城市违建动态监测巡查服务项目

1 项目概述

1.1 项目简介

城市违建动态监测巡查服务项目主要是利用高分辨率主被动卫星遥感数据，定期监测城市土地及建筑变化，为城市规划国土监察提供服务。

本项目结合被动遥感（即高分辨率光学遥感数据）分辨率高、解译容易的优势，同时结合利用雷达数据不受云雨干扰、全天候、全天时、观测角度相对固定、对高度突变敏感的优势，可实现对城镇建筑、建设变化监测快速的全域覆盖，改变大量依靠人工进行巡查的传统方式，减少大规模人工巡查压力，同时提高及时性和准确性。改变传统违建执法仅靠现场调查的方式，实现执法部门直接获取违建图片、违建数据、违建历史建设信息，做到执法人员执法有力有据，胸有成竹。

1.2 项目内容

本项目旨在建设一个“天、空、地”一体化的“两违”巡查管理服务系统，充分融合卫星遥感数据资源优势，筛检地表变化信息，结合信息系统中的合法建筑数据，以甄别出违法建筑，为后续执法提供重要依据。执法完成后的土地建筑变化将在后续周期遥感图像中得到持续性的跟踪确认，防止违章建筑拆除后原地再次出现违法建设。

其中主要内容包括：

1. 利用雷达遥感数据，监测出高度快速变化的建筑，同时利用高分辨率光学数据，监测出新增或者改建的建筑，提供变化区域的矢量、中心经纬度等；

2. 接入规划合法建筑数据，甄别出疑似违章建筑，结合高分光学遥感数据或者无人机数据，对疑似区域进行进一步核查，确定该周期内疑似违章建筑清单；

3. 对违章建筑清单任务包括疑似违章建筑的坐标数据、估算面积、历史对比图片，便于现场执法人员执法

2 项目主要内容和部分成果

围绕城市违章建筑管理执法存在的突出问题和薄弱环节，通过卫星遥感自动监测手段，结合运用云计算、大数据、物联网等现代信息技术，开展城市违章建筑信息自动采集、智能识别分析、自动变化检测、在线监测预警、统一管控治理等体系建设，为城市架起“太空之眼”，对城市违章建筑进行360°全方位无死角监控治理，实现城市违章建筑监测管理的自动化、信息化、标准化、精细化、动态化、统一化，将城市整体管理水平提升到新高度。建立卫星遥感数据采集监控标准体系，运用影像数据（光学图像、雷达）自动识别和快速拼接等功能，加强建筑目标等结构数据的快速分析识别能力。其监测方案流程如下：

图1 总体业务主要流程

2.1 雷达数据建筑变化服务

该服务主要利用雷达遥感高频次、不受云雨影响以及对高度

变化敏感等特点，通过前后时相的雷达数据进行变化监测，检测出地物高度及地表类型的变化，但是由于雷达数据的分辨率较低（10m）以及雷达不易解译等原因，对较大范围的变化或者快速高度的突变等具有较好的监测能力。下图2是对深圳是坪山区2018年1月和2月的变化监测图，图中蓝色和黄色是发生变化的区域，灰色是未发生变化的区域，红色线条是行政区划边界。

图2 深圳坪山区2018年2月SAR变化检测图

2.2 违法建筑高分辨率遥感检测服务

结合雷达所监测出的变化点，结合高分辨率光学影像(一般需要优于1m)，对地表的变化进行进一步的检测和核查，识别建筑变化的类型，提高监测精度，减少误报漏报、减少现场核查工作量。

如图3所示，为利用2019年9月和2019年12月0.5m分辨率的数据监测的福州市闽清县白樟镇的某处变化，图中红色框内为变化的区域。

图3 闽清县白樟镇的某处建设变化

图4 闽清县白樟镇违规建设对比分析报告

2.3 无人机光学核查服务

由于违章建筑有些面积较小，通过高分遥感影像很难进行甄别，因此对于难以识别的违章建筑，在条件允许的情况下，可以利用无人机进行核查。在确定无人机拍摄区域后，利用无人机进行相应影像获取，对比前一时期的无人机影像，通过自动配准、自动变化检测等技术，自动获取前后两个时期无人机影像上的变化，如图5所示，为前后两个时期的无人机影像，以及两个影像的变化。

图5 无人机影像核查示意图

陈甫 副研究员
中国科学院空天信息创新研究院
chenfu@aricas.ac.cn
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