测绘技术在违法建设发现中的应用

孟祥武

(1. 北京市测绘设计研究院, 北京 100038;2. 城市空间信息工程北京市重点实验室, 北京 100038)

0 引言

随着城市化进程的加快,城市管理方面的问题层出不穷,大量违法建设的产生,严重扰乱了城市的规划和建设的发展,影响了城市各方面的环境[1-4]。随着生态文明建设的不断推进,各地均加强了违法建设治理力度,投入大量的人力、物力、财力等资源,但仍存在违法建设年年拆年年有的现状,难以彻底解决这一城市建设的痼疾,其中一个主要原因是违法建设发现查处难。面对此种境况,要求我们利用技术手段发现违法建设的来源,及早发现,及早治理,减少违法建设。利用包括卫星遥感、街景扫描监测和移动定位巡查等测绘技术的多种手段,能够为执法者拆除违法建设提供快捷、准确依据。

1 研究方法与技术路线

1.1 研究方法

在大量阅读相关文献的基础上,结合城市违法建设的各发现技术手段的应用情况[5-7],收集区域内违法建设的分布情况,利用地理信息系统(geographic information system,GIS)软件,加工卫星遥感技术发现的违法建设数据。通过街景扫描监测技术,利用全景扫描仪、场景文件编辑工具(Smart3D Capture)、ArcGIS软件获取街景照片并处理轨迹点、轨迹线、兴趣点数据,加工街景扫描监测发现的违法建设数据。通过移动定位巡查技术,利用手机移动终端直接发现违法建设信息。综合利用多源数据计算出各违法建设的处数,提取出违法建设的建设面积,统计各违法建设的违法建设位置分类、违法建设类型分类及违法建设的使用性质等,并对各发现技术手段的特点与能力进行分析。

1.2 技术路线

利用卫星遥感技术[8]、街景扫描监测技术和移动定位巡查技术等发现违法建设,分析各类技术的特点,对每一类技术都制定了相应的技术流程;比较各类发现技术手段的优缺点,对各发现技术手段发现的违法建设的能力进行分析与评价;同时,利用这些技术手段的特点与能力,实现违法建设发现从空中到地面的全覆盖,掌握违法建设的基本情况与特点,快速发现违法建设。

2 技术手段

2.1 卫星遥感技术

遥感卫星数据[9]是遥感卫星提取的地球地表物体发射或反射的电磁波信息,通过转换识别得到的可视图像,反映的是真实的地貌照片,客观性强,准确度高。卫星遥感技术查违指的是利用遥感卫星拍摄的影像,结合GIS、全球定位系统(global positioning system,GPS)等技术[10],利用基础的空间数据、历史遥感影像数据和最新的遥感影像数据,通过检测变化、人工比对、空间分析[11-12]等技术实现对城市建设进行变化监测并发现违法建设。卫星运行的周期短,和人工发现违法建设的工作相比,能对同一区域进行重复取证,节省时间,获取数据的速度快。技术流程如图1所示,总体分为数据准备、疑似违法建设信息提取、核查验证三个步骤。

图1 卫片遥感技术流程图

对由系统检测出的变化区域,人工校验确定为新增的建筑后方可标为疑似违法建设,据此标记出违法建设位置,并提取出变化前后的卫星影像图斑,如图2所示。

图2 卫星变化前后影像对比图

通过实际结果分析,卫星遥感技术能较好地发现变化显著,面积较大、院内隐蔽的新生违法建设,一般集中在农村集体土地、农民宅基地和城市居住区。

2.2 街景扫描监测技术

街景是通过对专业相机捕捉整个场景的图像信息,使用软件进行图片拼合,并用专门的播放器进行播放,即将平面照及计算机图变为360 度全景景观。把二维的平面图模拟成真实的三维空间,并提供各种操纵图像的功能。使用街景扫描监测技术[13]查违是指使用专业的软件对街景车采集影像进行图片拼接,合成全景图再发布的成果数据[14-15],通过检测变化、人工比对等实现对违法建设的监督;发现道路两侧、建筑密集区的小型新生违法建设、房屋加盖、扩建,卫星遥感技术实现监测范围互补。技术流程如图3所示,分为数据准备、疑似违建信息提取、核查验证三个步骤。

图3 街景扫描监测技术流程

街景发现的违法建设一般分布在城市主干道,街道两旁,五线保护区等重点区域的违法建设。

2.3 移动定位巡查技术

在移动互联网时代,终端成为移动互联网发展的重点之一,目前基于移动终端定位[16-18]的趋势,基于位置服务技术的兴起,标志着GIS技术由面向部门级、企业级的应用转向面向大规模的社会化服务，人们可以通过移动终端向指挥中心(服务器、指挥中心调度人员)上报各种现场信息,指挥中心可以给指定设备发送各种命令和消息通知,指挥协调工作的开展。基于此,开发基于移动端的违法建设查处应用,工作人员在日常巡查中,利用移动端对发现的违法建设进行定位、信息上报等,同时接收指挥中心发布的现场核查命令和消息通知等,如图4所示。

图4 移动终端发现查处

移动执法中有三个实体：违建现场、查违指挥部中心、现场人员。在该网络中,违建现场是信息的源头,有关人员将采集违建现场的有关信息,通过网络等向指挥中心上报,指挥中心对上报信息进行确认,并下发有关命令和执法任务。如图5所示。

图5 应用模式示意图

通过实际结果分析,移动技术发现的违法建设一般分布在城市住宅区、五线保护区等位置,主要分布在城市主干道,街道两旁,面积较小。

2.4 各技术手段小结

通过分析,各发现技术手段的特点如表1所示。

表1 城市违法建设发现技术流程小结

3 结束语

本文介绍了卫星遥感技术、街景扫描监测技术和移动定位巡查技术应用于城市管理的违法建设治理工作中的方法,制定了相应的技术流程,分析了各自的技术特点。利用这些技术手段,可以掌握违法建设的总体情况与特点,并且能够快速发现违法建设、快速拆除,服务于城市生态文明建设。

治理违法建设是城市管理运行的难题,需要通过将测绘技术、互联网技术与群众监督举报等多种形式结合,才能够真正让违法建设无处遁形。在违法建设发现方式的基础上,需要建设查违信息管理平台,对不同发现方式获取的违法建设数据进行处理与管理,为违法建设查处工作提供数据支撑。