城市环境遥感主要包括哪些内容？

综合国内外城市环境遥感的研究和实践，城市环境遥感的主要内容包括:

(1)城市土地利用/土地覆盖分类。土地是城市的基本承载体,土地覆盖变化是城市扩展最直接的体现形式，与各种城市环境问题密切相关。城市土地利用/土地覆药设感分类主要是利用中、高分辨率遥感数据和各种遥感分类器，对城市土地覆盖进行类，并结合各种先验知识、语义信息等构建转换和识别规则，实现城市土地覆盖到十场利用的转换。

(2)城市土壤环境和土地生态系统遥感。随着工业化的城市化的推进，城市土壤环境质量日益恶化，特别是由于城市固体废弃物、水体污染和其他人类活动的影响，城市土壤受到了重金属、微有机物、生源要素等污染，而且污染物在城市水土气体系内迁移转化，引发了严重的健康和生态风险，极大地降低了城市土地生态系统的承载力和环境容量。虽然遥感在土壤质量、土壤污染等方面的研究已取得了许多成果，但目前主要是用于反演土壤含水量等参数，在城市土壤环境监测与评价中还比较少，需要在今后加强研究。

(3)城市水环境遥感。水体在城市生态环境系统中发挥着重要的作用，但由于地表覆盖变化、各种污染源影响等，城市水资源水环境同样面临严重的问题。这一方面体现在城市水体数量的变化(特别是减少)；另一方 面体现为城市水体污染，尤其是水体富营养化。遥感信息能够识别叶绿素a、悬浮物浓度、TN和TP等水体环境质量指标，进而实现水体环境评价和水质遥感分级。

(4)城市大气环境遥感。空气污染是城市最为严重的生态环境问题。我国许多城市的空气污染都非常严重，对人体健康造成了严重的威胁。遥感技术在空气污染和大气环境监测诸方面具有非常重要的应用价值，可用于近地面空气质量(颗粒污染物、NO₂、O₃、CO等)监测、地表排放估算(如氮氧化物、挥发性有机化合物、CO、气溶胶污染源等)等方面。我国发射的环境一号卫星 (HJ-1) 已在大气环境监测评价、污染物反演中得到了有效的应用，体现出巨大的潜力。

(5)城市湿地遥感。湿地(wetland) 被称为“地球之肾”、 “生物基因库"和“人类摇篮”，是地球上最重要的生存环境和生态系统，具有稳定环境、保护物种基因和开发利用资源功能，在全球和区域生态过程中发挥着极为重要的作用。利用遥感信息获取不同时间、不同主题、不同视角的数据，是评估湿地生态系统、了解湿地过程、辅助湿地恢复决策、研究湿地生态水文学与湿地基本生态学等问题的前提和基础。遥感技术在湿地研究中主要应用方向包括:湿地提取与识别；湿地类别细分；湿地生态容量与生物量遥感估算；湿地自然地理环境调查；湿地动态监测；构建湿地信息系统。 城市湿地遥感的研究近年来受到了研究人员的高度重视，已成为城市湿地遥感非常重要的一个方面。

(6)城市植被遥感。植被在城市生态系统中发挥着生态功能、景观功能和生产功能。城市植被遥感主要包括植被过程中的地表辐射能量收支、地表湿度和温度变化、植被覆盖和土地退化、植被生物量和净初级生产力(NPP)、 植被结构和生态参数、地表生态过程、土地利用和农用地提取、陆面植被生态过程研究等。

 (7)城市热环境遥感。自Lake H就伦敦市中心的气温比郊区高的现象提出“城市热岛”概念以来，城市热环境问题一直 备受关注。尤其近几年来，在全球增温和高速城市化进程的背景下，城市热环境被认为是主导整个城市环境的要素之一，已成为城市物理环境重要的构成部分，在城市公共健康、空气质量(近地表臭氧含量)、能源消耗等方面已产生深远影响，并直接影响城市可持续发展的实现。城市热环境的遥感研究大体可分为以下三个阶段:利用卫星遥感数据结合气象观测分析城市热岛的平面结构和垂直结构，解释城市下垫面热信息的分布和结构特征;对热岛强度的变化规律和过程的研究，以便发现城市热岛的周期性变化和非周期性变化规律;通过分析变化背后的各种驱动力以揭示城市空间热环境变化机制，建立热岛强度与各种可能的影响因素如NDVI、植被覆盖度、土地利用类型、人口密度、容积率等的定量关系。

(8)城市不透水面遥感。城市不透水层是指城市中各种不透水建筑材料所覆盖的表面，包括公路、车道、人行道、停车场、屋顶等。不透水面是城市发展的主要特征，是与城市水文过程、水质面源污染以及城市植被制图等研究密切相关的重要参数。城市不透水面的空间格局和动态变化引发城市热岛效应、城市点源污染等一系列环境问题。 研究城市不透水面及其发展，对城市规划及环境治理有着重要意义。目前用于估算不透水面采用最广泛的两种方法是基于混合像元分解的亚像元级估算方法和基于硬分类的直接识别方法。植被-不透水面一土壤模型(Vegetation Impervious surfaceSoil, V-I-S模型)和混合像元分解结合是应用最为广泛的不透水面信息提取方法。

(9)城市最观生态通感。城市景观格局的形成是自然因素.生物因素和人为活动综合作用的结果。城市疑观是一种典型的人为活动占优势的景观类型，受区域和城市自身社会经济生产、管理和城市居民生活需求的强烈约束。其组分结构和时空分布格局与其他背景生态系统和景观相比，表现出明显的差异性。城市景观生态学关于城市化过程及其生态效应研究的首要任务是详细剖析城市景观的格局规律，了解城市景观格局与周边其他景观格局之间的互动关系。遥感资料在景观生态学中的应用可以归纳为三类:景观组分分类和结构识别;生态系统和景观特征的定量化;景观动态和生态系统管理。

(10)城市生态安全与人居环境遥感综合评价。将遥感数据及派生信息、调查统计数据、实地观测数据和各种生态环境专题模型结合，实现遥感支持下的城市生态环境综合评价，是推进城市环境遥感应用水平的重要方面。目前，遥感技术已在城市生态安全、人居环境、生态风险评价、生态承载力评价等方面得到了较多的应用，并成为当前和今后城市环境遥感最为重要的研究方向之一。

(11)城市环境遥感变化检测与动态分析。为了实现对城市环境动态变化及其驱动影响因素的综合分析，基于多时相遥感信息的城市环境变化检测和动态分析得到了研究人员的高度重视。一方面，可以通过多时相遥感影像变化检测或分类后比较等操作，实现对特定城市环境要素动态变化的分析;另方面，利用多时相遥感信息支持下的综合评价结果，可以实现对城市环境演变的综合动态分析。

(12)城市环境建模与模拟。基于多时相遥感信息、生态环境过程模型、驱动因子等进行城市环境动态建模、时空模拟和演变预测，对不同情景下的城市环境进行模拟和评价，是城市环境治理和生态建设的重要方向。元胞自动机、多智能体系统等在城市环境模拟中已得到了较多的应用。