“3S”技术在城市“两违”动态监测中的应用

随着城市的快速发展和城乡一体化建设,“两违”现象日益突出,严重影响了城乡规划,破坏了正常用地秩序。“两违”包括违法建设和违法占地,常规监测“两违”措施包括日常巡查和群众举报,需要耗费大量的人力、物力。为全面整治“两违”,各地市相继出台了一系列的政策和措施加大打击和治理力度,但仍存在屡禁不止的情况。

近年来,“3S”技术得到了突飞猛进的发展,为城市“两违”的监测和治理提供了新的技术手段。

RS技术的应用

高景一号卫星星座是我国第一批面向商业用途的多手段高分辨率光学遥感卫星星座,由高分辨率光学遥感卫星,高分辨率合成孔径雷达遥感卫星和视频/超光谱卫星组。目前,在轨行的4颗卫星均为0.5 m分辨率光学遥感卫星,高景一号的4颗卫星的设计技术指标和配置状态基本一致,2016年发射的01组⒉颗卫星组网可对80%的全球地区实现1天重访,4颗卫星可实现对全球可观测地区每天重访1—2次。结合气象卫星云图合理编排成像任务规划,利用晴天窗口采集影像,基本可满足市、县级重点监测区域一月一覆盖的监测需求。高景一号4颗光学卫星全色影像分辨率为0.5 m,多光谱影像分辨率为2m,包含4个波段,分别是蓝﹑绿、红、近红外波段。为了增加疑似“两违”图斑内业解译的可靠性,需要对高景一号卫星的全色和多光谱影像数据进行融合处理以得到0.5m分辨率的多光谱影像,在提高影像空间清晰度和纹理特征的同时保留丰富的光谱信息并尽量减少光谱失真。

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GIS技术的应用

目前,遥感影像变化图斑提取的方法有 3 种: 计算机自动解译,计算机自动解译+人工目视解译及完全目视解译。高分辨率遥感影像具有丰富的纹理和空间信息,但计算机自动解译地表覆盖变化存在一些中低分辨率不具有的难点和不确定性,使得对城市区域进行变化监测获得的结果存在阴影、图像配准、阈值选择、检测方法选择和图像后处理等方面的误差更为突出。目前,针对 高分辨率遥感影像计算机自动变化检测算法多是针对一小块研究区域,所包含的地物类别有限,没有涵盖城市“两违”监测所涉及的所有类别变化情况。其误检率和 漏检率与业务化应用需求还存在一定的差距。因此,计算机自动解译算法对于高分辨率影像业务化自动监测的适应性还有待进一步研究,目前的实践及研究表明完全目视解译准确率最高。由于大量的伪变化图斑会增加外业核查人员的工作,降低工作效率,因此,要求各类图斑具有较高的准确性。同时为了确保遥感监测手段对城市新增“两违”现象进行有效的遏制,对内业图斑的漏检率也有较高的要求。基于ArcGIS软件采用目视解译的方法可以有效的提取变化图斑,并进行内业筛选和属性标注。

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GPS技术的应用

高景一号卫星的预正射标准产品在不考虑地形误差和侧摆角影响下,无控定位精度能够在侧摆角25°范围内达到优于7.5 m(中误差)的定位精度。为了得到更高的平面位置精度和相邻影像的接边精度,满足外业核查精准定位要求,需要野外采集平面和高程控制点来对遥感影像进行几何校正。RTK(Rral-Time Kinematic),即载波降位实时动态差分定位,是GPS新技术发展的典范,网络RTK实时即可达到厘米级精度,为外业控制点采集提供了高效的技术手段。在野外控制点采集中,采用RTK技术采集精准控制点的三维坐标数据,用于高分辨率影像的正射校正处理。工作人员通过将手持端GPS导航定位功能、导航电子地图、高分辨率遥感影像底图结合,可以快速定位并达到图斑位置进行现场核查。

基于高分辨率卫星数据,综合运用3S技术,可以实现城市 “两违”疑似图斑的快速提取、并及时进行外业核查,实现 “天上看、地上查、网上管”的全方位“两违”监管。通过卫星数据一月一采集,疑似图斑一月一上报,上报数据一月一核查,形成“两违”监管的高压态势,为有关部门全面整治“两违”提供助力。


(原文出自测绘与地理空间信息)