基于Google Earth的唐山市區(qū)公共綠地分布狀況分析

李 誠

（唐山師范學院 資源管理系，河北 唐山 063000）

基于Google Earth的唐山市區(qū)公共綠地分布狀況分析

李 誠

（唐山師范學院 資源管理系，河北 唐山 063000）

城市綠地面積是衡量城市綠化程度的重要指標。以唐山市路南、路北、高新區(qū)的公共綠地為研究對象，從Google earth上獲取多源融合的遙感影像數(shù)據(jù)，運用RS和GIS技術提取研究區(qū)綠地，建立研究區(qū)綠地數(shù)據(jù)庫，獲取綠地圖斑數(shù)，進行區(qū)綠地內(nèi)部、外部分析，對區(qū)域內(nèi)綠地面積進行比較分析，為區(qū)域綠地規(guī)劃和城市建設提出建議。

唐山市；公共綠地；RS；GIS

城市綠地是一座城市的有機組成部分，是衡量一座城市環(huán)境建設和人居環(huán)境的重要指標。城市綠地不僅可以美化城市環(huán)境，更是城市空氣的主要凈化器，具有非常重要的生態(tài)功能和效益[1,2]。國內(nèi)外許多學者專家如此做了大量研究，本文選擇唐山市路南、路北、高新區(qū)的公共綠地為研究區(qū)域，在遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術支持下，對研究區(qū)域的綠地進行研究，通過來源于Google earth的遙感影像數(shù)據(jù)和GIS技術提取唐山市綠地，建立唐山市綠地數(shù)據(jù)庫，縱橫向比較區(qū)域內(nèi)城市公共綠地面積，以期為區(qū)域綠化建設和城市轉(zhuǎn)型提供建設性意見。

1 研究區(qū)域概況

1.1 自然概況

唐山位于東經(jīng)117°31′E - 119°19′E，38°55′N - 40°28′N，東隔灤河與秦皇島市相望，西與天津市毗鄰，南臨渤海，北依燕山，以長城為界，與承德地區(qū)相接。唐山市位于燕山南麓，地勢北高南低，自西、西北向東及東南趨向平緩，直至沿海。市區(qū)以平原為主，市內(nèi)有大城山、鳳凰山、彎道山三座山。主要河流有陡河、青龍河，較大的湖泊有南湖、鳳凰湖等。唐山市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，季風明顯。年平均氣溫 10.6攝氏度左右，年平均降水量644.2毫米，無霜期平均180天。

1.2 社會經(jīng)濟概況

唐山市是中國北方的一個重要沿海港口城市，河北省域中心城市，也是環(huán)渤海新型工業(yè)化基地、首都經(jīng)濟圈的重要支點，唐山市多次被評為國家園林城市和國家衛(wèi)生城市及全國文明城市。

唐山市總面積13 472平方公里，轄2市6區(qū)6縣6開發(fā)區(qū)。2市為遵化市、遷安市；6區(qū)為路南區(qū)、路北區(qū)、古冶區(qū)、開平區(qū)、豐南區(qū)、豐潤區(qū)；6縣為灤縣、灤南縣、樂亭縣、遷西縣、玉田縣、唐?？h。6開發(fā)區(qū)為高新技術開發(fā)區(qū)、曹妃甸工業(yè)區(qū)、南堡開發(fā)區(qū)、海港開發(fā)區(qū)、蘆臺經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、漢沽管理區(qū)。本文研究范圍主要涉及高新技術開發(fā)區(qū)、路北區(qū)和路南區(qū)。

1.3 綠地概況

唐山市綠化以創(chuàng)建生態(tài)城市為目標，開展綠化唐山行動，大力實施“主城區(qū)綠化、城市周邊綠化、交通公路綠化、工業(yè)區(qū)綠化、鄉(xiāng)村綠化、百里礦區(qū)生態(tài)修復綠化”六大工程。完成造林1.3萬公頃，義務植樹1 002萬株，拆墻透綠10萬多延長米。市中心區(qū)實施大城山、鳳凰山綠化改造及城市道路住宅小區(qū)全覆蓋工程。唐山市綠地系統(tǒng)是由公園、廣場、道路綠地、居住區(qū)綠地、附屬綠地五大系列組成的一個有機聯(lián)系的體系，其中主要以公園綠地為特色，現(xiàn)有南湖、鳳凰山、大城山、大釗、彎道山五座公園。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.1.1 影像數(shù)據(jù)的選取與拼接

綠地面積是一個城市建設的重要組成部分，城市綠地分布狀況是衡量城市綠地面積程度的重要標準。要獲取城市綠地分布狀況關鍵在于綠地面積的獲取。一般的作法是調(diào)查人員在實地調(diào)繪出綠地的范圍，然后在地圖上量算出綠地面積，由于所要計算的范圍一般都會非常大，如果所有綠地都是通過調(diào)繪來確定范圍，那么就需要花費大量的人力、物力和時間[3]。但是，隨著航空遙感技術的發(fā)展，高分辨率遙感影像在國內(nèi)開始得到廣泛的應用，而這些遙感影像的出現(xiàn)，也給城市綠地面積的計算提供了更為有效而便捷的方法[3]。

本文所采用的遙感數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來源于Google Earth，影像采集制作時間為2009年11月15日。就唐山市區(qū)綠地變化而言，不同的季節(jié)季相變化較大，最為理想的時相為6月份—9月份，在這個時間段內(nèi)，遙感影像上各種綠地類型光譜特征明顯，易于判讀。由于合適時相的遙感圖像為收費數(shù)據(jù)，限于研究性質(zhì)和經(jīng)費，本次研究所選用遙感影像數(shù)據(jù)為Google Earth上多源遙感數(shù)據(jù)融合的高清影像數(shù)據(jù)，地表分辨率為1m。在獲取遙感數(shù)據(jù)時，在Google Earth中所選視角海拔高度為1km，采用截圖與順序移屏方法，保證每幅影像具有一定重疊。在實際操作中，為保證研究區(qū)域遙感數(shù)據(jù)準確性和可操作性，我們共計截取圖像522幅，然后將其拼接，獲得整幅唐山市區(qū)遙感影像圖像。

2.1.2 遙感圖像預處理

遙感圖像在成像過程中，由于種種原因使得所獲取的遙感影像大部分或多或少有些問題，這樣就不能直接把遙感圖像應用到生產(chǎn)實踐中，因此在使用之前首先要對遙感影像進行預處理。圖像的預處理主要包括輻射校正和幾何校正兩種類型。

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輻射校正方法的選擇可能對結(jié)果造成直接的影響，從理論上講，輻射校正如果采取的方法正確，校正的正確率可以得到99.996，但實際應用中，一般達不到這種正確率。

幾何校正包括系統(tǒng)誤差校正和幾何精校正包括兩種類型。系統(tǒng)誤差校正一般很少用到。幾何精校正一般適合與在地勢平坦的平原地區(qū)。在本次研究中，由于唐山市的大部分地區(qū)地勢都比較平坦，因此比較適合運用幾何精校正。

2.2 研究方法與技術流程

在對遙感影像綠地信息的提取中，主要采用的是目視解譯的方法。目視解譯的主要步驟有：首先要熟悉獲取影像的平臺、遙感器、成像方式、成像日期、彩色合成方案等；其次是建立解譯標志，通過圖像資料的對比分析、與實地的對比驗證，建立各種地物在不同遙感圖像的解譯標志。具體根據(jù)影響特征，即形狀、大小、陰影、色調(diào)、顏色、紋理、圖案、位置和布局建立起影響和實地目標物之間的對應關系。再次地面實況調(diào)查，在室內(nèi)解譯的圖像不可避免地存在錯誤，這就需要野外實地調(diào)查與驗證。根據(jù)野外實地調(diào)查結(jié)果，修正預解譯圖中的錯誤，細化預解譯圖，形成正式的解譯原圖[4]。

采用運用GIS技術對唐山城市綠地進行研究分析，以遙感影像為基礎，通過運用GIS技術把遙感影像中的綠地信息提取出來，再進行分析。技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線圖

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 公共綠地數(shù)據(jù)提取

唐山市公共綠地提取包括綠地的數(shù)量、面積及人均綠地面積等。這些指標可以從數(shù)量上反映唐山城市公共綠地的基本狀況，也是傳統(tǒng)上衡量一個城市綠化質(zhì)量的重要指標。本次研究中，在ArcGIS中導入唐山市區(qū)的遙感影像圖，通過遙感影像進行人機交互目視解譯，獲取公共綠地數(shù)據(jù)庫。這里需要說明的是由于本項研究采用的尺度較大，這樣造成小型斑塊的綠地信息在遙感圖片上無法精確提?。ū热缧械罉渲悾?，加上“異物同譜”和“同物異譜”現(xiàn)象，造成一些地會出現(xiàn)偏差[5]。最終獲取的唐山市綠地分布狀況如圖 2、表1所示。

圖2 綠地分布狀況示意圖

在本次研究中，依據(jù)（圖2和表1）唐山市遙感影像建立的公共綠地數(shù)據(jù)庫所獲取的數(shù)據(jù)，得出圖斑數(shù)為1 680個，最大圖斑面積為 1 010 257.91平方米，最小圖斑面積僅有22.65平方米，圖斑總面積為8 504 069.95平方米，即在唐山市遙感影像圖上有效提取綠地的綠地面積為8 504 069.95平方米，分布范圍涉及高新區(qū)、路北區(qū)和路南區(qū)。

3.2 綠地數(shù)據(jù)對比分析

表1 唐山市綠地分布

表2 唐山市市區(qū)五大公園綠地對比

由表2可見，在唐山五大公園中，南湖綠地面積最多，占五大城市公園綠地總面積的 40.79%，南湖作為唐山中央生態(tài)公園和2016年世界園藝博覽會的舉辦地，建設力度相當大，綠地率為各個公園之首；其次是大城山，占12.71%；彎道山綠地面積最少，僅占0.95%，彎道山公園的綠地率就相形見絀了，這主要是因為彎道山的所處區(qū)位的限制，在該區(qū)沒有更多可以用來植樹造林的土地?？傊?，造成不同區(qū)域公園綠地面積差異的原因是主要是因為各個公園所處地理位置不同，發(fā)展歷史和經(jīng)濟文化狀況各異，重視程度也不同，導致各個公園綠地面積的有別。

4 結(jié)論

通過對唐山市遙感影像進行解譯，得出唐山市區(qū)公共綠地分布狀況是以城市公園綠地，交通線綠化帶，居民區(qū)綠化帶為主體，其中城市公園綠地是本次研究的重點。

4.1 唐山市公共綠地分布不均勻，區(qū)域分布差異大

城市綠化是城市基礎設施建設的重要組成部分，從圖表分析中可知，唐山市公共綠地主要集中在五大公園區(qū)、沿陡河區(qū)，其他區(qū)域分布呈分散狀；整體看南部好于北部，沿建設路兩邊區(qū)域好于其他區(qū)域。

4.2 公園綠地為主

在唐山五大公園中，南湖綠地面積最多，占五大城市公園綠地總面積的 40.79%，南湖作為唐山中央生態(tài)公園和2016年世界園藝博覽會的舉辦地，建設力度相當大，綠地率為各個公園之首；其次是大城山，占 12.71%；彎道山綠地面積最少，僅占0.95%，彎道山公園的綠地率就相形見絀了，這主要是因為彎道山的所處區(qū)位的限制，在該區(qū)沒有更多可以用來植樹造林的土地。

4.3 城市空間有限，不適宜建設大規(guī)模的綠地

小面積的綠地建設有待于進一步加強。如加強小面積的防護綠地、交通綠地（街頭綠地和行道樹）、小區(qū)綠地、單位附屬綠地的建設。這些小面積的生態(tài)綠地建設，可以靈活地補充城市的綠地不足。它們可以改善城市的環(huán)境質(zhì)量和城市景觀的視覺功能，美化城市環(huán)境。這對于空間有限的市區(qū)來說更有著重要的意義[6-9]。

4.4 圖像解譯水平有待進一步提高

在本次研究中，通過對唐山市遙感影像進行解譯，所獲取的綠地圖斑數(shù)為1 680個。其中最為精確的是唐山市的五大公園的圖像解譯，精度可達95%。由于影像質(zhì)量和解譯經(jīng)驗的不足，有許多綠地未能有效提取，還有一些無法提取，比如道路系統(tǒng)兩側(cè)的綠化帶，居民區(qū)樓與樓之間的綠化帶等等，在今后的研究中有待改進。

[1] 朱定國.洪湖市綠地建設規(guī)劃的對策研究[J].江漢大學學報(自然科學版),2009,(6).

[2] 王耕.大連城市園林綠地規(guī)劃初探[J].地域研究與開發(fā). 1999,(3).

[3] 黎展榮,王龍波.利用高分辨率影像計算影響城市綠地覆蓋率[J].測繪通報,2006,(12).

[4] 楊博,劉義.農(nóng)業(yè)遙感影像目視解譯技術要點[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2008,(4).

[5] 上海園林科學研究所.上海市綠化遙感綜合調(diào)查專題論文集[J].上海園林科技,1990,(4).

[6] 沈濤,等.基于遙感的烏魯木齊市綠地資源信息提取技術研究[J].福建林業(yè)科技,2004,(6).

[7] 許新莉.蘭州市城市綠化建設研究[J].西北師范大學碩士論文,2009,(5).

[8] 劉業(yè)平,吳普英.城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃指標體系若干問題探討[J].河北農(nóng)業(yè)科學,2008,12(10)：69-72.

[9] 周焱.九江市區(qū)園林綠化現(xiàn)狀分析與發(fā)展對策[J].現(xiàn)代園藝,2010,(6).

（責任編輯、校對：王淑娟）

Distribution of Urban Public Green Space Based on Google Earth in Tangshan

LI cheng

(Department of Resource Management, Tangshan teacher’s college, Hebei Tangshan 063000)

Urban green space is a measure of the degree of the key indicators of urban greening. In this paper, Lubei, Lunan, high-tech zones Tangshan, were taken as study objects. Multi-source remote sensing image data fusion was got from Google earth. RS and GIS technique is used to extract the study area green space, to establish a greenbelt study area database, to get the number of green polygons. On the base of analysis of green space and comparison of the regional green area, suggestons were given for area green space planning and urban construction.

Tangshan; public green space; RS; GIS

2010年唐山市科學技術研究與發(fā)展指導計劃（10140215c）

2011-07-13

李誠（1981-），男，山西長治人，碩士，唐山師范學院資源管理系助教，研究方向為資源與環(huán)境遙感。

X87

A

1009-9115(2011)05-0108-03