遙感技術在城鄉規劃監察中的應用

劉德明 （合肥市測繪設計研究院，安徽 合肥 230061）

0 前 言

近年來，隨著城市建設的快速發展，少批多建、未批先建等違法建設現象屢建不鮮，在規劃尚未實施的城鄉結合部位這種現象尤為突出，傳統的人工巡查方式，已無法適應目前現狀，如何快速、及時地發現違法建設，定位、定性、定量，是規劃管理部門多年來一直研究的課題。

為加強宿州市的城市規劃管理工作，加大對城市規劃區范圍內違法建設活動的打擊力度，宿州市規劃局準備利用遙感技術對宿州市規劃區域約370km2的地表覆蓋實施全面的動態監測，為宿州市規劃局科學決策提供精確的信息保障，建立一套行之有效的違法建設動態監控工作機制。為此，宿州市規劃局委托合肥市測繪設計研究院提供技術支持。

遙感影像輔助規劃監察，其原理是充分利用遙感影像真實性強、信息量大、視野廣闊、面積大、概括性強、易于了解概貌的特點，短期內可得到相同區域的重復數據，利用兩期或多期遙感圖像，直觀地發現地表覆蓋的變化狀況，從而便捷地獲取變化區域地表建筑增減的數量、位置、占地面積等信息，為規劃核查提供依據。

宿州市違法建設動態監測項目，2013年9月立項，2013年11月完成，利用兩個時點的影像數據，共查出地表覆蓋變化區域36910個圖斑，占地面積為1583.2 ha，在影像圖上標注變化區域坐落的位置，按新增、改擴建、拆除建（構）筑物3項歸類統計形成報表。該項目是既我院2011年底完成住建部《遙感技術在城鄉規劃中的應用》課題研究之后，是我省利用遙感技術輔助城鄉規劃監察又一次的成功應用。

1 工作流程（見圖1）

2 資料情況

圖1

2.1 影像資料

①一期影像采用2008年5月航攝數據，覆蓋監測區域227.6km2（見圖2），其中真彩色影像86km2，黑白影像141.6km2。

航飛采用RC30膠片相機，像幅大小為23cm×23cm，掃描分辨率為21μ，滿足1∶1000地形圖測繪要求，TIF格式。

②二期影像采用2013年5月QuickBird衛星影像，全色波段，影像地面分辨率為0.61m，面積350km2（見圖3），覆蓋整個監測區域，TIF格式。

兩期影像的地面分辨率滿足動態監測要求，能辨認與影像分辨率相匹配的地面覆蓋要素。

圖2 一期影像

圖3 二期影像

2.2 地形圖資料

①覆蓋監測區域的1∶10000地形圖數據，面積428km2，DWG格式。

②1∶1000地形圖數據248km2，覆蓋監測區域230km2，DWG格式。

地形圖資料用于影像數據預處理使用。

另外，宿州市規劃局提供了該市的規劃路網數據，DWG格式，用于格網劃分。

3 格網劃分

為提高數據處理的速度，將監測區域劃分為104個格網，依格網內主要地理名稱作為格網的名稱。

利用宿州市規劃路網數據，結合地形圖數據，在衛星影像圖上劃分格網。為保證不遺漏，依線狀地理要素為格網線，如道路、鐵路、街道、河流等。

4 數據處理

遙感圖像處理采用Erdas Imagine軟件，對照1∶1000、1∶10000地形圖和遙感圖像，選取地面控制點，進行航空像片正射校正、鑲嵌，衛星遙感圖像幾何校正，按格網裁剪。

4.1 一期航空圖像正射校正

一期影像數據采用航攝方式獲取，所攝物體在像片上的投影屬中心投影，需隔片對航空像片正射校正，將其轉換為正射投影。

在Erdas Imagine軟件中，輸入單張航片數據，啟動幾何校正模塊，輸入航攝模式參數，航片內定向，設置投影參數，讀取地面控制點（6個以上），求解轉換模型參數，對航空圖像采用雙線性內插重采樣。為提高后續工作機器運行速度，將重采樣后的圖像轉換為IMG格式。

由于本次監測區域地勢平坦，故只利用現有1∶10000地形圖高程信息制作DEM數據模型。

航片內定向殘差大于1個像元時，要重新內定向；求解轉換模型參數的地面控制點殘差和中誤差，一般情況下，大于1個像元的控制點應刪除，并重新選取、求解，直到滿足要求后，進行圖像重采用，重采樣的像元大小同原始航片。

然后對正射校正后的航空像片進行鑲嵌，按劃分的格網裁剪。

4.2 二期衛星遙感圖像幾何校正

二期圖像為QuickBird衛星影像，全色波段，TIF格式，大小1.07G。使用Erdas Imagine軟件，采用二次多項式模型一次性幾何校正。實際工作中，比對衛星影像和地形圖，選取地面控制點。點位一般選擇校正圖像和地形圖都容易識別的同名地物，如道路交叉點、建（構）筑物的拐點等?？刂泣c應覆蓋整個區域，分布均勻，不能成線形。確認控制點殘差、中誤差小于1個像元后，對影像進行重采樣，并轉換為IMG格式保存。然后對校正后的影像按格網裁剪。

5 影像疊加

在Erdas Imagine軟件中,將相同格網的一期、二期影像數據疊加顯示，通過卷簾顯示工具，移動過度線，比對兩期數據的相互關系，目視分析、判讀地表覆蓋變化區域，并標注。

6 變化區域圖斑提取

使用ArcGIS軟件，按格網劃分提取變化圖斑。

①為方便工作，同時考慮成果的一致性和完整性，防止數據匯總時人為造成錯、漏，建立SuZhou.mdb數據庫。

②根據影像疊加，查出地表覆蓋變化區域，提取圖斑，按新增建（構）筑物、改擴建建（構）筑物、拆除建（構）筑物三類區分圖斑變化性質，按顏色區分，并賦予相關屬性，同時按照三類進行變化圖斑面積統計。

③一期航片未覆蓋的區域，用1∶1000地形圖與2013年衛片比對、分析、提取變化圖斑。

④按建筑物外輪廓描繪建筑單體在影像圖中的位置。

⑤對于城中村的變化圖斑，受二期影像分辨率的限制，無法區分單體情況的，可綜合處理。

7 編繪動態監測專題圖

為方便成果使用，編制《宿州市違法建設動態監測分區索引圖》（見圖4）和《格網分區圖》（見圖5），詳細顯示本次監測的范圍和變化圖斑分布及坐落位置。

8 編繪動態監測專題圖

為方便成果使用，編制《宿州市違法建設動態監測分區索引圖》（圖4）和《格網分區圖》（圖5），詳細顯示本次監測的范圍和變化圖斑分布及坐落位置。

圖4 動態監測分區索引圖

圖5 格網分區圖

9 編制統計報表

在arcgis中按格網導出統計表，并加整飾，形成“××村違法建設動態監測面積統計表”。匯總各格網統計表，形成“宿州市違法建設動態監測面積統計表”（見表1）。

10 結 語

本文結合工作實際，介紹了遙感技術在城市規劃監察中的應用。其主題是充分利用遙感影像信息量大、視野廣，獲取同一目標影像周期短的特點，使用遙感圖像處理軟件，結合人工目視判讀，快速、準確地獲取城市違法建設的地點、位置、數量、面積等信息，節省了大量的人工監查工作量。未來隨著更高分辨率遙感數據的不斷涌現，信息的精準程度必然會有大幅提高。該項技術具有廣闊的應用前景。

宿州市違法建設動態監測面積統計表 表1

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