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Application of remote ensing in urban ecosystem research

城市生态系统研究中遥感技术的应用



全 文 :应 用 生 态 学 报    年 月 第 ! 卷 第 ∀ 期
#∃ %& ∋ ( ∋ )∗ + , & − . ∗ / − 00. %∋ 1 ∋ #∗ .∗ 2 3 , − 4 5 。     , ! 6∀7 8 ! 9一! :
城市生态系统研究中遥感技术的应用
喻光明; 哗 中师范大学地理系 , 武汉 < ∀9 = 。7
户,;;白护【摘要】 本文提出并论证了城市生态系统研究与遥感的总体方案及主要研究方向和研究方法 ; 可 以认为 , 用遥感技术作为获取数据的手段 , 用动态大系统理论分析数据 , 并借助于专家系统和地 理 信
息系统处理和管理数据 , 可以解决城市生态系统研究中全方位信息的收集和巨大信息量的处理 两 大
难题 , 通过引入中间变量把非空间直接可测变量表述为空间直接可测量的函数 , 从而在专家系 统和
地理信息系统的支持下扩大遥感技术的应用领域 ;
关挂伺 城市生态系统 动态大系统 遥感技术 专家系统 地理信息系统
−00>?≅ Α Β?Χ Δ Χ Ε Φ≅ Γ Χ Β≅ ≅ Δ Η?Δ 5 ?Δ 4 Φ Ι Α Δ ≅ ≅ Χ ΗϑΗ Β≅ Γ Φ ≅ Η ≅ Α Φ ≅ Κ ; 3 4 2 4Α Δ 5 Γ ?Δ 5 61 印Α Φ ΒΓ ≅Δ Β
Χ Ε 2 Χ 5 ΦΑ0Κ ϑ , #≅Δ Β ΦΑ > # Κ ?Δ Α & ∗Φ Γ Α > + Δ ?Λ ≅Φ Η ?Βϑ , Μ 4 Κ Α Δ < ∀ 9 9 = 9 7一# Κ ?Δ ; ) ; −即>; ∋ ΝΧ >; ,
    , ! 6∀ 7 8 ! 9一! : 。
%Δ ΒΚ ?Η 0Α Ο ≅ Φ , ΒΚ ≅ ?Δ Β ≅ 5 Φ Α > Ο ΦΧ 5 Φ Α Γ Γ ≅ Χ Ε 毋ΙΑ Δ ≅Ν Χ ΗϑΗ Β≅Γ Φ ≅ Η ΕΑ ΦΝΚ Α Δ Π Φ≅Γ Χ Β≅ Η≅Δ Η?Δ 5
Α0 >?≅ Α Β ?ΧΔ , Α Δ Π ?Β Η Γ Α ?Δ Φ ≅ Η≅Α ΦΝΚ Ε?≅ >Π Η Α Δ Π Γ ≅ ΒΚ Χ Π Χ >Χ 5 ϑ Α Φ ≅ 04 Β ΕΧ ΦΘ Α Φ Π Α Δ Π Π ?Η≅ 4 Η Η ≅ Π Ρ
Σ 】> ≅ Α 4 ΒΚΧΦ Η Κ Χ >Π ΒΚ Α Β ?Β : 0Χ Η Η ?Ι >≅ Β Χ ΗΧ >Λ ≅ ΒΘ Χ Π ?ΕΕ ?≅ 4 >Β 0ΦΧΙ >≅Γ Η Χ Ε ≅ Χ >>≅ ≅ Β?Δ 5 Γ 4 >Β? Ρ
Π ?Γ 即Η ?ΧΔ Α > Π Α ΒΑ Α Δ Π Κ Α Δ Π >?Δ 5 Α Γ Α Η Η ΧΕ ?Δ ΕΧΦ Γ Α Β ?ΧΔ Η Ι ϑ 4 Η ?Δ 5 Φ≅Γ Χ Β≅ Η≅Δ Η ?Δ 5 Α Η Α Γ ≅ Ρ
Α Δ Η 5 Α ΒΚ ≅ Φ录Δ 5 Π Α ΒΑ , 乓Δ Α >ϑΗ ?Δ 5 Π Α ΒΑ Θ ?ΒΚ ΒΚ Χ ΒΚ印Φϑ Χ Ε >Α Φ 5 ≅ ; Η≅Α >≅ ΠϑΔ Α Γ ?≅ ΗϑΗ Β≅Γ , Α Δ Π
ΚΑ Δ Π >?Δ 5 Α Δ Π Γ Α Δ Α 5 ?Δ 5 Π Α ΒΑ ?Δ Β ≅Φ Γ Η Χ Ε ≅ Τ Ο ≅ Φ Β Ηϑ ΗΒ Χ Γ Α Δ Π 5 ≅Χ 5 Φ Α 0Κ?≅ ?Δ ΕΧΦ Γ Α Β ?ΧΔ
‘ϑ Η Β≅Γ 62 %( 7 ; Σ Κ ≅ 4 Δ Γ ≅Α Η4Φ Α Ι >≅ Λ Α Φ ?Α Ι >≅ Η ΕΦ Χ Γ Η0Α # ≅ Η ≅Δ Η‘Φ Α Φ ≅ ≅Τ 0Φ ≅ ΗΗ ≅ Π Α Η Α Ε4Δ Χ Β ?ΧΔ
Χ Ε Γ 既Η 4 Φ Α Ι Υ ≅ ΧΔ ≅ Η Θ ?ΒΚ ΒΚ ≅ ?Δ Β≅ Φ Γ ≅ Π ?Α Β≅ Λ Α Φ ?Α Ι >≅ Η 。 Σ Κ ≅ Φ ≅ Η≅Α Φ ≅ Κ Ε?≅ >Π Χ Ε Φ ≅ΒΔ Χ Β ≅ Η≅Δ Η ?Δ 5Α Ο0>?≅ Α Β ?ΧΔ : ≅Τ 加Δ Π ≅ Π Μ ?ΒΚ ΒΚ ≅ Α ?Π Χ Ε ≅ Τ 0 ≅Φ Β Ηϑ Η Β≅ Γ Α Δ Π 2 %( ;
ς ≅ϑ Θ Χ Φ ΠΗ + ΦΙ Α Δ ≅ ≅ 9 :ϑ Η Β≅Γ , . ΑΦ 5 ≅ Η≅Α >≅ Π ϑΔ Α Γ ?≅ ΗϑΗ Β≅Γ , , ≅ Γ Χ Β≅ Η ≅ Δ Η ?Δ 5 , ∋ Τ 0≅Φ Β
ΗϑΗ Β ≅Γ , 2 ≅〕5 Φ Α ΟΚ ?≅ ?Δ Ε份Γ Α Β?ΧΔ ΗϑΗ Β≅ Γ ;
 引 盲
城市生态系统是由人类和各种有机体及其
广义生存因素相互作用 、 相互联系 、 相互制约
而共同构成的集合 , 它包括人类本身及自然 、
社会 、 经济等方面的诸多因素 , 是一个庞大而
复杂的动态大系统 。 尽管在宏观上把握这种系
统十分困难 , 但人们还是作了许 多尝试 ; 过去
的9 年 , 人们认识了城市社会结构 、 经济结构
和生态结构及其空间组合之间的主要联系 , 提
粉 徐樵利教授 、 邹尚辉副教授 、 谭传凤 、 李家成、 杨方
军等同志对本研究给予了支持和帮助 , 谨此表示感谢 。
本文于   。年 : 月 Ω 日收到 ;
出了城市规划建模的方法与城市布局的一些概
念 ” Ξ , ! ! ’ Ψ 赵彤润等把系统仿真方法 引 入 北
京市生态系统的研究 〔”’ , 用 Ω 个子系统 6人口
与生活、 工业活动 、 城市服务 、 政 治 文 化 活
动 、 土地利用和环境污染 7和 Ω∀ 个变量描述了
北京市生态系统的运行情况 , 并提出了系统预
测模型 Ψ 徐篙龄等提出了生态系统的机理分析
方法 〔“ ) , 并用此分析了博达市的生态系统 Ψ 随
后他又和Ζ Α Π Π ≅ Δ 〔! ! ’将 城市按功能划分为居
住区 、 支撑区和功能区等 ∀ 个圈层 , 将各种城
市行为归结为环境 、 资源 、经济 ∀ 大类 , 然后按
各区域的行为特征分布列出城市行为矩阵 , 据
;

;
# Κ ?Δ 。 ) ; − 0 %。 ∋ ≅ Χ >; , ! 8 ∀ 6   7
∀ 期 喻光明8 城市生态系统研究中遥感技术的应用
此描述城市生态系统的特征及其与其他生态系
统的联系。 这是一个纯理论性模式 , 必须与一
定的指标体系结合才有更大的实用价值 。 李宏
文对后者作过有益的探讨 『“’ , 他提出了 昆 明
市生态系统的 < 级指标体系 , 并用此作为描述
生态系统的 目标指数。
城市生态系统的常规研究所面临的最大困
难是数据的获取和管理 ; 肖笃宁 指、 出 汇‘’ , 宏
观动态生态学最有效的方法 , 就是借助周期性
的航空 、 航天遥感摄影进行定时跟踪和监测 ,
即利用遥感技术可以较好地解决数据收集的困
难 。 如果将遥感技术与地理信息系统结合 , 则
会获得更令人满意的结果 ; 数据的管理可以通
遥 感 应 用− Ο Ο>?≅ Α Β ?Χ Δ Χ Ε Φ恤Χ Β≅ Η ≅Δ Η ?Δ 5 、
· 土地利用[ 土地覆盖
. Α Δ Π 仁留 [ . Α Δ Π ≅Χ祀 Φ
找≅ Η Χ 4 Φ ≅ ≅ >红 Λ ≅ Δ Β Χ Φϑ ∴
· 环境监洲
/Χ Λ ?Φ如Γ ≅Δ ΒΑ > Η4 Φ Λ ≅ ?>>Α Δ ≅≅
; 污染监测
0Χ >>4 Β ?Χ Δ ΒΔ Χ Δ ?ΒΧ Φ ?” 5
· 土族浸蚀
: 9  ≅ Φ Χ Η ?Χ Δ
· 城市 、 居民点和道路演变
∋ 丫Χ >4 Β?Χ Δ Χ Ε ≅ ?Β了, Η≅ ] Β>≅扭≅ Δ Β Α Δ Π Φ Χ Α Π
· 河流、 湖泊演变
# ΚΑ叱≅ Χ Ε Φ ?Λ ≅ Φ Η Α Δ Π >Α ⊥≅ Η
/ 6Τ , ϑ 7
过建立城市生态数据库来解决 , 对此 , 昊峙山
等作过探讨 〔∀ ’, 其实, 可以把城市生态 数 据
库纳入地理信息系统的统一框架 。
遥感技术在土地利用 、 各种资源清查等具
有空间直接可测特征目标的研究领域中取得的
引人注目的成果已广为人知 , 但它是否能用于
含有大量非空间直接可测变量领域的研究却有
待探讨 ; 本文试图以城市生态系统研究为例 , 论
证这种可能性的存在 , 并探讨其方法与途径 ;
一般来说 , 通过引入中间变量 , 可以把非空间直
接可测变量表述为空间直接可测量的函数 6图
 7, 据 此 , 在 遥感应 用领域内可以借助专家
系统和地理信息系统扩展其应 用领域 ;
城市生态系统结构研究
(Β Φ4 ≅ Β4 Φ Α > Φ≅ Η≅ Α Φ ≅Ι Χ Ε 4 Φ ΙΑ Δ ≅ ≅ Χ Η ϑΗΒ≅ΒΔ
· 居民与人类活动
0Χ Ο Χ >Α Β ?Χ Χ Α 8 Π 五4二 Α Χ Α ≅Β ?, ?Β?≅ Η
· 动植物
− Δ ?Γ Α >Η ΑΔ Π 0>ΑΔ ΒΗ
· 物质交换
∋ 盆≅五Α Δ 5 ≅ Χ Ε Β五≅ Γ Α Β≅ Φ ?Α >Η
· 能量流动
勘≅ Φ 5了 Ε>Χ Θ
· 建筑物与道路
_ 4 ?>Π ?Δ ‘: Α Δ Π ΦΧ Α Π Η
· 其他生 态因子及其相互影响和相互作用
Χ ΒΚ≅Φ ≅ ≅Χ >雌 ?≅ Α > ΕΑ Χ ΒΧ 丈Η , Β加 ?Φ Φ ≅ Α ≅ Β ?Χ Δ Α Δ Π
?Δ Β≅ Φ Φ≅ >Α Β ?Χ Δ
‘Ε,飞协
2 6⎯ 7 + 63 7
图 , 遥感应用与城市生态系统结构研究之间的关系
图中⎯ 艺“ α  , ! , ⋯ 7均 由大量传感器可测变量构成 , 3 ?6? 二  , ! , ⋯ 7均含有部分传感器不可侧
变盘 。 2 6⎯ 7表示遥感应用领城, + 63 7表示 城市生态系统构成 , / 6劣 ,沪是2 6⎯ 7与+ 63 7间
的联接函数 ;
/,  ;  , ≅ >Α Β ?Χ Δ ΗΚ ?Ο Ι≅ ΒΘ ≅印 Α Ο Ο>?≅ Α Β ?Χ Δ Χ Ε Φ≅βΔ Χ Β≅ Η朗Η ?Δ ‘ Α Δ Π 鱿Φ 胜≅ Β4 Φ Α > Φ ≅Η≅ Α Φ ≅Κ Χ Ε
4 Φ Ι‘Δ ≅ ≅Χ ΗΦΗΒ ≅ΒΔ ; Μ Κ≅Φ≅ ⎯感6玄二  , ! ⋯ 7 : Ν Χ Δ Η ?ΗΒ ≅ Π Χ Εχ 了 Γ ≅ Α Η4 Φ Α Ι>≅ ΛΑΦ ?Α Ι >≅Η Ι了 ΒΚ≅Η≅ Δ Η Χ Φ , 3 ?6? α  , ! , ⋯ 7 : Ο ΑΦ Β >Φ ≅Χ Δ Η ?ΗΒ≅ Π Χ Ε 4 Δ Γ ≅ Α Η口Φ Α Ι >≅ 粉 Φ ?Α Ι>≅ Η Ι了 Β卜≅ Η≅Δ ΗΧ Φ ; Σ缺
Α Δ Χ >?≅ Α Β ?Χ Δ Χ Ε Φ ≅ ΦΔ Χ Β≅ Η ≅Δ Η ?Δ 『 : Φ≅ Χ Φ ≅ Η ≅ Δ Β≅ Π ΙΛ 2 6⎯ 7、 Α Δ Π Β五≅ ≅ Χ Δ ΗΒ ?Β4 Β ?Χ Δ Χ Ε 4 Φ Ι姐 ≅ ≅Χ Ρ
广书8‘
城市生态遥感研究的基本程序
不论采用何种方法研究城市生态系统都必
须正确处理两大难题 ! 其一是全方位资料的收
集 , 其二是 巨大信息量的处理  我们认为 , 用
遥感技术作为获取数据的手段 , 用动态大系统
理论作为数据分析的工具 , 借助于专家系统和
地理信 息系统 ∀建立城市生态数据库#处理和管
理数据 , 可以较满意地解决上述问题 。
遥感技术在城市生态研究中有很大的应用·
潜力  首先 , 多平台、 多时相 、 多方式的遥感
数据为生态系统的全方位研究提供了数据获取
∃ %  & ∋ ( ) , ! ∗ ∀ + , , + #
! ! 应 用 生 态 学 报 ! 卷
禅>,Φ拼
手段 , 其次 , 利用遥感技术实时监测系统运行
情况、 修正系统模型或仿真程序极为方便 Ψ 第
三 , 用遥感方式收集资料周期短 、 费用小 , 可
为广大研究者提供机会 ; 动态大系统理论为研
究高维 、 多目标 、 动态演变的城市生态系统提
供了有效方法Ψ 专家系统和地理信息系统提供
了客观的 、 可供讨论的数据处理和分析软件体
系 , 并使遥感技术在地学领域的广泛应用成为
可能 ; 基于这些考虑 , 我们认为城市生态系统
研究可以划分为以下 < 个阶段 6图 ! 7 ;
Β扩。‘胜甲
城市生态系统分析
结构 ‘ 功能 特征
指标确定 ; 实时监控
表述体系选择 建模与仿真 对 话
研究 目的 调试 系统修正
用户要求 控制 咨询
经 济效益 优化
验证
运行
城市 信息票统 ·
系统评价与决策
人 口与生活
工业活动
城市服务
政治文化活动
土地利用
环境污染资像与灾害
其他
图 ! 城市生态系统研究 流程图
/ ?5 ; ! /%砰 Π ?Α 5 ΦΑ Γ Χ Ε 4 Φ ΙΑ” ≅ ≅ Χ Ηϑ Η Β≅ΒΔ Φ≅ Η ≅ Α Φ ≅Κ ;
! ;  第  阶段 8 城市生态系统机理分析
城市生态系统的组成要素数量极多, 分布
地域广泛 , 关联结构复杂 , 必须当Ε脊动态大系
统处理 ; 根据大系统理论 「“ ’ ,’有必要从更高
的层次上, 即从结构的角度来研究 、 分析和设
计大系统 ; 除了进一步研究城市生态系统的分
解 一协调多级结构 、 分散化结构这类具体控 制
结构外 , 对城市生态系统的模型以及各种本质
特征进行结构分析, 也是城市生态系统研究的
重要内容 。 城市生态系统的结构分析包括功能
结构分析、 特征结构分析和层次结构分析 , 通
过这些分析正确地提取具体研究内容, 指导指
标确定和数据获取 , 为建立结构模型 打 下 基
础 。
! ; ! 第 ! 阶段 8 指标6目标7体系的 确定 、 数
据获取和实时验证
指标体系的确定是城市生态系统结构分析
的具体体现 ; 目前一般采用三分法 , 即把城市
生态系统的目标指数分为生产指数 、 生活指数
和生态6环境 7指数 〔! , ’ ! ’ , 大 多数研究都支持
这种划分 ; 陈青慧等在对城市生活居住环境质
量评价的探讨中 , 选用∀9 个软硬指标 , 分 : 个
等级作为内、 中、外 ∀ 个 生活圈的生活指标 ‘= ’ ;
徐桂卿认为城市中的人 口 、 用地 、 水文 、 小气
候等既是组成城市系统的重要内容 , 又是影响
城市生态最敏感的因素 , 是衡量城市生态状况
的重要指标 〔‘。’ 。 魏保华用 : 种模型!∀ 个变量
描述公共场所的声学环境质量 ‘’‘’ ; 三分法指
际体系具有一定的客观性 , 但它还不能明确·体
现城市的功能结构、 特征结构和层次结构 。
遥感技术在城市生态研究中的潜力是一个
值得探讨的问题一般认为 ,根据遥感图象的空
间分辨率选择 , (0∗ Σ 图象和航空象片是研究
城市问题较为理想的信息源 ; ( 0∗ Σ 全色方式
的影象空间分辨率为 9 Γ , 多光谱方式6Ζ ((7
影象空间分辨率为 δ∗Γ , 它们仅可以 识别城市
的主要特征 , 并且由于前者是倾斜观察 , 还必须
进行垂直方向的匹配订正 , , ΧΗ ≅ Δ Κ Χ> Γ 对此
作了专题研究 〔’。’ 。 航空象片的分辨率随飞行
高度和相机 类 型 而 变 化 , (Β Χ> β 的 研 究 表
明 〔“”’ , 如果选择适当的大像幅相机 , 在 ! ∀ 9
⊥ Γ 以 上的高空仍能获得分辨率为 εΧ Γ 的像片 ;
Ζ εΝ Κ Α ≅> ?Η 对 Σ Ζ 图像潜力的研究有了新的突
破 “ “’ , 如果选择适当的 Σ Ζ 光谱波段按一定
的方式进行组合 , 则可以识别 Ω 级市区特征 ;
上述分析表明 , 城市生态系统研究可采用 Σ Ζ
# Κ ?Δ 。 ) 。 − ΣΟ > ; ∋ ≅ Χ >。 , ! 8 几6    7
∀ 期 喻光明 8 城市生态系统研究中遥感技术的应用
图像、 Η0 ∗ Σ 图像和航空像片作为主 要 信 息
源 , 以获取数据 ; 遥感技术对实时监测的定量
研究表明 〔‘”’ , 如果将光谱信息与空间信息相
结合 , 并采用适当的俘获 一重俘获抽样 规 则 ,
目标物的分类和计数可以达到极 高 的 精 度 ;
Μ ≅> Ν Κ 讨论了城市研究所 需 要 的 空 间 分辨
率 【! ‘’。
! ; ∀ 第 ∀ 阶段 8 建模与仿真
模型是对所观察到的对象或现象的明确解
释 , 它必须具备精确性和简易性 。 建立系统模
型时应根据 目的作出必要的简化假设 , 在精确
和简易之间求得折衷 , 使模型既能满 足系统分
析综合的精度要求 , 又尽可能简化 ’。 近年来 ,
在大系统建模 中提出了数 学 一启 发式模型的概
念 , 就是用两种不同的方式描述对象 8 一是对
象的数学模型 , 二是反映物理或技术规则的启
发式 6或逻辑语义 7模型 ; 后者作为前者的补充 ,
可用来描述在数学模型中未能包含 的 不 确 定
性 ; 本项研究是把城市生态系统当作建立在解
析模型基础上的动态大系统来描述 , 即主要是
建立解析模型 ; 解析模型按其描述的关系可分
为数学模型和结构模型 ; 数学模型根据系统的
物理性质 、 演变机理和运 动规律所建立起来的
描述系统静态或动态特性的数学关系式 , 其基
本要素是变量 、参量 、常量以及它们之间的函数
关系 , 即数学模型是描述对象的定量关系的,
结构模型是描述系统各单元之间有无联系或影
响 , 其最方便的描述方式是有向图 , 即用图的
方式表达系统的结构 ; 此外 , 有一种最直接的
矩阵表示方式称为邻接矩阵 6Α Π εΑΝ ≅ Δ Ν ϑ Γ Α Ρ
ΒΦ 议7 , 它是一种 与有向图描述功能完全对应 的
矩阵 ; 城市生态系统建模的 目标是在建立整体
结构模型的基础上建立局部数学模型 ;
仿真可看作是用适当的模型代替原动态系
统研究其性质的实验方法 ; 在许 多情况下 , 由
于在动态系统中直接进行检测或实验是高代价
或有风险的 , 以 及经济和可靠的原因 , 必须借助
于仿真技术 ; 对于正在规划或设计中的尚不存
在的系统或对于不能进行实验的系统 , 仿真还
是进行系统分析的唯一手段 ; 由于城市生态系
统的高维性和复杂性 , 直接进行实验是不可能
的 , 因此 , 数字仿真在城市生态系统的动态大
系统建模中占有十分重要的地位 。
! ; < 第 < 阶段 8 模型解释与信息输出
专题分析和结果综咨是模型解释的重要方
式 。 城市生态系统的专题分析包括城市生态系
统的评价 与决策 、 人 口与生活 、 工业活动 、 城
市服务 、 政治文化活动 、 土地利 用 、 环 境 污
染 、 资源与灾害及其他方面的专题 分 析 与 研
究 , 并对各专题的成果进行系统综合 , 从而构
成完整的城市信息系统 。
城市信息系统信息的输出有不同的方式 ,
根据城市生态系统理论研究和城市规划等实践
活动的不同需要 , 城市生态系统的研究报告应
具有实用价值和理论意义 ; 因此 , 所建立的模
型除应给予理论解释外 , 还必疚为有关部门提
供具有指导意义的研究报告 。 研究的最终 目的
是要建立起与导出模型相适应的城市生态系统
数据库或信息系统 , 为了广泛服务于社会 , 对
于不同的用户所要求的不同信息输出形式和要
求 , 在建库过程中应予以考虑 ; 为了便于广泛
的联系与研究 , 数据库的建立还应满足地理信
息系统的建库要求 , 自觉地为地理信息系统服
务 。
∀ 问题讨论
∀ ;  数据获取
遥感数据 6图象 7是重要的信息源 , 但不一
定能直接 用于城市生态系统的分析 , 从遥感图
象中获取城市生态系统研究所需要的数据是本
课题的一个重要内容 , 如图 ∀ 所示 , 其基本过
程 包括遥感图象收集 、 图象处理 、 判 读 、 制
图 、 数字化等 , 可以通过开发遥感应 用与机助
制图专家系统来完成 ;
∀ ; ! 专家系统的开发
专家系统是指需要专家经验和智慧才能解
#Κ ?Δ , ) 。 − 00%; ∋ ≅ Χ >。 , ! 8 ∀ 6 工7
!吕< 应 用 生 态 学 报 ! 卷
金Ζ [ ( 0∗ Σ 图象  航空象片 专家系统 现有资料
地图 φ文字 其 他图像判读 几何订正 匹配
目视判读 机助分类
图象 象片 地图 匹配
原始地图
实 时监控 卜州 野外验证
系统分析与信息 处理
最后成图
专题地 图 >其他地图   点式数据
特征参数
毓空资再 】青景参数
数字化 格式标准化
图象数据库 特 征数据库
系统信息
媒介文件
图 ∀ 从遥感 图象 中获取城市生态系统数据的基本过程
/?5 ‘ ∀ / 4 皿Π Α Γ ≅ Δ ΒΑ > Η ΒΑ 5≅Η ΕΧ Φ Π Α Β Α Α ≅ γ 4 ?Η ?Β ?Χ 肚 Χ Ε 4 Φ ΙΑ Δ ≅ Ν Χ £了5 Β≅‘
ΕΦ Χ Γ Φ ≅ Γ Χ Β≅ Η≅Δ Η Ψ Δ 5 ?Γ Α犷: ;
决实际问题的计算机系统 , 它是综合处理和分
析专业信息 , 并能作出可行性最佳决策的一种
技术工具 。 它是用人工智能技术模拟专家的研
究经验与方法 , 根据用户提供的信息与要求进
行分析、 推理 、 解释 , 为用户提供建议和决策
的高技术系统 ; 不同专业的专家系统具有不同
的结构和功能 , 因而在科研和生产领域中充当
不同的角色 ; 城市生态遥感专家系统所需要承
担的任务是在一定程度上取代人工从遥感图像
中获取数据 , η 并通过建模分 析作出解 释 与 决
策 , 因此 , 城市生态遥感专家系统应是遥感应
用专家系统与城市生态专家系统两套专家系统
的结合 , 即它必须具备下列功能 8
· 图像数字化处理
, 信息提取 与分析
· 专题制图
· 城市生态数据库的管理
; 模型调试与解释
‘ 城市环境分析与评价
· 城市生态决策
通过专家系统不但可以得出城市生态系统
分析与决策的现势成果 , 还可以建立生态数据
库以备长期使 用 。
∀ ; ∀ 城市生态数据库与地理信息系统
城市生态数据库按 一定的方式贮存和管理
城市环境信息数据 , 是 区域地理信息系统的一
部分 ; 城市生态数据库的建立是为城市发展战
略研究和城市生态系统研究提供环境信息和数
据科学管理的先进方法 ; 数据库管理和检素的
有效性取决于所采用的数据编码方法和文件结
构的设计 〔‘“’ ; 对数据库结构的研究是目前讨
论最多的, 也可能是最有希望的研 究 课 题 之
一 〔‘∀ ’ ; 它与方法库和模型库的结合则构成地 ’
理信息系统 .‘ , : 8 ;
# Κ ?Δ ; ) ; − 00 %。 ∋ ≅ Χ >。 , ! 8 ∀ 6    7
∀ 期 喻光明 8 城市生态系统研究中遥感技术的应用 ! :
< 结 语
遥感技术 、 自动制图技术和地理信息系统
三者结合在生产建设中应 用和地理学研究中的
巨大潜力早 巳引起人们的重视 〔“’ ; 遥感 技 术
可以为资源开发和环境监测提供丰富的宏观信
息 , 并为信息系统和制图系统 的数据更新提供
可靠的数据源 , 但是对浩如瀚海的社会经济统
计数据 、 人类活动的信息和各级行 政 边 界 信
息 , 遥感技术却无法解决 Ψ 自动制图技术为地
理信息时空分布和成果输出提供了 先 进 的 手
段 , 但涉及区域综合 、 方案优选和战略决策等
重大目标的管理 , 只有依靠信息系 统 才 能 解
决 〔‘ ! ’。 因此 , 城市生态系统研究借助于 士述
三者结合的高技术系统 , 可以达到 预 期 的 目
的 。
参 考 文 献
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赵 彤润 。  : ; 系统仿真方法在城市生态系统研 究中的应
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旬: − Δ Π ≅ ΦΗ Χ 幻 , 1 ; , ; ≅ Β Α > ;   : Ω ; − ≅ >Α Η Η Χ Ε Α >‘Χ Φ Ρ
ΒΚΓ Η Ε Χ Φ ≅ Δ 4 几 ≅ Φ Α Β ?Δ 5 Φ Α Φ ≅ Χ Ιε≅ Ν ΒΗ 4 Η ?Δ 5 Η0 Α Β?Α >
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