測繪技術在違法建設發現中的應用

孟祥武

(1. 北京市測繪設計研究院, 北京 100038;2. 城市空間信息工程北京市重點實驗室, 北京 100038)

0 引言

隨著城市化進程的加快,城市管理方面的問題層出不窮,大量違法建設的產生,嚴重擾亂了城市的規劃和建設的發展,影響了城市各方面的環境[1-4]。隨著生態文明建設的不斷推進,各地均加強了違法建設治理力度,投入大量的人力、物力、財力等資源,但仍存在違法建設年年拆年年有的現狀,難以徹底解決這一城市建設的痼疾,其中一個主要原因是違法建設發現查處難。面對此種境況,要求我們利用技術手段發現違法建設的來源,及早發現,及早治理,減少違法建設。利用包括衛星遙感、街景掃描監測和移動定位巡查等測繪技術的多種手段,能夠為執法者拆除違法建設提供快捷、準確依據。

1 研究方法與技術路線

1.1 研究方法

在大量閱讀相關文獻的基礎上,結合城市違法建設的各發現技術手段的應用情況[5-7],收集區域內違法建設的分布情況,利用地理信息系統(geographic information system,GIS)軟件,加工衛星遙感技術發現的違法建設數據。通過街景掃描監測技術,利用全景掃描儀、場景文件編輯工具(Smart3D Capture)、ArcGIS軟件獲取街景照片并處理軌跡點、軌跡線、興趣點數據,加工街景掃描監測發現的違法建設數據。通過移動定位巡查技術,利用手機移動終端直接發現違法建設信息。綜合利用多源數據計算出各違法建設的處數,提取出違法建設的建設面積,統計各違法建設的違法建設位置分類、違法建設類型分類及違法建設的使用性質等,并對各發現技術手段的特點與能力進行分析。

1.2 技術路線

利用衛星遙感技術[8]、街景掃描監測技術和移動定位巡查技術等發現違法建設,分析各類技術的特點,對每一類技術都制定了相應的技術流程;比較各類發現技術手段的優缺點,對各發現技術手段發現的違法建設的能力進行分析與評價;同時,利用這些技術手段的特點與能力,實現違法建設發現從空中到地面的全覆蓋,掌握違法建設的基本情況與特點,快速發現違法建設。

2 技術手段

2.1 衛星遙感技術

遙感衛星數據[9]是遙感衛星提取的地球地表物體發射或反射的電磁波信息,通過轉換識別得到的可視圖像,反映的是真實的地貌照片,客觀性強,準確度高。衛星遙感技術查違指的是利用遙感衛星拍攝的影像,結合GIS、全球定位系統(global positioning system,GPS)等技術[10],利用基礎的空間數據、歷史遙感影像數據和最新的遙感影像數據,通過檢測變化、人工比對、空間分析[11-12]等技術實現對城市建設進行變化監測并發現違法建設。衛星運行的周期短,和人工發現違法建設的工作相比,能對同一區域進行重復取證,節省時間,獲取數據的速度快。技術流程如圖1所示,總體分為數據準備、疑似違法建設信息提取、核查驗證三個步驟。

圖1 衛片遙感技術流程圖

對由系統檢測出的變化區域,人工校驗確定為新增的建筑后方可標為疑似違法建設,據此標記出違法建設位置,并提取出變化前后的衛星影像圖斑,如圖2所示。

圖2 衛星變化前后影像對比圖

通過實際結果分析,衛星遙感技術能較好地發現變化顯著,面積較大、院內隱蔽的新生違法建設,一般集中在農村集體土地、農民宅基地和城市居住區。

2.2 街景掃描監測技術

街景是通過對專業相機捕捉整個場景的圖像信息,使用軟件進行圖片拼合,并用專門的播放器進行播放,即將平面照及計算機圖變為360 度全景景觀。把二維的平面圖模擬成真實的三維空間,并提供各種操縱圖像的功能。使用街景掃描監測技術[13]查違是指使用專業的軟件對街景車采集影像進行圖片拼接,合成全景圖再發布的成果數據[14-15],通過檢測變化、人工比對等實現對違法建設的監督;發現道路兩側、建筑密集區的小型新生違法建設、房屋加蓋、擴建,衛星遙感技術實現監測范圍互補。技術流程如圖3所示,分為數據準備、疑似違建信息提取、核查驗證三個步驟。

圖3 街景掃描監測技術流程

街景發現的違法建設一般分布在城市主干道,街道兩旁,五線保護區等重點區域的違法建設。

2.3 移動定位巡查技術

在移動互聯網時代,終端成為移動互聯網發展的重點之一,目前基于移動終端定位[16-18]的趨勢,基于位置服務技術的興起,標志著GIS技術由面向部門級、企業級的應用轉向面向大規模的社會化服務，人們可以通過移動終端向指揮中心(服務器、指揮中心調度人員)上報各種現場信息,指揮中心可以給指定設備發送各種命令和消息通知,指揮協調工作的開展。基于此,開發基于移動端的違法建設查處應用,工作人員在日常巡查中,利用移動端對發現的違法建設進行定位、信息上報等,同時接收指揮中心發布的現場核查命令和消息通知等,如圖4所示。

圖4 移動終端發現查處

移動執法中有三個實體：違建現場、查違指揮部中心、現場人員。在該網絡中,違建現場是信息的源頭,有關人員將采集違建現場的有關信息,通過網絡等向指揮中心上報,指揮中心對上報信息進行確認,并下發有關命令和執法任務。如圖5所示。

圖5 應用模式示意圖

通過實際結果分析,移動技術發現的違法建設一般分布在城市住宅區、五線保護區等位置,主要分布在城市主干道,街道兩旁,面積較小。

2.4 各技術手段小結

通過分析,各發現技術手段的特點如表1所示。

表1 城市違法建設發現技術流程小結

3 結束語

本文介紹了衛星遙感技術、街景掃描監測技術和移動定位巡查技術應用于城市管理的違法建設治理工作中的方法,制定了相應的技術流程,分析了各自的技術特點。利用這些技術手段,可以掌握違法建設的總體情況與特點,并且能夠快速發現違法建設、快速拆除,服務于城市生態文明建設。

治理違法建設是城市管理運行的難題,需要通過將測繪技術、互聯網技術與群眾監督舉報等多種形式結合,才能夠真正讓違法建設無處遁形。在違法建設發現方式的基礎上,需要建設查違信息管理平臺,對不同發現方式獲取的違法建設數據進行處理與管理,為違法建設查處工作提供數據支撐。