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。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。为基础，通过采用联合分割方式，针对两幅影像获取个分割结果，使得分割结果能够与两幅影像均套合。并且影像中变化区域和未变化区域能够有效分开。对象特征提取以相同对象形状和范围，分别在变化前和变化后影像上提取对象光谱纹理指数等特征。这些特征是区分对象是否发生变化基础。对象级变化检测技术在提取对象特征基础上，可以采用两种方法进行变化分析，获取变化图斑。种是采用分类方式，以相同样本对两组对象进行分类，然后比较分类后结果，这种方法需要人工选取部分样本点或者单独建立样本库，但是该方法可以回避影像相对辐射校正问题，并且可以得出变化类型。另种是直接根据对象特征变化，判断出哪些对象发生了变化，这种方法不需要分类样本，操作上相对简单些，但是只能获得对象是否变化，无法获得变化类型，同时该方法需要对影像进行较为精确相对辐射校正。违章建筑变化分析根据图像处理与变化检测产生矢量图斑图审批图矢量地形图影像图等各种资料，利用技术数据处理功能和空间分析能力，以及提供属性信息查询手段，对变化图斑进行分析判别数据中包含了丰富语义和非语义信息，是经过解译后地物符号表达，可以作为知识库。系统采用遥感图像与集成分析方法，把不同时相图像变化检测结果叠加在数据上进行分析，确定变化地物和类型。充分利用数据库中先验知识与集成分析变化检测方法，判断出变化区域是否合理。通过预先设定项目进度数据，结合变化分析结果判断项目进度是否满足要求。重点区域变化监测在面向对象影像处理中，采用对象分类方法，实现地物半自动提取，这样方法需要对影像中不同地物选择样本，提取精度受对象特征选择和分类方法精度影响。研究直接针对典型地物提取技术将有助于将简化人工操作，提供提取精度。目前已有多种针对特定地物提取方法，如植被提取，房屋提取，道路提取等。针对本项目中城中村和城乡结合部监测需求，结合地物所特有光谱纹理特征以及空间关系，研究结合光谱纹理特征以及空间关系约束典型区域提取技术将提高系统自动化水平。通过在多时相遥感影像上提取对应地物，并分析其变化，监测这些重点区域变化情况。数据存储与输出将分析结果存储，输出打印以便执法监察。年度研究计划及预期进展经费预算科目费用备注年度年度差旅费会议费材料费设备费人员费协作费