遥感图像检测与识别用于节约型校园评价体系的可行性分析

遥感图像检测与识别用于节约型校园评价体系的可行性分析
作者：孙宁范威徐战利
来源：《科技创新与应用》2015年第04期
摘要：节约资源是当今世界热切呼吁的一大主题，也是我国的基本国策，我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.7%，建筑节能是我国节能减排工作的重点。

自改革开放以来，中国政府已颁布了多项法律法规对节能指标、节能监管体系等作了明确的规定。

而高校作为资源消耗量大的大型公共建筑、作为教育科研及社会服务的重要基地，应该是建设节约型社会的中坚力量，对高校的节约型建设水平研究也具有重大意义。

关键词：遥感图像；检测与识别；节约型；校园规划
以定量研究方法与理论定性研究方法相结合的方式来充实新兴的节约型校园研究理论，有助于构建科学、合理的节约型校园研究方法论体系，为节约型校园进一步研究及建设提供参考和建议，为节约型校园的制度改革与完善提供可行的思路和方法。

1 节约型校园规划评价体系对高校建设具有积极作用
通过科学方法建立的评价指标体系，能促使节约型校园规划工作的目标具体化。

一方面，依据评价指标制定考核标准，有助于对节约型校园研究的现状做出科学、合理的定位，从源头上了解目前节约型校园研究的实况并呈现节约型校园规划过程中存在的弊病，对症下药，进一步丰富完善节约型校园的理论和实践体系；另一方面，使高校管理部门知晓评价结果，为高校管理部门决策提供依据，通过量化评价，能够清楚本校节约型校园规划的优势和差距，明确今后的努力方向，对高校进一步的建设产生积极的正面导向作用。

2 遥感图像检测与识别有助于对节约型校园规划提供客观依据
通过对已建成的大学校园进行遥感图像检测与识别，我们能够在不具备先验条件的情况下，快速地对该校的校园进行区域与功能划分。

校园建设是一个动态的过程，建筑经过外部装修、增加构筑物、增加层数、改变使用功能、拆除、再建后会有很大的变化，绿化在数年甚至数十年后变化很大，有的地方存在临时建筑或者违规建筑，等等，这些都是在校园规划图纸上体现不出的，通过对遥感图像的分析就能很好的对变化进行呈现，并能够与规划图纸相辅相成，这种情况下进行节能评估，能为决策者更好的了解现状，提供更为客观依据创造条件。

同时，通过对拟建的大学校园地块进行遥感图像检测与分析，能够在实地测量前，快速地了解该地块的整体概况，对该地块上的建筑物、绿地、荒地、水地等各种地块及与周边关系进行快速区分，对是否使用该地块及后续的实地测量和设计等提供客观依据。

3 遥感图像检测与识别用于节约型校园规划评价体系的研究内容
3.1 校园功能区域划分
通过对研究校园遥感图像的分析，对建筑区域进行识别，根据各种建筑功能的特点，并依据建筑校园规范将建筑划分为教学科研区、行政办公区、学生生活区、教工生活区等各个功能分区，分析功能分区划分是否合适。

对所有建筑进行识别，并能通过计算容积率等经济技术指标，为后续具体研究对象提供基础数据和整体概念。

3.2 道路检测与识别
对校园内部道路和对外出入口进行识别，并根据道路宽度、走向、分割、各个功能区间道路联系、是否形成环路、是否存在死路等，对整个道路的车流、人流进行分析，并结合实际的人流、车流情况，对改善道路状况提出建议。

3.3 绿化植被检测与识别
对校园内绿化进行区分，计算绿化率等经济技术指标。

对乔木进行数量计算和种类识别，分为环境友好型和环境不友好型树木，将对本地风土及立地条件适应性强，抗逆性强，病虫害少，又能抵抗、吸收多种有毒气体，有观赏性等特性的树木归为环境友好型树木，将容易产生飘絮、渣滓、油渍，不适应本地风土等特性的树木归为环境不友好型树木。

计算环境友好型树木比率。

3.4 建筑的体型分析
建筑体型系数S为建筑物与室外大气接触的外表面积A与其所包围的建筑空间体积V的比值，根据《民用建筑节能设计标准》，一般来来说，在同样体积的情况下，该系数越低越好。

控制或降低体型系数的方法，主要有几点：减少建筑面宽，加大建筑进深；适当增加建筑物的层数；建筑体型不宜变化过多，应追求规整、简洁。

3.5 建筑的朝向分析
选择合理的建筑朝向是节能建筑群体布置中首先考虑的因素。

在其他条件相同的情况下，东西向建筑耗热量要比南北向的高，而且建筑物主立面朝向冬季主导风向，会使空气渗透量增加。

因此建筑物朝向宜采用南北或接近南北向，偏角不宜超过15度，主要房间宜避开冬季主导风向。

还需要考虑以下因素：冬季有适量阳光射入室内；炎热季节尽量减少阳光直射室内；夏季有良好的通风等。

3.6 建筑的采光分析
自然光是一种最洁净的绿色光源，良好的采光可以节约大量照明用电，通过计算该建筑所处纬度年平均阳光照射量与建筑采光面积比值可知该建筑年均采光量，通过计算该建筑年均采光量与该建筑建筑面积比值可知该建筑年均平均采光量。

为获得较好地采光质量，还应注意以下问题：防止眩光；注意光的方向性，应避免直射和遮挡。

3.7 建筑的通风分析
根据清华大学在全国范围内做的一次调查，除睡眠时间外任何时候都喜欢自然风的人占被调查者总数的75.5%，最喜欢自然风吹风方式的占88.3%，这说明了自然风带给人们的舒适感是机械不能比拟的。

本着节能降耗的设计原则与降低室内污染的角度考虑，建筑在绝大多数的情况下，应采用自然通风，利用风压和热压原理可以实现建筑的自然通风。

如以下几个因素可提高建筑的通风效果：进深15m能较好提供自然通风；有玻璃天窗，可加热空气加强拔风效应；附近的景观植被与水面可改善临近空气质量并降温。

3.8 建筑的保温分析
通过对带有红外频谱的遥感图像，可以分析建筑的外立面温度，对于选取同样或接近材料的外墙的建筑物，炎热天气外立面温度低或者采暖季节外立面温度高就说明该建筑的保温性能差，再结合墙体材料导热系数、墙体厚度系数及建筑外表窗户面积比例，可以大致分析出该建筑的保温效果好坏。

4 结束语
可以看出，对校园的功能分区、道路交通、校园环境和建筑的布局、体型、朝向、采光遮阳、通风、保温隔热、照明等节能指标展开研究，对以上各方面的实际耗能情况进行合理的评估和计算，并经过对设计单位和规划部门、环保部门的咨询，将以上各方面划为不同的模块，进行定性分析，确定每一个模块的权重值，最后构建节约型校园评价模型是充分可行的。

但是该模型系统较为庞大，技术水平要求高，各个模块的实际效能分析需要经过专业人员的充分讨论和经验的积累和借鉴，并需要经过大量的测试和调节，作为一名研究遥感图像研究方向的博士生的研究课题是可行的。

参考文献
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[5]朱炳贵.数字城市与城市地理信息系统[J].测绘软科学研，2002（1）.
作者简介：孙宁（1982-），男，籍贯：辽宁，工作单位：西安电子科技大学，研究方向：工程管理、校园规划，研究生学历，工程师。

范威（1982-），女，籍贯：河南，工作单位：西安电子科技大学，研究方向：大学生思想政治教育，研究生学历，职称：讲师。