在壹定的相關性。
遙感監測實施壹年多來成效顯著,總監測面積為41 , 757 平方公裏,經實地調查核實,***監測到各類土地利用變化圖斑2 , 702 塊,變化圖斑總面積為89 , 670 畝,其中,監測建設用地變化量為52 , 845 畝,監測農業生產結構調整用地變化量28 , 920 畝,耕地變化量為49 , 200 畝。
二、中心城區擴展及建築物變化衛星遙感動態監測
遙感具有從空間和時間尺度上,對城市形態和城市發展變化進行動態監測的優勢,具有現勢性強、圖像直觀形象、反映城市建設實際的特點,根據城市管理和發展需要,利用衛星遙感技術,對城市內部地物進行定期動態監測,可以節省大量的人力、物力和財力,對現代城市建設和管理具有重要意義。
近年來,隨著我國城市化進程的不斷加快,城市建設日新月異,城市內部改造規模之大前所未有,新的住宅小區不斷湧現,城市建成區面積不斷擴大,城市建設布局、文化內涵、人居環境質量、城市功能、基礎設施建設都發生了巨大的變化。如何更好地掌握城市建設現狀,更好地動態監控城市建設,確保城市規劃的實施,及時減少違法用地、違法建設現象的發生,已經成為城市建設、規劃管理信息化需要解決的重要問題。同時,要瞄準國內城市規劃設計先進水平,建設壹流大都市,城市規劃設計必須實現科學化、規範化,利用衛星遙感技術提供的城市動態、現勢、多源、多時相、精準的數字化圖像,結合城市建設實際,從中解譯大量的城市信息,服務管理,已經成為城市規劃和國土資源管理的發展趨勢。
我們利用 1999 年10 月和2001 年10 月SPOT 和TM 衛星遙感數據,解譯天津市中心城區1999 年10 月至2001 年10 月間的城市內部改造和城市邊緣擴展信息。城市擴展及變化分為城市內部改造、城市擴展占用耕地和城市擴展占用非耕地三類。
從本次中心城區城市擴展及變化遙感監測數據看,1999 年10 月至2001 年10 月天津市中心城區建成區擴展4892 公頃,其中犯%為占用耕地, 25 %為占用非耕地,截止2001 年10 月,中心城區建成區總面積是24804 . 9 公頃。我們還利用本次監測機會,專門解譯了中心城區現有耕地面積,遙感監測數據表明, 2001 年10 月中心城區耕地面積為4351 . 7 公頃。
從遙感監測建築物變化圖斑分布看,城市內部改造建設項目分布比較分散,城市西南部、西北部和東北部變化較大,城市建設比較集中。城市擴展建設面積大於城市內部改造面積,城市擴展建設面積占中心城區變化面積的57 % ,內部改造建設面積占中心城區變化面積的43 %。遙感監測報告顯示,城市擴展建設項目多數為居住和工業項目,園林綠化、公***設施等非盈利項目偏少,舊區改造和新區建設部分項目存在規模小、地塊數量多的現象,有待形成規模建設。
三、主要公路兩側建築物變化衛星遙感動態監測
通過對1999 年以來衛星遙感圖像的綜合分析,我們發現,近年來,隨著城市公路交通事業的不斷發展,公路兩側建築物變化較大,這類建設用地主要是企事業單位建設、民宅和路邊店建設,占用耕地現象比較普遍,城市主要公路兩側既是建設熱點地區,也是容易發生違法建設、違法用地的地區之壹,因此,主要公路兩側建設用地,是我們開展衛星遙感動態監測的重點目標區域。
主要公路是指國家壹級、二級公路(含高速公路)。主要公路兩側建設用地分為建設用地占用耕地、建設用地占用非耕地和可疑圖斑三類。遙感監測數據報告,1999 年10 月至2001 年10 月,市域(中心城區除外)主要公路兩側新增建築物占用耕地1313 . 1 公頃,新增建築物占用非耕地 197 . 8 公頃,可疑圖斑面積為 558 . 3 公頃,建築物占用耕地面積占總監側變化面積的 63 % ,建築物占用非耕地面積占總監測變化面積的10 % ,建築物占用耕地面積是建築物占用非耕地面積的6 . 6 倍。我們專門到津南區鹹水沽進行實地調查,調查證實遙感動態監測報告變化圖斑基本屬實。
從本次遙感監測報告建築物占用土地情況看,主要公路兩側建築物占用耕地(特別是基本農田)現象比較突出,其中津南區最為突出,主要公路兩側建築物占用耕地面積占全市主要公路兩側建築物占用耕地總面積的26 % ,其次是靜海縣占22 % , 寶抵區占13 %。
調查發現,部分區縣壹定程度上存在著建設項目用地與土地利用總體規劃不符的現象,如,津薊高速公路寶抵段主要公路兩側出現數塊面積較大的占用基本農田項目,部分占用耕地項目不符合公路兩側建築物有關管理規定,未按規定退線。
四、濕地保護衛星遙感動態監測
濕地具有維持生物多樣性,蓄洪防寒,降解汙染,調節氣候,防止自然災害等多種功能,對於城市而言,濕地則具有“城市之腎”的美譽,城市濕地生態系統壹旦遭到破壞,將很難恢復。
近年來,天津市域濕地萎縮,濕地汙染加重,濕地生態遭到破壞。由於自然和人為等多方面原因,天津自然界長期演變形成的濕地正在不斷退化和喪失。造成這種狀況的主要原因是,大量水庫、塘壩攔截了客水,使窪澱的水資源不能及時補充,各地大規模興修農田水利,城鄉建設規模不斷擴大,海河流域降水減少,水汙染對濕地環境的嚴重影響等,因此,如何盡快摸清我市濕地現狀,查找濕地環境惡化成因,制定合理的保護和利用濕地規劃,已經成為天津濕地保護工作的當務之急。因此,我們結合天津市濕地保護總體規劃,本著重點突出、確保監測質量、有所創新、不斷拓展遙感應用領域的原則,充分利用航天遙感多源、多時相的優勢,開展天津市2001 年度濕地保護衛星遙感動態監測工作。
鑒於目前沒有濕地保護分類國家標準,在參考相關文獻的基礎上,我們做如下分類:1 .瀉湖濕地;2 .河流濕地;3 .湖泊濕地;4 .海岸灘塗;5 .人工濕地;6 .沼澤濕地;7 .幹枯河流。
從遙感解譯統計數據看,市內六區濕地面積2001 年比1 999 年減少49 . 9 公頃,年均減少 5 . 2 % , 全市幹枯河面積為7354 . 2 公頃,除市內六區和寧河縣外,人工濕地面積都有不同程度的增加。從我市大型水庫遙感解譯數據看,水庫占地面積遠大於實際水面面積,其中,北大港水庫占地面積為 16400 . 0 公頃,實際水面面積為 13455 . 3 公頃,於橋水庫占地面積為 11042 . 0 公頃,實際水面積為 5925 . 1 公頃,七裏海水庫占地面積為 5321 . 0 公頃,實際水面面積為 5081 . 0 公頃,團泊窪水庫占地面積為 16377 . 0 公頃,實際水面積為 5117 . 2 公頃。盡管這次遙感動態監測基本涵蓋了市域陸地各種濕地(低潮時水深不超過 6 米的水域除外),但遙感監測濕地總面積仍比規劃數據少 33008 . 1 公頃。
衛星遙感濕地保護動態監測數據表明,天津市濕地主要由坑塘窪地構成(含水庫、湖泊和人工濕地等),占天津市域濕地總面積的75 % ,其次是有水河流,占濕地總面積的11 % ,幹枯河占全市濕地總面積的4 % ,而幹枯河占河流總面積的25 % ,部分幹枯河內已經種植了農作物。
我局遙感應用成果,得到了有關部委和天津市政府的充分肯定,成為市政府實施電子政務、數字城市戰略,獲取城市資源環境空間信息的重要手段。衛星遙感影像包含大量城市信息,只有將城市遙感監測、解譯數據信息化,才能更好地發揮衛星遙感在城市管理和決策中的作用,遙感應用才能實現從信息提取到信息管理、信息分析和輔助決策的轉變。我們將密切註視衛星遙感技術的最新進展,緊緊結合城市管理和城市信息化建設需要,努力創新,通過開展衛星遙感新技術、新方法的試驗和示範應用,不斷拓寬衛星遙感技術在管理中的應用領域和範圍,積極探索新的服務機制和途徑,逐步建立城市遙感動態監測和評價體系,為城市信息化、政府科學決策和經濟、社會、資源、環境實現可持續發展服務。