城市是一个复杂的生态系统,不断产生着物质、能量、信息的交换。植被是城市生态系统的核心组成部分,对改善城市环境至关重要。随着我国社会经济快速发展,“城市病”、城市环境问题日益突出。在我国大力开展生态文明、美丽中国和城镇化建设的背景下,全方位、多视角科学分析、度量和评价城市植被显得更加重要而迫切。因此,中国科学院空天信息创新研究院孟庆岩研究员自2010年带领团队提出并发展城市绿度空间遥感研究方向。经对近10年研究成果的总结和凝练,形成《城市绿度空间遥感》(孟庆岩 著. 北京: 科学出版社, 2020.03)一书。
城市绿度空间遥感是从多维度,综合植被类型、生理生态参数、三维空间分布特征等从空间尺度研究城市绿地。以城市宜居度为出发点,基于多源数据,深入研究植被二维、三维结构参量提取技术,建立城市绿度空间度量模型,开展城市绿度空间评价遥感建模及检验,探索城市绿地-建筑物空间配置的定量关系和模型区域适应性,研究城市绿度空间作用机理及其生态效益,进而形成系统、完善的城市绿度空间遥感研究方向和技术流程。
▲ 层级景观模型及乔木三维结构
《城市绿度空间遥感》一书体系完整,内容丰富。在介绍城市绿度空间内涵、科学与应用价值的基础上,重点论述城市植被二维、三维信息提取技术,城市绿度空间二维、三维度量技术和多尺度感知技术,同时探讨城市绿度空间遥感评价技术。城市绿度空间遥感通过探索“卫星遥感+航空遥感+近地遥感”的技术优势,构建城市植被多维信息提取—绿度空间度量—多尺度感知—空间优化配置—遥感综合评价的完整技术体系,促进城市植被研究由二维向三维立体观测发展,实现对城市植被数量、质量和人文感知量的定量度量。
该书从多维度、多视角、多尺度、多角度系统研究城市植被。多维度,即二维层次介绍面积法、格网法等,三维层次展示城市绿度空间的度量方法。多视角,即实现对城市植被数量、质量和人文感知量的定量度量。多尺度,即从精细尺度、中尺度、大尺度分析城市植被演变特征。多角度,既尝试科学度量城市植被自然属性,也分析城市植被对人居环境贡献度的社会属性。总体上,突出城市植被遥感研究的系统性和实用性。
▲ 建筑空间与绿度空间配置关系示意图
▲ 在不同楼层看绿度空间的视角感受
▲ 观察者与行道树的空间几何关系示意图
该书在技术上力求系统性和实用性。在技术系统性方面,从城市植被分类、二维参量提取、多源数据三维信息提取、多维度人文感知空间度量、城市植被评价、空间优化配置、区域适应性分析等方面进行阐述,形成较完整的城市绿度空间遥感技术体系。在技术实用性方面,该书期望强化“遥感+多学科”的理念,从遥感、生态、环境等多学科交叉的角度开展研究,以提高成果的实用性。此外,在数据源选择上力求多源化,如多光谱数据、多空间分辨率数据、机载 LiDAR 数据、街景数据等,努力提高技术的可推广性和业务化水平。在各章中,介绍各专题技术流程,并举出案例,使技术方法可复演,以提高其实用性。
▲ 街景图像获取及分类
《城市绿度空间遥感》一书是孟庆岩研究员团队近10年研究成果的系统总结,在探索城市植被遥感新思路、新方法及应用研究方面具有一定的创新性。全书共 7 章。第 1 章简要介绍城市绿度空间的内涵、科学意义与应用价值、现存问题及解决方法。第 2 章介绍研究区与数据预处理技术。第 3 章介绍城市植被二维、三维信息提取技术。第 4 章介绍二维尺度城市绿度空间度量技术。第 5 章介绍三维尺度城市绿度空间度量技术。第6 章分别从建筑物尺度、建筑楼层尺度和街道尺度介绍城市绿度空间感知模型构建技术。第 7 章探讨城市绿度空间遥感评价。
孟庆岩研究员带领团队提出并发展了城市绿度空间遥感学科方向。作者将多年研究成果进行系统总结,形成专著,供大家阅读、交流,十分有益。《城市绿度空间遥感》是国内首部从遥感视角全面、系统、多维度研究城市植被的专著,有助于推动城市环境遥感的发展,丰富城市景观生态学的内涵。衷心祝贺该专著的出版面世,祝愿作者将“城市绿度空间遥感”学科方向发展的更快、更好。
希望有更多的专家、学者关注并支持城市绿度空间遥感,积极投身于卫星遥感应用事业,使我国卫星遥感从行业应用走向区域和大众应用,早日实现我国的航天强国梦。
——“两弹一星”元勋 孙家栋院士
本文摘编自《城市绿度空间遥感》(孟庆岩 著. 北京:科学出版社,2020.03)一书“前言”“序”,有删减,标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-064606-4
《城市绿度空间遥感》一书可供城市规划、园林绿化、环境保护和城市管理工作者参考,也可作为高等院校、科研院所相关专业的参考书。该书通过挖掘多源遥感数据的有效信息,从遥感视角全面、系统、多维度研究城市植被,实现将城市植被看得更准、更快、更系统的目标,将为推动城市绿度空间遥感研究方向的发展起到重要促进作用。
(本文编辑:刘四旦)
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