三维可视化房屋拆迁管理系统及应用

孙朝阳，林 松，李志斌，胡 博（北京洛斯达数字遥感技术有限公司，北京 100120）



三维可视化房屋拆迁管理系统及应用

孙朝阳，林 松，李志斌，胡 博
（北京洛斯达数字遥感技术有限公司，北京 100120）

摘要：近10年，电力需求迅速增加，电网规模不断扩大，工程建设步伐加快，电力走廊资源越来越紧张。为加强落实电力通道走廊房屋的拆迁补偿工作，采用无人机对线路沿线进行航摄，通过建立三维可视化房屋拆迁管理系统，开展特高压工程房屋拆迁管理应用研究。系统整合设计院、施工单位以及无人机航拍影像等多源数据，实现快速查询统计房屋拆迁量，并分析差异的原因，为电网工程的统筹建设提供更加切实、准确、可信的现场房屋拆迁信息，从而降低协调难度，为解决后期遗留问题提供依据，有助于提高电网建设水平，对实现精益化管理具有重要意义。

关键词：特高压；房屋拆迁；无人机航摄；管理系统。

1 概述

随着我国电力需求的增长，电网建设任务不断增加，输电线路走廊也日益紧张。尤其是特高压输电线路工程，输送容量大、输送距离长、建设规模大，走廊问题也更加突出。通道走廊清理中涉及房屋拆迁费用高和协调工作难度大等问题，如何减少不确定性因素的干扰，有效控制工程造价，保障工程建设有序是当前面临的新课题。但是在电网建设过程中，缺少相应的技术手段来辅助房屋拆迁分析、协调和管理工作。另外，在设计、施工及竣工阶段往往出现房屋拆迁量的差异，对工程投资、施工管理、拆迁赔偿等工作影响较大。为更好地辅助电网建设过程中房屋拆迁管理工作，创新管理方法，采用无人机对线路沿线进行航摄，创建三维可视化房屋拆迁管理系统，实现对房屋拆迁信息进行查询统计，并分析房屋拆迁量差异的原因，辅助业主进行房屋拆迁管理工作，为电网工程的统筹建设提供更加真实可信的房屋拆迁信息，进而降低协调难度，并为解决房屋拆迁后期遗留问题提供依据，有助于提高电网建设水平。

2 系统目标

针对房屋拆迁核查的管理业务，充分利用地理信息系统的优势，建立三维可视化房屋拆迁管理系统，整合高分辨率航空影像（常规数码影像、无人机影像）、输电线路路径方案、房屋模型、房屋拆迁分布图以及现场施工项目部提交报表等数据，辅助进行房屋拆迁管理工作。该系统的应用核心在于在三维场景中对通道走廊进行模拟，并快速核实房屋拆迁面积和房屋属性，对比分析各方提供的房屋拆迁量的差异，辅助业主对施工过程中房屋拆迁工作进行管理，保障工程建设的有序开展，从而服务于特高压工程施工过程中房屋拆迁管理、赔偿等工作。

2.1 系统建设

系统建设包含以下三个方面：

（1）无人机航摄影像获取及处理

按照国家空域使用的相关规定，协商办理相关航摄手续，按照航线进行航摄实施。无人机航摄获取的原始影像数据需经过畸变纠正，消除传感器设备造成影像误差，借助专业软件对影像进行数据处理，获取通道走廊数字地面模型、影像镶嵌图和三维房屋模型。

（2）系统数据库的建设

通过海拉瓦技术对无人机影像中房屋的高度、层数、面积等信息进行提取并录入到数据库；在施工图设计阶段，将设计单位提供的房屋拆迁信息进行分类整理后录入数据库；在施工过程中，将施工单位提供现场房屋拆迁信息进行分类整理后录入数据库。

（3）系统功能建设

创建三维可视化房屋拆迁管理系统，系统功能结构见图1。

图1 系统功能图

2.2 主要内容

主要包含以下主要内容：

（1）系统管理。包含对系统用户登陆的权限管理；实现施工单位定期填报数据的更新和维护；记录用户的操作过程及报错信息。

（2）三维可视化展示。包含对通道走廊沿线的三维房屋模型、卫星影像、航空影像、无人机影像、数字高程模型、杆塔以及交叉跨越等数据的展示。

（3）房屋信息查询。包含对设计院、施工单位和海拉瓦等多源房屋信息属性查询，对房屋拆迁的状态进行管理，并支持对房屋拆迁状态的回溯。

（4）房屋信息统计。包含对设计院、施工单位和海拉瓦等多源房屋信息统计，并能根据拆迁费用计算标准进行房屋拆迁费用统计。

（5）房屋信息对比。包含对设计院、施工单位和海拉瓦等多源房屋信息对比查看。

（6）系统基本工具。包括在三维场景中常用的量测、分析工具。

3 三维可视化房屋拆迁管理系统

3.1 系统架构

GIS技术、三维可视化技术和IT技术是系统实现的技术保障，利用海量数据加载和软件框架搭建方法，实现数据库和系统建设。平台围绕房屋拆迁管理设计具体业务，遵循可扩展性原则设计。平台分为五个层次，分别为基础设施层、数据库层、基础软件层、业务服务层及用户表现层。其中，数据库层、业务层和用户表现层分离，便于实现系统扩展。三维可视化房屋拆迁管理系统逻辑架构见图2。

图2 系统逻辑架构图

系统采用客户端/服务器模式（Client/ Server）开发，技术框架主要有三个部分组成，一是三维技术框架，二是平台开发工具，三是数据库框架，见图3。

图3 系统技术框架图

（1）三维技术框架。三维数字化技术是平台建设的核心技术，平台选择符合电力行业应用的NSC Globe作为三维技术框架。该框架能够将TB级别多源数据进行无缝集成和管理，实现真正地形地貌三维场景的模拟。并将专业软件绘制的三维杆塔、房屋等模型导入到该框架中，实现了电力通道走廊的三维环境模拟。

（2）平台开发工具。选用了Microsoft Visual Studio C#2010，是基于.NET FrameWork框架的面向对象的开发工具，具有互通性、数据访问高效性、独立性、安全性能高、开发快捷、部署简单等优点。

（3）数据库框架。采用Oracle数据库，是空间及属性数据的存放地，同时为业务层提供相应的数据服务。在进行数据获取和空间查询时，需要在数据层中对空间数据库建立数据访问连接。

4 工程应用

本课题研究成果已应用于浙北～福州1000 kV特高压交流输变电工程，采用三维可视化房屋拆迁管理系统，整合设计院、施工单位和无人机影像等多源信息，辅助进行房屋拆迁管理工作。

（1）地形地貌和房屋三维展示

系统以三维可视化的形式展示线路通道走廊的房屋分布状况，将走廊内的地形、地貌、杆塔、重要交叉跨越、各级行政区域以及无人机影像提取的房屋模型实时绘制在三维场景中，管理人员如“身临其境”，能够全面评估通道拆迁状况，拓展了房屋拆迁管理的新方法。

（2）房屋拆迁量统计

根据设计院和施工单位提供的房屋拆迁信息，统计出工程各标段的拆迁量，并快速统计房屋属性所占的百分比。对于施工单位提供的房屋拆迁信息，还可以查看房屋清理进度、签约情况和费用预估情况的统计量。并采用不同房屋统计原则，获取无人机影像提取的房屋拆迁量。效果见图4。

图4 房屋拆迁信息统计

（3）房屋属性查询与管理

通过房屋拆迁数据库，实现三维场景中的房屋模型与真实的房屋权属关联，掌握房屋的所有人、应拆迁面积、计划拆迁日期、拆迁状态、可能遇到的问题以及房屋拆迁分布图等。同时，在通道房屋拆迁遇到问题时，以无人机影像为判据，有的放矢地提出拆迁解决方案。管理人员能直观把握拆迁的计划与进度对比情况，有效监控重点地区的通道房屋拆迁过程。效果见图5。

图5 房屋属性查询与拆迁状态展示

（4）对比多方房屋拆迁量

将设计单位、施工单位以及海拉瓦提取房屋信息进行对比分析，以可视化方式实现不同时间段内、不同来源数据对比，查看多源信息房屋拆迁量差异产生的原因。海拉瓦原则二为根据参数调整的统计原则结果。效果见图6。

图6 多源数据统计对比

5 结论

本课题研究表明，基于无人机航摄技术的三维可视化房屋拆迁管理系统，能够实现对输电线路工程通道走廊场景以及房屋拆迁状态的模拟，并通过海拉瓦技术提取无人机影像房屋信息，整合设计院及施工单位等资料，实现房屋拆迁信息的浏览、查询、统计和分析，明确房屋拆迁量差异的原因，辅助进行房屋拆迁核查工作，为工程管理人员提供新的管理手段。此外，施工过程中整合的高清影像及拆迁分布图等数据，能够为解决房屋拆迁后期遗留问题提供依据。

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中图分类号：P2

文献标志码：B

文章编号：1671-9913（2016）01-0036-05

* 收稿日期：2015-04-07

作者简介：孙朝阳 （1980- ），男，湖北汉川人，高级工程师，从事电网规划设计工作。

Management System and Application of Three-dimensional Visualization House Demolition

SUN Chao-yang， LIN Song， LI Zhi-bin， HU Bo
（ Beijing North-star Digital Remote Sensing Technology Co.， Ltd.， Beijing 100120， China）

Abstract:In Irecent ten years， the power demand is increasing rapidly， the continuous expansion of network scale，construction faster and faster pace， power corridor resources increasingly tense. To strengthen the implementation of the work of demolition compensation power corridor housing， the UAV to electric power construction along the aerial，through the establishment of three-dimensional visualization of house demolition management system， carry out the research on the application of Housing Units management UHV Engineering. The integration of Design Institute，the construction unit and the UAV aerial image data， fast inquiry statistics amount of house demolition， and analyze the reasons for differences in the amount of demolition.To provide more practical， accurate， credible information site housing units for overall construction of grid project， thereby reducing the difficulty of coordination， in order to solve the problems left over by the later provides the basis， help to improve the construction level of the power grid， has the vital significance to the implementation of lean management.

Key words:extra-high voltage； construction management； unmanned-planeaerial photography；management and control system.