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城市高层建筑遥感调查方法研究 ——以上海市为例 付小毛韩雪培 华东师范大学地理系200062 摘要。城市建设日新月异，高层建筑则是城市的标志。城市建设现状的调查，尤其建筑现状的调查已刻不容缓， 其关键是具有高效的调查手段。本文以上海为例，对城市高层建筑遥感调查方法进行了有益的探索。特别是针 对建筑物高度的调查，创新性地提出了基于QuickBird遥感影像的新阴影长度法。该方法具有与影像参数无关 及阴影长度计算自动化的特点，因而具有高效、适用范围广等特点． 关键词t 高层建筑 遥感调查 回归分析 1．前言 城市化和城市现代化是人类历史发展的必然规律，也是社会进步的一种标志。同样，在人们的心目 中高楼大厦则是现代化城市的第一标志。城市现代化水平似乎比的就是高层建筑的数量和高度。在现今 我国城市化不断扩大的背景下，建筑工地在各个大小城市随处可见，一批批旧建筑被拆除，一幢幢新楼 被竖起，城市建设的相关问题也就不断涌现出来。任何事情都有它的两面性，如果违背自然规律、片面 追求所谓的城市化，使城市建设进入发展的误区，最终将导致不可持续发展的灾难。2001年上海市规划 设计院和上海市地质调查研究院联合进行的专题研究表明：上海市所面临的地质灾害——地面沉降与城 市建设关系密切0-31。这同样是其他许多城市面临的问题。为了避免灾难的发生，必须进行科学的规划， 当然城市规划不能闭门造车，现状调查是前提和基础。对于城市管理部门来说，只有对本地区的现状做 到心中有数，才能够进行正确的引导和调整。因此对每一个城市来说，其建设现状的调查都应该做到常 抓不懈。这就需要探索出一套有效的、能够跟上城市建设步伐的调查方法体系。 2002年，作者等人参加了国土资源部设立的“上海市国土资源遥感综合调查”的科技攻关课题，其 子课题“上海市城市建设现状遥感调查”的任务之一就是上海市外环以内中心城区的高层建筑调查， 包括其水平分布及垂直高度调查。这项调查的难点在于建筑高度的调查。通常建筑高度的调查方法有实 地调查法、航片解译法、阴影长度量算法等。上海是个国际大都市，其中心城区(外环以内)的面积约 670平方千米，高层建筑近6千幢。上述这些方法由于经济上和效率上存在的缺陷而不能适用。作者在上 海市城市建设现状遥感调查工作中探索出一种基于QuickBird遥感影像的城市建筑调查方法——新阴影 长度法。实践证明，这种方法不仅精度好，而且效率高，具有较高的推广价值。 2．高层建筑调查方案设计 上海市中心城区建设现状遥感调查以Quickgird遥感影像为基础资料。以大比例尺地形图为控制， 以野外调查为补充进行的。通过充分的预研究，以及任务实施过程中的不断调整，形成了如图1所示的 技术路线。 364 图1上海市中心城区高层建筑调查框图 2．1资料分析 高分辨率可达No．61米。高分辨率使我们能够精确地勾绘出建筑物的轮廓，尤其是高层建筑。 QuickBird影像的缺点是阴影短，不足以区分楼层的细小差别。但从另一个方面来说，其阴影残缺 现象也较少，加之QuickBird成像与太阳同步，各阴影长度与相应建筑物高度的相关性能够保持一致， 因而有利于进行大范围的回归分析。基于这一点，作者进行了相关的理论分析和实践应用，形成了建筑 物估算的新方法一新阴影长度法(具体分析见2．34,节)。 2．2信息提取 2．2．1高层建筑信息提取 高层建筑在遥感影像上有不同于一般建筑的影像特征，表现为建筑突出，立体感更强，可以看出其 一定的高度。加上高层的阴影也比较长，因而可以将高层从遥感影像上识别出来，通过屏幕跟踪可以较 容易地提取高层建筑的矢量化信息。但由于QuickBird成像的投影差，使得影像上高层建筑的顶部与底 部相差较远，且一般不能看到其底层之全部，因此在勾绘高层建筑个体的轮廓边界时采取先描后移的方 法。即先在可见的高层建筑顶部描绘其基本形状，再将其以该建筑较清晰的根部拐点为准移到根部，如 图2所示。 365 图2高层建筑个体解译方法示例 解译获得的高层建筑数据信息，必须经过一定的坐标转换，或者解译前就对