利用卫星遥感监测城市土地资源

利用卫星遥感监测城市土地资源

2007-11-12 | 作者：天津市规划和国土资源局 | 来源：国土资源信息化 | 【大中小】【打印】【关

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准确、现势的土地利用信息，定城市社会、经济发展规划、计划和宏观决策的重要依据。及时准确掌握土地利用变化情况，是加强城市规划和国土资源动态管理、确保城市总体规划和土地利用总体规划实施、切实保护耕地的必要前提条件。然而，常规手段难以快速反映土地资源利用变化的现状、分布、特征及其发展趋势，难以有效地监测城市总体规划和土地利用总体规划的实施，难以及时发现、查处和控制违法用地和违法建设，不利于动态开放型城市土地系统的建立、土地可持续利用和土地集约化经营。

近年来，随着卫星遥感影像分辨率的提高，为城市规划和国土资源管理对快速、动态、现势、精准的城市土地利用信息需求提供了支持。可以说，城市遥感正在向我们悄悄走来，卫星遥感技术在城市规划和国土资源管理上的应用，将带动城市规划和国土资源管理方式的变革。2001 年，我们利用SPOT 和TM 图像按季进行四次土地利用卫星遥感动态监测工作，为天津市耕地保护、土地规划、土地利用变更调查和土地执法监察提供了大量的动态变化信息，在此基础上，又在市域湿地保护、市域主要公路两侧建筑物变化、中心城区扩展和变化等方面进行了探索性应用，取得了显著成效。

一、土地利用卫星遥感动态监测

1999 年，国土资源部开始对部分大、中城市进行卫星遥感土地利用动态监测工作（一年一次）。近年来随着我国城市化进程的不断加快，城市土地利用增速较快，为了更好地掌握城市土地利用现状，从2001 年起，我们每年按季进行四次市域土地利用卫星遥感动态监测，从监测效果看，像天津这样的直辖市，每年进行四次土地利用动态监测十分必要。

2001 年前三季度动态监测变化信息分为新增建设用地占用耕地、新增建设用地占用非耕地和可疑变化用地三类。在总结2001 年前三季度土地利用动态监测工作的基础上，结合土地管理需要，第四季度增加荒地、建设用地、水域变为耕地和新增坑塘水面占用耕地两类解译信息。

第一季度卫星遥感动态监测报告362 块变化图斑，实地变化274 块，实地未变化88 块。实地变化的图斑中，增量建设占用土地100块，存量建设用地内部变化83 块，农业结构调整用地91 块。其中养殖业用地20 块，蔬菜大棚、地膜用地71 块。存量建设用地主要分布在塘沽经济开发区和城市建成区内，增量建设用地项目超过半数使用耕地，相当部分建设用地没有审批手续。

第二季度卫星遥感动态监测报告289 块变化图斑，实地发生变化241 块，实地未发生48 块。实地变化图斑中，增量建设占用土地165 块，存量建设用地内部变化50 块，农业生产结构调整用地26 块。其中养殖业用地巧块，蔬菜大棚和地膜用地H 块，存量建设用地主要集中在塘沽经济技术开发区和汉沽区城市建成区内，增量建设使用耕地比例加大，增量建设用地未批先建现象较多，农业结构调整用地增速较快。

第三季度卫星遥感动态监测报告1468 块变化图斑，实地变化1123 块。第三季度变化图斑增速较快，第三季度遥感监测图斑占前三季度总量的69 % , 农村建设项目零星用地现象较为突出，占用耕地量较多，农业生产结构调整增速较大。其中，水产养殖用地主要集中在宝抵区、津南区和西青区，畜牧业生产用地主要集中在武清区、宁河县和静海县，农业科技示范园建设主要集中在津南区。

第四季度卫星遥感动态监测报告变化图斑583 块，实地变化图斑424 个，新增建设用地182 块，存量建设用地99 块，农业生产结构调整用地图斑143 块。高速公路建设占用耕地占新增建设用地的50 . 1 ％。建设项目占用耕地主要集中在津南区、北辰区、大港区、宝低区，农业结构调整用地主要集中在蓟县、津南区、宝抵区、东丽区、西青区和大港区。第四季度增加荒地、建设用地、水域变为耕地、新增玩猪水回占用耕地监测项目，从监测情况看，部分区县荒地、建设用地、水域变为耕地数量较少，存在较大差距。

遥感监测报告显示第三季度占用耕地量增幅较大，各区县占用耕地量不均衡，占用耕地最多的是宝抵区，占全市全年遥感报告占用耕地总量的21 . 8 % ，其次是西青区，占全市全年遥感报告占用耕地总量的巧．8 % ，津南区占用耕地占全市全年遥感报告占用耕地总量的14 . 8 ％。

遥感监测报告显示天津市2001 年建设项目占用非耕地最多的是塘沽区，占全市遥感报告占用非耕地总量的30 .

1 % ，其次是大港区占全市遥感报告占用非耕地总量的17 .

2 % ，津南区占用非耕占全市遥感报告占用非耕地总量的1

3 .

3 ％。

2001 年，建设项目占用耕地占遥感报告总变化面积的72 . 5 % ，建设项目占用非耕地占遥感报告总变化面积的6 .

3 % ，遥感发现2001 年建设项目占用耕地和占用非耕地之比约为11 : l 。

2001 年遥感报告建设项目占用非耕地量变化不大，前三季度报告占用耕地量呈现逐季度增长趋势，特别是第三季度增幅较大，第二季度报告占用耕地量是第一季度的2 . 5 倍，第三季度报告占用耕地量是第一季度的9 . 6 倍，第四季度有一定程度下降，第四季度报告占用耕地量是第一季度的5 . 8 倍，可疑用地图斑面积与占用耕地面积存在一定的相关性。

遥感监测实施一年多来成效显著，总监测面积为41 , 757 平方公里，经实地调查核实，共监测到各类土地利用变化图斑2 , 702 块，变化图斑总面积为89 , 670 亩，其中，监测建设用地变化量为52 , 845 亩，监测农业生产结构调整用地变化量28 , 920 亩，耕地变化量为49 , 200 亩。

二、中心城区扩展及建筑物变化卫星遥感动态监测

遥感具有从空间和时间尺度上，对城市形态和城市发展变化进行动态监测的优势，具有现势性强、图像直观形象、反映城市建设实际的特点，根据城市管理和发展需要，利用卫星遥感技术，对城市内部地物进行定期动态监测，可以节省大量的人力、物力和财力，对现代城市建设和管理具有重要意义。

近年来，随着我国城市化进程的不断加快，城市建设日新月异，城市内部改造规模之大前所未有，新的住宅小区不断涌现，城市建成区面积不断扩大，城市建设布局、文化内涵、人居环境质量、城市功能、基础设施建设都发生了巨大的变化。如何更好地掌握城市建设现状，更好地动态监控城市建设，确保城市规划的实施，及时减少违法用地、违法建设现象的发生，已经成为城市建设、规划管理信息化需要解决的重要问题。同时，要瞄准国内城市规划设计先进水平，建设一流大都市，城市规划设计必须实现科学化、规范化，利用卫星遥感技术提供的城市动态、现势、多源、多时相、精准的数字化图像，结合城市建设实际，从中解译大量的城市信息，服务管理，已经成为城市规划和国土资源管理的发展趋势。

我们利用 1999 年10 月和2001 年10 月SPOT 和TM 卫星遥感数据，解译天津市中心城区1999 年10 月至2001 年10 月间的城市内部改造和城市边缘扩展信息。城市扩展及变化分为城市内部改造、城市扩展占用耕地和城市扩展占用非耕地三类。

从本次中心城区城市扩展及变化遥感监测数据看，1999 年10 月至2001 年10 月天津市中心城区建成区扩展4892 公顷，其中犯％为占用耕地， 25 ％为占用非耕地，截止2001 年10 月，中心城区建成区总面积是24804 . 9 公顷。我们还利用本次监测机会，专门解译了中心城区现有耕地面积，遥感监测数据表明， 2001 年10 月中心城区耕地面积为4351 . 7 公顷。

从遥感监测建筑物变化图斑分布看，城市内部改造建设项目分布比较分散，城市西南部、西北部和东北部变化较大，城市建设比较集中。城市扩展建设面积大于城市内部改造面积，城市扩展建设面积占中心城区变化面积的57 % ，内部改造建设面积占中心城区变化面积的43 ％。遥感监测报告显示，城市扩展建设项目多数为居住和工业项目，园林绿化、公共设施等非盈利项目偏少，旧区改造和新区建设部分项目存在规模小、地块数量多的现象，有待形成规模建设。

三、主要公路两侧建筑物变化卫星遥感动态监测

通过对1999 年以来卫星遥感图像的综合分析，我们发现，近年来，随着城市公路交通事业的不断发展，公路两侧建筑物变化较大，这类建设用地主要是企事业单位建设、民宅和路边店建设，占用耕地现象比较普遍，城市主要公路两侧既是建设热点地区，也是容易发生违法建设、违法用地的地区之一，因此，主要公路两侧建设用地，是我们开展卫星遥感动态监测的重点目标区域。

主要公路是指国家一级、二级公路（含高速公路）。主要公路两侧建设用地分为建设用地占用耕地、建设用地占用非耕地和可疑图斑三类。遥感监测数据报告，1999 年10 月至2001 年10 月，市域（中心城区除外）主要公路两侧新增建筑物占用耕地1313 . 1 公顷，新增建筑物占用非耕地 197 . 8 公顷，可疑图斑面积为 558 . 3 公顷，建筑物占用耕地面积占总监侧变化面积的 63 % ，建筑物占用非耕地面积占总监测变化面积的10 % ，建筑物占用耕地面积是建筑物占用非耕地面积的6 . 6 倍。我们专门到津南区咸水沽进行实地调查，调查证实遥感动态监测报告变化图斑基本属实。

从本次遥感监测报告建筑物占用土地情况看，主要公路两侧建筑物占用耕地（特别是基本农田）现象比较突出，其中津南区最为突出，主要公路两侧建筑物占用耕地面积占全市主要公路两侧建筑物占用耕地总面积的26 % ，其次是静海

县占22 % , 宝抵区占13 ％。

调查发现，部分区县一定程度上存在着建设项目用地与土地利用总体规划不符的现象，如，津蓟高速公路宝抵段主要公路两侧出现数块面积较大的占用基本农田项目，部分占用耕地项目不符合公路两侧建筑物有关管理规定，未按规定退线。

四、湿地保护卫星遥感动态监测

湿地具有维持生物多样性，蓄洪防寒，降解污染，调节气候，防止自然灾害等多种功能，对于城市而言，湿地则具有“城市之肾”的美誉，城市湿地生态系统一旦遭到破坏，将很难恢复。

近年来，天津市域湿地萎缩，湿地污染加重，湿地生态遭到破坏。由于自然和人为等多方面原因，天津自然界长期演变形成的湿地正在不断退化和丧失。造成这种状况的主要原因是，大量水库、塘坝拦截了客水，使洼淀的水资源不能及时补充，各地大规模兴修农田水利，城乡建设规模不断扩大，海河流域降水减少，水污染对湿地环境的严重影响等，因此，如何尽快摸清我市湿地现状，查找湿地环境恶化成因，制定合理的保护和利用湿地规划，已经成为天津湿地保护工作的当务之急。因此，我们结合天津市湿地保护总体规划，本着重点突出、确保监测质量、有所创新、不断拓展遥感应用领域的原则，充分利用航天遥感多源、多时相的优势，开展天津市2001 年度湿地保护卫星遥感动态监测工作。

鉴于目前没有湿地保护分类国家标准，在参考相关文献的基础上，我们做如下分类：1 ．泻湖湿地；2 ．河流湿地；

3 ．湖泊湿地；

4 ．海岸滩涂；

5 ．人工湿地；

6 ．沼泽湿地；

7 ．干枯河流。

从遥感解译统计数据看，市内六区湿地面积2001 年比1 999 年减少49 . 9 公顷，年均减少 5 . 2 % , 全市干枯河面积为7354 . 2 公顷，除市内六区和宁河县外，人工湿地面积都有不同程度的增加。从我市大型水库遥感解译数据看，水库占地面积远大于实际水面面积，其中，北大港水库占地面积为 16400 . 0 公顷，实际水面面积为 13455 . 3 公顷，于桥水库占地面积为 11042 . 0 公顷，实际水面积为 5925 . 1 公顷，七里海水库占地面积为 5321 . 0 公顷，实际水面面积为 5081 . 0 公顷，团泊洼水库占地面积为 16377 . 0 公顷，实际水面积为 5117 . 2 公顷。尽管这次遥感动态监测基本涵盖了市域陆地各种湿地（低潮时水深不超过 6 米的水域除外），但遥感监测湿地总面积仍比规划数据少33008 . 1 公顷。

卫星遥感湿地保护动态监测数据表明，天津市湿地主要由坑塘洼地构成（含水库、湖泊和人工湿地等），占天津市域湿地总面积的75 % ，其次是有水河流，占湿地总面积的11 % ，干枯河占全市湿地总面积的4 % ，而干枯河占河流总面积的25 % ，部分干枯河内已经种植了农作物。

我局遥感应用成果，得到了有关部委和天津市政府的充分肯定，成为市政府实施电子政务、数字城市战略，获取城市资源环境空间信息的重要手段。卫星遥感影像包含大量城市信息，只有将城市遥感监测、解译数据信息化，才能更好地发挥卫星遥感在城市管理和决策中的作用，遥感应用才能实现从信息提取到信息管理、信息分析和辅助决策的转变。我们将密切注视卫星遥感技术的最新进展，紧紧结合城市管理和城市信息化建设需要，努力创新，通过开展卫星遥感新技术、

新方法的试验和示范应用，不断拓宽卫星遥感技术在管理中的应用领域和范围，积极探索新的服务机制和途径，逐步建立城市遥感动态监测和评价体系，为城市信息化、政府科学决策和经济、社会、资源、环境实现可持续发展服务。