卫星遥感影像的违章建筑监测研究

卫星遥感影像的违章建筑监测研究

陈欣慰

辽宁省自然资源事务服务中心   辽宁  沈阳

摘要：在我国科技水平呈现良好上升趋势的过程中，各类违章建筑问题愈加显著，以卫星遥感影像技术予以解决、杜绝违章建筑所产生的消极影像势在必行，这将对实现我国社会现代化建设的健康发展带来一定阻碍，以传统技术形式执行监控活动需要花费极大的工作量，并且所获得的工作效率并不是十分理想。尤其是在部分植被茂密、较为偏远的区域，在此类区域中违章建筑非常容易被遮挡，很难及时发现并予以处理。据此，提出运用卫星遥感影像技术辅助违章建筑的监控工作，发挥卫星遥感影像技术的实际优势，凸显卫星遥感技术时效性高、周期短且视野广等特点，经实践之后可明显发现违章建筑状况，有助于监测工作取得良好的成效。

关键词：卫星遥感影像；违章建筑；监测研究

前言：随着城市化的不断推进，违章建筑问题侵占城市发展空间，破坏城市规划与影响社会公平的问题日益严重，这使得城市化进程发展进度和效果受限。因此，本文针对这一现状，围绕遥感影像技术，构建违章建筑监测技术方法和流程，对违章建筑监测形成全面动态监测的同时，为违章建筑监测提供有效参考和帮助。

1卫星遥感影像处理技术

卫星遥感影像技术，主要利用星载的各类非接触传感器获取数字化信息。广泛服务于各个领域。作为综合性科学技术，包含空间、电子、计算机、通信以及基础数学等学科知识，具有明显的覆盖范围大、周期短以及费用低等技术特点，具有较大的应用与发展空间。同时，遥感技术的应用受到各方面的制约：（1）国家没有遥感技术一级学科的院校；（2）作为3s技术之一的遥感技术，目前市场规模严重落后；（3）遥感的专业性，制约了非专业领域的应用。通常而言，遥感处理技术涉及以下流程技术：全色多光谱融合技术、区域网平差、影像匀光匀色技术、数据无缝拼接技术以及数据的发布应用。

2卫星遥感影像利用

本文所述项目采用了卫星遥感影像处理技术，旨在加强高分辨率影像数据的利用，提供良好的信息技术服务、信息系统集成实施服务以及其他系统集成实施服务。具体而言，卫星遥感影像的利用主要体现在以下几个方面：（1）测绘更新地形图中的影像利用。利用影像进行地形图的更新，使得地形图更新频率变快，提供极大地方便性。并保证更新地形图的质量。（2）违章建筑中的影像利用。借助卫星遥感影像处理技术应用成果，通过影像观测，扩大监测范围，确保监测数据信息具有可靠性、完整性、科学性，满足城市规划设计需要，依靠其中的高分辨率影像数据直观反映城市规划细节问题与具体情况，使得城市规划地图精准性得到提高。（3）土地利用现状调查中的影像利用。卫星遥感影像处理技术作用下，土地数量、分布信息等的获取更为便捷，依托遥感影像的几何纠正、多光谱数据的自然色模拟、遥感影像融合等，最终体现出影像数据信息的利用价值，为土地管理工作提供数据基础。（4）环境监测中的影像利用。根据获得的影像资料，尽快掌握地区环境污染情况、分布范围等，并结合地理测绘中获取的信息，持续优化当地环境治理方案，为环境评估等提供详细数据参考。

3卫星遥感影像的违章建筑监测

利用卫星遥感影像进行违章建筑监测的主要技术路线如图1所示。

图1主要技术路线图

3.1基础数据库的建立

建立基础数据库可从以下方面着手：首先，根据卫星图像数据进行一系列操作和处理，如，几何校准、图像分割、辐射增强等，以此为基础，获得处于所监控区域内的地物卫星正射影像。其次，可以结合设计、规划等相关资料，经过仔细选择之后，提炼出基础数据库中的地物，对其图斑进行处理后入库。最后，根据实际需求构建起完善的图斑数据平台，并展开设计、规划、批复处理，定期更新数据库信息。

3.2影像配准

在不同时间范围内，结合同一个地区所获取的卫星遥感影像既为多时相影像，并且，在进行拍摄的时极易因为卫星轨道的周期和天气问题而受到影响，最终产生成像上的误差。因此，需要进行影像配准去解决这类问题。首先，可以运用最小二乘法，针对处于同一范围内的影像灰度数据展开统计分析，从而精准计算影像的最佳匹配点。其次，构建参考控制点，运用像素及校准之后的控制点信息，针对多幅影像数据展开几何校准，从而有效降低几何配准误差，保证影像兼具有严格的几何对应关系。最后，以匹配之后获得的影像数据作为依据，针对后续影像范围内存在的特征目标展开提取和识别处理。

3.3特征目标提取

在运用卫星遥感影像技术进行违章建筑的监测工作时，发挥卫星遥感影像技术的特有优势，对特征目标展开提取处理，以此为基础为后期工作活动的顺利实施做好铺垫作用。对图像进行分割处理会影响判读违章建筑的精准性，同时，因为受到噪声所带来的影响，考虑到此点问题，具体可以使用高分辨率遥感影像予以处理、并且执行处理分割功能。在进行边界的提取工作时，具体可以运用分水岭算法展开处理活动，此种算法既有着极强的精准性，又可以保证提取边界的精准性和及时性，进而通过完成工作活动获得较为精准的连通轮廓。总的来说，具有高分辨率的遥感影像地物有着多种多样的特点，因此，以分水岭算法展开计算也容易产生差异性，例如，一些分布集中的建筑物区域，通常都有着极大的方差差值和梯度，再或者是一些简单的田地区域，方差差值和梯度都比较小，根据此情形,在运用梯度影像进行概率分析处理时,可把累计概率值比作阈值进行分割处理;在梯度和方差差值都很大的地方选择相对小的阈值;而在其他地方则可设置较大的阈值。

3.4空间分析

一般情形下,建筑形态出现改变的主要类型为原来建筑已经消失抑或是新增建筑物存在,并且在建筑的整体外观方面出现了变化,而在多时相遥感影像差异图斑中的主要表现形式,则是根据新增建筑图斑消失程度和图斑边缘特征的改变,再根据影像进行处理以后所得到的矢量化图斑数值,再依据已获得的政府批复文件、建筑设计图样、城市规划方案等各种资源,采用空间叠置的方式去分析图像斑,从而去除原始图斑。同时,通过变化矢量分析的形式检验图斑边界上具有何种特性变化规律。最后,以分析到的变化结果为基础,融合了遥感摄像技术进行内业分析,同时,通过将变化的图斑分类进行拆分、建设、改造等管理,并根据实地监测要求,为人工现场监管提供了基础、并起到辅助效果。

结束语：

在遥感技术的不断发展过程中，逐步凸显了遥感技术的实际职能，以遥感技术为辅助所生成的各种数据为违章建筑监测提供了极大的帮助，不仅可以借由相关数据平台对违章建筑展开识别，更能凭借卫星遥感影像的独特优势实现早发现、早处理的工作成效。因此，对于违章建筑监控工作，卫星遥感影像发挥出了极大价值，所展开的一系列基础工作也为监控、处理、纠正建筑违章违法行为，提供了坚实的技术保障。

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