日本城市绿地覆盖率评估方法比较：航拍与卫星影像的权衡分析

《Environmental and Sustainability Indicators》：Comparison of Methods for Green Cover Assessment: Options of Aerial Photography and Satellite Imagery in Japanese Municipalities

　　本研究针对日本政令指定都市在绿地覆盖率调查中方法不统一、结果难以比较的问题，系统分析了航拍、卫星影像及固定资产税评估摄影三种方法的应用现状与选择动因。通过问卷和访谈，揭示了成本、分辨率与数据连续性之间的权衡关系，发现城市规模与财政能力显著影响技术选择，并强调了维持数据时序一致性的重要性。研究成果为城市绿地监测提供了平衡精度、成本与连续性的实践指导，对推动可持续城市发展具有重要参考价值。

　　

在城市日益混凝土化的今天，绿地如同镶嵌其中的翡翠，不仅美化环境，更承担着改善城市气候、提供休闲空间乃至促进居民心理健康的多重功能。然而，一个基础性问题困扰着全球的城市规划者：我们究竟有多少绿地？这个看似简单的问题，在日本的不同城市却可能得到基于不同“标尺”测量的答案。由于调查方法和“绿地”定义的不统一，各城市的绿地覆盖率数据如同不同单位的货币，难以直接比较，严重制约了科学决策和有效政策的制定。

正是在这一背景下，Yuki Sofue、Rintaro Shimazu和Ryo Kohsaka等研究人员在《Environmental and Sustainability Indicators》上发表了他们的最新研究，将目光聚焦于日本行政级别最高、最具代表性的20个政令指定都市，深入探究了这些城市在评估绿地覆盖率时，如何在航拍摄影、卫星影像等技术手段之间做出选择，其背后的考量、面临的挑战以及由此带来的启示。这项研究如同一把钥匙，试图解开城市绿地调查方法背后的“黑箱”。

为了回答这些问题，研究人员主要采用了问卷调研和深度访谈相结合的方法。他们向日本20个政令指定都市负责公园绿地总体规划的部门发送了问卷，内容涵盖城市基本信息、最近一次绿地调查所采用的方法及其选择理由、以及方法变更的历史与动因。此外，研究团队还选取了其中七个城市进行了面对面的深度访谈，以获取更详尽的细节。基于收集到的数据和公开的城市统计信息（如人口、面积），研究人员进行了相关性分析，探讨了城市特征与调查方法选择之间的内在联系。

3.1. 绿地定义与调查方法现状

研究发现，目前20个政令指定都市中，有8个使用航拍摄影，10个使用卫星影像，2个未进行绿地覆盖率调查。选择航拍的城市看重其高分辨率和从正上方拍摄带来的高精度优势，并且有城市强调是为了与历史数据进行对比，保持时间序列的一致性。有趣的是，半数使用航拍的城市并非专门为绿地调查进行拍摄，而是利用了其他部门为“固定资产税评估”所拍摄的航拍照片。另一方面，选择卫星影像的城市则青睐其多光谱数据（如近红外波段）在植被识别上的优势，成本较低也是重要原因之一。所有使用卫星影像的城市都采用了机器识别技术进行绿地判读。

3.2. 调查方法的转换情况

在过去二十多年间，有九个城市经历了绿地调查数据的转换，其中七个是从航拍或其他方法转向了卫星影像。然而，也存在从卫星影像转回航拍的特例，转换原因首次是为了降低成本，第二次则是为了保持数据连续性。在讨论方法转换时，预算、数据准确性和一致性是最常被提及的考量因素。而未进行转换的城市，除了上述因素外，还普遍提到了人力资源不足的限制。

3.3. 使用航拍摄影城市的特点

对使用航拍的八个城市进行分析发现，调查成本与是否使用固定资产税评估影像呈显著负相关。这意味着，利用现有的税评影像可以大幅降低绿地调查的成本。此外，调查分辨率、城市总面积、森林面积等因素也与某些选择特征存在相关性，表明较大或植被覆盖复杂的城市可能更倾向于高精度数据。

3.4. 使用卫星影像城市的特点

对于十个使用卫星影像的城市，分析显示调查成本与城市总人口规模呈高度正相关。这表明人口越多、财政能力通常越强的大城市，会投入更多资金进行绿地调查。使用卫星影像的城市更普遍地借助咨询公司进行分析，并且方法转换与城市面积等因素也存在关联。

3.5. 各城市选择调查方法面临的挑战与对策

成本压力是推动方法转换的主要原因之一。除了直接更换方法，各城市还采取了多种策略来降低成本，例如将调查范围限定在建成区、结合使用不同方法（城区用卫星、偏远岛屿用航拍）、采用机器识别以减少人工、以及利用现有的固定资产税评估航拍照片。研究特别指出，利用税评照片时需注意拍摄季节问题，因为冬季拍摄的影像可能无法反映落叶植物和草本植物的真实绿量，一些城市通过结合其他GIS数据进行补充修正来解决这一问题。同时，多数城市非常重视数据的前后一致性，以确保能够准确追踪绿地随时间的变化趋势。

3.6. 绿地调查费用趋势与影响因素比较

成本分析揭示了不同方法下费用的驱动因素差异。对于卫星影像组，调查成本与人口规模关系更密切，而与城市面积的相关性不强，这可能是因为图像购买成本更受分辨率和所需影像数量（与城市形状有关）的影响。对于航拍组，无论是专门拍摄还是使用税评照片，调查成本都与城市面积呈强正相关，因为拍摄面积直接决定了飞行成本和照片数量。进一步分析发现，即使使用税评照片，其成本随面积增长的趋势与专门拍摄并无显著差异，推测是因为使用非理想季节的税评照片可能需要额外的数据处理工作来弥补不足。

本研究清晰地揭示了日本主要大城市在绿地覆盖率评估方法上的多样性与复杂性。决策并非简单地追求最高精度或最低成本，而是在成本、准确性和数据连续性三者之间寻求艰难平衡。城市规模、财政能力、既有技术路径依赖以及跨部门协作（如利用税评影像）共同塑造了最终的选择。研究强调，未来推动城市绿地监测，需要提供更具弹性和针对性的指导方案，认可并支持不同资源条件和技术背景下的城市选择最适合自身的调查路径，而非追求一刀切的标准化。同时，促进城市间的经验交流、探索区域合作与数据共享平台，将是帮助资源有限的城市突破困境、提升绿地监测能力的关键方向。这项研究不仅为日本城市提供了实用的决策参考，其关于方法权衡的深刻见解也对全球范围内面临类似挑战的城市具有重要的借鉴意义。