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，重点区域变化分析基础，变化检测结果直接决定了系统进行动态监测能力，是本项目最为核心关键技术之。目前基于多时相遥感影像变化检测方法多样，按照变化检测所依赖基本单元大小可以将变化检测分为以下两种类型基于像素变化检测基于像素变化检测方法直接以像素级光谱特征纹理特征以及通过变换所获得具有些实际物理意义特征植被指数，水体指数等来获取变化量或者对影像进行分类，然后通过对变化量或者分类结果分析获取变化信息。该方法简单易行，但是对于影像中噪声敏感，后处理工作量相对较大。面向对象变化检测面向对象变化检测方法首先从多时相影像中获取对象，对象是具有同质性系列像素组合然后以对象为单位提取出对象光谱纹理指数特征等最后对这些对象进行变化量得比较，获得变化信息。面向对象变换检测方法属于较高级别检测方法，能克服噪声影响，并且能有效结合数据进行变化分析，是目前最具有潜力种方法。该方法是作为本研究项目中变化检测最佳备选方案。面向对象变化检测技术技术路线图面向对象变化探测技术流程图项目创新之处项目充分利用了高科技遥感，等技术手段，在保证较高工作效率同时降低作业成本。其中遥感影像能够具有观测范围大，可视角度好，无遮挡，成本低廉等优势。在影像分析中大量采用当前国际先进技术手段，并结合强大空间分析功能，能极大提高作业效率，降低成本。变化前影像变化后影像影像联合分割变化前影像对象特征提取分类训练库变化后影像对象特征提取检测算法直接变化分析法对象分类变化图斑后处理结果分类结果对比分类变化检测法项目技术路线根据项目流程，整个项目技术路线包括监测资料数据源选择，数据调度与分析，系统应用和结果输出等几个关键技术步骤。图项目技术路线监测数据源选择城市规划遥感监测工作开展，数据源选择与应用该项工作取得成果关键因素。主要涉及资料有高分辨率卫星遥感数据资料城市规划资料地形图资料等。遥感影像数据利用遥感进行城镇建筑物监测最要环节之是如何选择长期而稳定数据源。随着航天遥感技术进步提高，不同用途可选监测数据源选择规划数据遥感数据数据配准数据预处理多时相数据调度与管理遥感影像分析违章建筑普查违章建筑变化分析重点区域变化监测分析处理结果数据存储，打印输出数据调度与分析处理应用分析结果输出像素级分析对象级分析择不同类型卫星遥感数据产品已日光谱全色美国天多光谱资源三号全色中国天多光谱在项目开始之前，要根据实际情况对遥感数据源选择做充分而必要讨论和研究，以确定最后数据源类型。在确保项目成本开支前提下，保证每年次根据实际情况要求而定对城市范围遥感数据覆盖。近年随着我国遥感卫星蓬勃发展，国产卫星影像数据已经具有相当高精度，完全可以满足高分辨率卫星影像对城市违章建筑检测系统建立要求，并且与国外卫星同级数据相比具有很大价格和时效稳定优势。资源二号卫星是我国自主研制高分辨率遥感卫星，采用太阳同步轨道设计，可以获取全色波段影像数据。通过卫星侧摆成像，个季度内可以至少次以上覆盖全城区域，为城市违章建筑查处工作提供了良好时效性，空间分辨率可以满足查处违章建筑需求。计划于年底发射资源三号卫星是基于成熟资源二号卫星平台，通过针对性设计和修改，满足测绘任务和国土资源勘测任务高分辨率遥感卫星。卫星采用太阳同步轨道，回归周期为天，重访周期为天，全色相机空间分辨率提高到和多光谱相机提高到。资源三号卫星特性和精度将会为城市违章建筑查处提供更加高精度和稳定数据源。城市规划资料基于高分辨率卫星影像城镇建筑物管理中，中空间分析和数据转换等功能在此项目系统中起着重要作用。除了高分辨率卫星影像数据以外，还需要已有城市矢量数据城市规划审批图等辅助数据。经法定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与规划资料违章建筑普查。以影像分析为基础，采用叠置分析或模式识别知识实现现有违章建筑排查，并排查结果输出，作为执法检查依据。违章建筑变化监测子系统违章建筑变化检测系统，监测现有违章建筑整治拆迁工作和违章建筑出现过程。以现有违章建筑数据为基础，结合多时相遥感影像实现现有违章建筑拆除进度监控，及时了解整治情况。同时，根据多时相遥感影像及时发现违章建筑修建，扩建等，将其消灭在萌芽状态。所有监测结果输出，并提供作为执法监察参考数据。重点区域监测子系统重点区域监测子系统实现城市重点区域提取，变化趋势分析等。城市建设和改造涉及到城镇村，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。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。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