劉德明 （合肥市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230061）

0 前 言

近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，少批多建、未批先建等違法建設(shè)現(xiàn)象屢建不鮮，在規(guī)劃尚未實(shí)施的城鄉(xiāng)結(jié)合部位這種現(xiàn)象尤為突出，傳統(tǒng)的人工巡查方式，已無(wú)法適應(yīng)目前現(xiàn)狀，如何快速、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)違法建設(shè)，定位、定性、定量，是規(guī)劃管理部門多年來(lái)一直研究的課題。

為加強(qiáng)宿州市的城市規(guī)劃管理工作，加大對(duì)城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)違法建設(shè)活動(dòng)的打擊力度，宿州市規(guī)劃局準(zhǔn)備利用遙感技術(shù)對(duì)宿州市規(guī)劃區(qū)域約370km2的地表覆蓋實(shí)施全面的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為宿州市規(guī)劃局科學(xué)決策提供精確的信息保障，建立一套行之有效的違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控工作機(jī)制。為此，宿州市規(guī)劃局委托合肥市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院提供技術(shù)支持。

遙感影像輔助規(guī)劃監(jiān)察，其原理是充分利用遙感影像真實(shí)性強(qiáng)、信息量大、視野廣闊、面積大、概括性強(qiáng)、易于了解概貌的特點(diǎn)，短期內(nèi)可得到相同區(qū)域的重復(fù)數(shù)據(jù)，利用兩期或多期遙感圖像，直觀地發(fā)現(xiàn)地表覆蓋的變化狀況，從而便捷地獲取變化區(qū)域地表建筑增減的數(shù)量、位置、占地面積等信息，為規(guī)劃核查提供依據(jù)。

宿州市違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，2013年9月立項(xiàng)，2013年11月完成，利用兩個(gè)時(shí)點(diǎn)的影像數(shù)據(jù)，共查出地表覆蓋變化區(qū)域36910個(gè)圖斑，占地面積為1583.2 ha，在影像圖上標(biāo)注變化區(qū)域坐落的位置，按新增、改擴(kuò)建、拆除建（構(gòu)）筑物3項(xiàng)歸類統(tǒng)計(jì)形成報(bào)表。該項(xiàng)目是既我院2011年底完成住建部《遙感技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用》課題研究之后，是我省利用遙感技術(shù)輔助城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)察又一次的成功應(yīng)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(shù)據(jù)，覆蓋監(jiān)測(cè)區(qū)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(jī)，像幅大小為23cm×23cm，掃描分辨率為21μ，滿足1∶1000地形圖測(cè)繪要求，TIF格式。

②二期影像采用2013年5月QuickBird衛(wèi)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(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，TIF格式。

兩期影像的地面分辨率滿足動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)要求，能辨認(rèn)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(jiān)測(cè)區(qū)域的1∶10000地形圖數(shù)據(jù)，面積428km2，DWG格式。

②1∶1000地形圖數(shù)據(jù)248km2，覆蓋監(jiān)測(cè)區(qū)域230km2，DWG格式。

地形圖資料用于影像數(shù)據(jù)預(yù)處理使用。

另外，宿州市規(guī)劃局提供了該市的規(guī)劃路網(wǎng)數(shù)據(jù)，DWG格式，用于格網(wǎng)劃分。

3 格網(wǎng)劃分

為提高數(shù)據(jù)處理的速度，將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為104個(gè)格網(wǎng)，依格網(wǎng)內(nèi)主要地理名稱作為格網(wǎng)的名稱。

利用宿州市規(guī)劃路網(wǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合地形圖數(shù)據(jù)，在衛(wèi)星影像圖上劃分格網(wǎng)。為保證不遺漏，依線狀地理要素為格網(wǎng)線，如道路、鐵路、街道、河流等。

4 數(shù)據(jù)處理

遙感圖像處理采用Erdas Imagine軟件，對(duì)照1∶1000、1∶10000地形圖和遙感圖像，選取地面控制點(diǎn)，進(jìn)行航空像片正射校正、鑲嵌，衛(wèi)星遙感圖像幾何校正，按格網(wǎng)裁剪。

4.1 一期航空?qǐng)D像正射校正

一期影像數(shù)據(jù)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(duì)航空像片正射校正，將其轉(zhuǎn)換為正射投影。

在Erdas Imagine軟件中，輸入單張航片數(shù)據(jù)，啟動(dòng)幾何校正模塊，輸入航攝模式參數(shù)，航片內(nèi)定向，設(shè)置投影參數(shù)，讀取地面控制點(diǎn)（6個(gè)以上），求解轉(zhuǎn)換模型參數(shù)，對(duì)航空?qǐng)D像采用雙線性內(nèi)插重采樣。為提高后續(xù)工作機(jī)器運(yùn)行速度，將重采樣后的圖像轉(zhuǎn)換為IMG格式。

由于本次監(jiān)測(cè)區(qū)域地勢(shì)平坦，故只利用現(xiàn)有1∶10000地形圖高程信息制作DEM數(shù)據(jù)模型。

航片內(nèi)定向殘差大于1個(gè)像元時(shí)，要重新內(nèi)定向；求解轉(zhuǎn)換模型參數(shù)的地面控制點(diǎn)殘差和中誤差，一般情況下，大于1個(gè)像元的控制點(diǎn)應(yīng)刪除，并重新選取、求解，直到滿足要求后，進(jìn)行圖像重采用，重采樣的像元大小同原始航片。

然后對(duì)正射校正后的航空像片進(jìn)行鑲嵌，按劃分的格網(wǎng)裁剪。

4.2 二期衛(wèi)星遙感圖像幾何校正

二期圖像為QuickBird衛(wèi)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(xiàng)式模型一次性幾何校正。實(shí)際工作中，比對(duì)衛(wèi)星影像和地形圖，選取地面控制點(diǎn)。點(diǎn)位一般選擇校正圖像和地形圖都容易識(shí)別的同名地物，如道路交叉點(diǎn)、建（構(gòu)）筑物的拐點(diǎn)等。控制點(diǎn)應(yīng)覆蓋整個(gè)區(qū)域，分布均勻，不能成線形。確認(rèn)控制點(diǎn)殘差、中誤差小于1個(gè)像元后，對(duì)影像進(jìn)行重采樣，并轉(zhuǎn)換為IMG格式保存。然后對(duì)校正后的影像按格網(wǎng)裁剪。

5 影像疊加

在Erdas Imagine軟件中,將相同格網(wǎng)的一期、二期影像數(shù)據(jù)疊加顯示，通過(guò)卷簾顯示工具，移動(dòng)過(guò)度線，比對(duì)兩期數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，目視分析、判讀地表覆蓋變化區(qū)域，并標(biāo)注。

6 變化區(qū)域圖斑提取

使用ArcGIS軟件，按格網(wǎng)劃分提取變化圖斑。

①為方便工作，同時(shí)考慮成果的一致性和完整性，防止數(shù)據(jù)匯總時(shí)人為造成錯(cuò)、漏，建立SuZhou.mdb數(shù)據(jù)庫(kù)。

②根據(jù)影像疊加，查出地表覆蓋變化區(qū)域，提取圖斑，按新增建（構(gòu)）筑物、改擴(kuò)建建（構(gòu)）筑物、拆除建（構(gòu)）筑物三類區(qū)分圖斑變化性質(zhì)，按顏色區(qū)分，并賦予相關(guān)屬性，同時(shí)按照三類進(jìn)行變化圖斑面積統(tǒng)計(jì)。

③一期航片未覆蓋的區(qū)域，用1∶1000地形圖與2013年衛(wèi)片比對(duì)、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(duì)于城中村的變化圖斑，受二期影像分辨率的限制，無(wú)法區(qū)分單體情況的，可綜合處理。

7 編繪動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)專題圖

為方便成果使用，編制《宿州市違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分區(qū)索引圖》（見圖4）和《格網(wǎng)分區(qū)圖》（見圖5），詳細(xì)顯示本次監(jiān)測(cè)的范圍和變化圖斑分布及坐落位置。

8 編繪動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)專題圖

為方便成果使用，編制《宿州市違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分區(qū)索引圖》（圖4）和《格網(wǎng)分區(qū)圖》（圖5），詳細(xì)顯示本次監(jiān)測(cè)的范圍和變化圖斑分布及坐落位置。

圖4 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分區(qū)索引圖

圖5 格網(wǎng)分區(qū)圖

9 編制統(tǒng)計(jì)報(bào)表

在arcgis中按格網(wǎng)導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)表，并加整飾，形成“××村違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)面積統(tǒng)計(jì)表”。匯總各格網(wǎng)統(tǒng)計(jì)表，形成“宿州市違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)面積統(tǒng)計(jì)表”（見表1）。

10 結(jié) 語(yǔ)

本文結(jié)合工作實(shí)際，介紹了遙感技術(shù)在城市規(guī)劃監(jiān)察中的應(yīng)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(biāo)影像周期短的特點(diǎn)，使用遙感圖像處理軟件，結(jié)合人工目視判讀，快速、準(zhǔn)確地獲取城市違法建設(shè)的地點(diǎn)、位置、數(shù)量、面積等信息，節(jié)省了大量的人工監(jiān)查工作量。未來(lái)隨著更高分辨率遙感數(shù)據(jù)的不斷涌現(xiàn)，信息的精準(zhǔn)程度必然會(huì)有大幅提高。該項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

宿州市違法建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)面積統(tǒng)計(jì)表 表1

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[3] 鄭建敏.利用遙感技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的研究[J].城市勘測(cè)，2012(4).

[4] 牟乃夏,劉文寶,王海銀,戴洪磊.ArcGIS 10 地理信息系統(tǒng)教程[M].北京：測(cè)繪出版社，2012.

[5] 黨安榮,賈海峰,陳曉峰,張建寶.ERDAS IMAGINE 遙感圖像處理教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.