城镇村，城乡结合部拆迁改造，根据政府规划和多时相卫星遥感影像，实现重点区域提取，以及变化分析，用以监管这些地区建设进度。相关监测结果输出成图，作为城市规划参考。基于遥感技术城市建设规划设计应用遥感影像图直观形象与数字化矢量实施测量和宏观性体化布局分析优势，可提交城市改造绿化以及改造地安全隔离交通疏导优化提供极大方便和科学决策依据。未来数字化城市化建设基础数字化绿色环保城市建设是人类生存科技进步和社会发展必经之路，必需工作。西方发达国家和国内发达城市正在进行或已完成运行。城市遥感影像数据及矢量化工作是数字化城市建设基础和重要内容。拟解决关键问题及项目创新之处本项目涉及关键技术包括多源多时相影像配准和多时相遥感影像变化检测等技术。多时相遥感影像及多源数据精确配准技术图像配准是对不同时相不同传感器或不同视角同场景两幅或多幅图像地图等进行匹配和空间关系对应过程。影像匹配精度将直接影响到后期地物提取和变化检测精度，是整个系统正常工作前提。在利用遥感影像进行违章建筑提取中，需要将遥感影像与参考规划资料，数据等进行空间上配准才能进行分析。由于采用是两种完全不同数据，传统配准方法难以应用，但是影像中典型特征，如交叉口，河流等仍具有对应关系，研究基于典型地物特征多源数据配准技术将有助于提高配准精度和自动化水平。利用多源或多时相遥感影像进行变化检测，由于成像条件差异，图像间会存在相对平移旋转和尺度等变换，如果不对这些差异进行校正，会导致变化检测不能顺利进行。因此，在变化检测前，需要对不同时相遥感图像进行配准，使得不同时相图像中相同坐标表示地理环境同位置。在多时相遥感图像配准中，存在成像环境差异以及图像本身变化，使得选择稳健对应特征量和相似性度量测度变得尤为重要。在目前配准方法中，基于特征点或特征线方法应用最广泛。目前针对多源遥感影像配准依然存在诸多问题，但是出现了不少值得借鉴研究成果，如采用旋转不变特征描述子，典型线状或面状地物等进行配准。在提取特征进行匹配基础上，采用基于小面元多源遥感影像配准方法将有助于保证各区域配准精度，即在参考影像上提取特征点作为配准控制点，通过匹配获得同名点对，再基于小面元微分纠正得到精确配准影像。该方法能够取得非常高自动配准精度，能够满足变化检测需求。多时相遥感影像变化检测多时相遥得到同格式图像数据方便后面图像处理。为了保证违章查处数据精度和可考性，需要把原始卫星影像数据进行基本图像处理几何校正和辐射校正。基本图像处理模块读入原始卫星影像，并完成图像格式转换增强处理等操作，并将结果输出到该时相影像数据库中，供后续各个模块调用根据当地城市地势变化情况和建设情况，选取合适算法进行校正处理，获取高精度正射影像。通过投影变换，将遥感图像数据预处理系统数据配准子系统违章建筑普查子系统变化检测子系统违章建筑变化监测子系统重点区域监测子系统影像分析子系统城镇建筑物监控管理系统基础分析系统应用分析系统纳入到定制图坐标系中，同时根据需要对多幅遥感图像进行影像镶嵌处理。为将各种城市规划数据应用于系统中，需要对各种纸质数据进行数字化，对已经数字化数据进行分类管理，存储。数据配准子系统数据配准子系统实现对影像与影像，影像与规划资料，地形图配准。只有经过配准数据在空间关系上才致，才能应用于后续分析。影像分析子系统影像分析系统实现监控系统中所需要影像分析功能。在违章建筑普查，典型地物提取中需要诸多影像分析操作，如边缘检测，纹理分析，光谱匹配等才能正常运转。在影像分析系统中，针对可能用到影像分析算法，实现基于像素影像处理如边缘检测纹理分析，光谱分析，分类基于对象影像处理，如分割，对象特征提取没对象分类。建筑物监管系统主要采用高分辨率遥感影像作为数据源，目前公认面向对象影像分析方法更适用于高分辨率遥感影像分析，因此面向对象影像分析技术将是本系统核心。变化检测子系统变化检测子系统是建立在影像分析子系统基础上高级分析系统，实现像素级变化检测，对象级变化检测，分类后图像变化检测等功能，并且提供完善后处理技术。针对高分辨率遥感影像面向对象变化检测系统将会是本部分重点内容。违章建筑普查子系统违章建筑普查子系统实现基于遥感影像立项的背景和依据项目研究目的太原是山西省的省会，濒临汾河，三面环山，自古就有锦绣太原城的美誉。太原是山西省的政治经济文化教育科技交通信息中心。建设整洁美丽的太原是所有太原人心中共同的理想。方面时间，并且取得了定成果。武汉襄樊南京等地早在上世纪九十年代就开始采用高分辨率航空遥感数据进行城市规划方面研究。北京市自年起就已经采用国产卫星数据进行了北京市违章建筑普查工作，并取得了卓有成效工作，有利保障了北京奥运建设工作。国内其他地区如广州，长春等地也先后采用卫星数据进行违章建筑普查，城中村改造监测等，为城市发展和建设贡献了巨大力量，凸显出了其速度快，普查范围广，查准率高等优点，同时也为城市改造，工程建设等节约了大量成本。对国家或我市经济和社会发展意义与作用基于高分辨率卫星影像检测城市违章建筑项目，集成了高科技技术对城市违章建筑城市发展改建扩张等进行动态检测，具有发现率高发现及时工作效率高等特点。通过使用国际国内遥感卫星数据将大大降低项目数据和设计成本，使用国产卫星数据将在定程度上对国产卫星数据给予有利支持。基于高分辨率多时相遥感卫星影像和变化检测研究目前正经历个快速发展时期,由于它涉及到影像几何辐射校正影像特征提取和描述知识表达多源数据和知识集成分析等众多理论方法和大量应用细节。对现有先进技术方法进行整合与集成,从而使整个违法建设监测和发现流程更加高效，该项目不仅是集成技术在我国城市违章建筑监测方面实际应用，也为该技术在我国城市规划退耕还林占补平衡及土地管理历史文物保护等相关领域推广应用提供了宝贵借鉴和参考。综上所述，基于高分辨率卫星影像检测城市违章建筑项目具有巨大社会和经济效益价值，同时该项目技术提高了城市检测信息获取能力和效率。其数据和检测数据结果不仅可以满足城市建设发展规划需要，而且还可以推动城市安全建设，具有重大社会意义。二现有研究基础特色和优势违章建筑自动或半自动快速普查是本项目个主要内容。利用传统方法监测违章建筑，需要人员巡视，工作量大，并且受地面环境影响，受遮挡，效率低下，效果不好。本项目可以很好为城镇建设提供服务。本项目具有如下优点自动化程度高，检测精确可定期重复观测优势，通过多时相遥感影像对比，可以及时发现地表各种变化。以为城市用地变化，城市用地扩张提供有利指导。三研究方案与预期目标研究内容本项目目标采用高分辨率遥感影像，结合城市规划资料实现城市违章建筑普查，城市建筑物变化监测及重点区域监控与变化分析。其总体工作流程设计如图所示。图系统结构图基于遥感影像与规划资料违章建筑普查违章建筑自动或半自动快速普查是本项目个主要内容。利用传统方法监测违章建筑，需要人员巡视，工作量大，并且受地面环境影响，受遮挡，效率低下，效果不好。利用遥感影像高空探测无遮挡覆盖范围广等优势，可以快速准确发现大范围内违章违规建筑，具有自动化程度高，检测精确等优点。基于规划资料变化内容分析基于多时相遥感影像，规划资料变化检测与分析感影像变化检测技术是进行违章建筑变化监测，重点区域变程序批准城市总体规划是定时期内城市发展目标发展规模土地利用空间布局以及各项建设综合部署和实施措施，是引导和调控城市建设，保护和管理城市空间资源重要依据和手段。城市规划遥感监测中使用城市规划资料包括城市总体规划文本图纸及附件城市大比例尺地形图等。纸制城市总体规划资料需进行精度较高数字化处理。数据分析调度与分析多时相多源数据调度无缝影像数据库技术主要包括影像分块技术空间索引技术数据无缝组织技术和多分辨率金字塔数据组织技术等。通过数据分块可以减少数据网络传输数据量，方便数据压缩和有利于在计算机内存中对图像数据进行运算处理。因此对存储图像数据采用对用户透明图像分块和重构方法来组织数据。在关系数据库中，以小图像块作为条记录来对其进行操作是非常适合。由于在影像数据库中数据是按照分块方式存储，而且数据块划分是非常规则并且彼此之间没有重叠，格网索引建立和维护相当方便。按照格网对图像块进行编号，然后通过编号和数据块对应关系来索引图像块。影像配准与数据分析影像配准技术包括多源遥感影像，多时相遥感影像，遥感影像与数字化规划资料之间配准等。通过对影像数字化规划资料寻找同名特征，寻找数据之间空间相关性，通过小面元微分纠正方法，保证数据在空间上具有致性，以保证变化分析精度。影像数据分析应用成熟数字图像处理技术，对影像数据进行分析，其中包括像素级和面向对象影像分析。像素级分析用于影像中数字特征提取，如点线等特征分析，像素级变化检测分析，像素级分类方法等处理。面向对象影像分析技术通过影像分割首先获取同质对象，通过对对象特征分析实现对象级影像分类，变化检测，地物提取等。在高分辨率遥感影像处理中，面向对象处理方式能明显优于像素级处理。应用分析违章建筑普查将遥感影像数据与城市规划资料，数据进行空间配准之后，直接将遥感影像与规划资料进行叠置分析或将遥感影像进行分类后叠置分析方式进行快速违章建筑提取。直接叠置分析将城市规划资料进行遥感数据进行直接叠置分析，根据规划区域划分，结合影像光谱纹理以及边缘等信息，采用模式识别或者人工智能方式实现违章建筑提取。这种方法需要较为高级机器学习方法，专门针对本项目做相应优化改进。分类后叠置分析将遥感影像分类为城市建筑用地和非建筑用地两类，然后将分类后结果与规划资料进行自动分析判别，获取违章信息。这种方法取决于影像分类精度，目前常用方法有基于像素分类，面向对象分类等方法。在高分辨率遥感影像处理中，通常采用面向对象影像分类方式。因此研究开发面向对象影像分类系统也是本项项内容之。面向对象变化检测方法输入数据为已经配准好两幅多时相影像数据，以保证两幅影像上相同对象边界致。该方法主要有以下几个部分组成影像联合分割以多时相数程及成果质量。项目执行负责人人，工程师，负责项目实施总体安排。技术顾问人，教授级高工，关键技术问题把关。项目组长人，高工，项目组织实施者，负责项目具体实施。技术员人，高工工程师，项目具体实施者。序号姓名职务职称业务专业项目角色与作用陈虎维教授级高工地理信息系统项目负责人张建军工程师行政管理项目执行负责人乔玉良教授遥感与专家项目技术负责沈俊涛工程师地理信息系统野外工作员张敦芳工程师测绘工程野外工作员李程工程师环境科学野外工作员段红巍工程师环境工程野外工作员李程工程师环境科学野外工作员弓晓敏工程师地理信息系统遥感解译员李红玲工程师地理信息系统遥感解译员李军工程师环境科学遥感解译员赵鹏工程