地理國情監(jiān)測探索——廈門市城區(qū)違章建設動態(tài)監(jiān)測

孫曉華

（福建省測繪院　福建福州　350003）

地理國情監(jiān)測探索——廈門市城區(qū)違章建設動態(tài)監(jiān)測

孫曉華

（福建省測繪院福建福州350003）

摘要：經濟社會的快速發(fā)展加劇了地表形態(tài)的變化，利用不同時期的正射影像成果對廈門市城區(qū)違章建設進行動態(tài)監(jiān)測，區(qū)分出違章建設用地圖斑，推算違章建筑高度與面積，并對變化圖斑錄入屬性，從而對廈門城區(qū)土地利用變化進行動態(tài)監(jiān)測，為科學地管理城市基礎建設提供保障。

關鍵詞：正射影像；違章建設；動態(tài)監(jiān)測

1　引言

土地利用動態(tài)監(jiān)測是地理國情監(jiān)測的一項重要內容［1］，是搞好宏觀調控、促進可持續(xù)發(fā)展的重要決策依據(jù)。我國正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，也是地表自然和人文地理信息快速變化的時期，如何統(tǒng)籌規(guī)劃、合理利用國土發(fā)展空間，有效推進重大工程建設，地理國情監(jiān)測至關重要［2］。

根據(jù)第一次全國地理國情普查的時間安排，到2015年6月，普查底圖制作、數(shù)據(jù)采集與處理、外業(yè)調查與核查、數(shù)據(jù)集建設等大部分工作都已完成。根據(jù)國家測繪地理信息局制定的《2015年測繪地理信息工作要點》，加強地理國情監(jiān)測研究，解決地理國情監(jiān)測關鍵技術，圍繞生態(tài)環(huán)境保護、城鎮(zhèn)化發(fā)展和區(qū)域總體發(fā)展規(guī)劃實施等三個方面，全國已開展了京津冀地區(qū)重要地理國情監(jiān)測、全國省會城市空間擴展監(jiān)測、區(qū)域總體發(fā)展規(guī)劃實施監(jiān)測試驗等8項地理國情監(jiān)測試驗示范工作，形成了京津冀地區(qū)7年重點大氣顆粒物污染源空間分布監(jiān)測成果、首都經濟圈地區(qū)20年城市空間格局監(jiān)測成果等16項監(jiān)測成果，公開發(fā)布了陜北地區(qū)植被覆蓋變化、松潘縣自然生態(tài)遙感、撫順市礦山環(huán)境等監(jiān)測成果。我國的地理國情監(jiān)測工作初見成效。

從世界范圍來看，許多國家和組織都開展了地理國情監(jiān)測方面的項目或工程，以便更好地服務于本國或地區(qū)的資源、環(huán)境、能源、社會等領域［5］。英國的全球干旱監(jiān)測網是一個實時監(jiān)測全球旱情嚴重程度的網站；歐盟等組織擴大對糧食危機區(qū)的地理監(jiān)測；美國建立國家生態(tài)觀測網，深入認識環(huán)境變化實質，預測環(huán)境變化趨勢；日本針對自然災害頻發(fā)的危害，開展災害監(jiān)測，尤其是地殼形變方面［5］?？v觀世界各國開展的國情監(jiān)測，工作的重點是針對各個興趣點選好監(jiān)測的切入點。

本文以廈門市城區(qū)違章建筑動態(tài)監(jiān)測為例，以城市違章建筑為切入點進行地理國情監(jiān)測的探索與實踐。隨著經濟的快速發(fā)展和城市化建設的不斷推進，違章建設成為一個十分突出的問題。僅在2013年，廈門市共拆除非法占地違法建設659宗；拆除面積22.6萬平方米。城建部門雖經多次整治，但在日常管理中，還是防不勝防，違章建筑現(xiàn)象仍呈蔓延之勢。利用地理國情監(jiān)測手段分析城市土地利用變化的時空特征，可有效掌握城市的空間格局與時間過程特征的變化趨勢，從而對未來發(fā)展趨勢做出預測［3］。

2　研究地區(qū)

廈門市位于福建省南部沿海，概略地理位置東經 117°50′00〞～118°10′00〞，北緯 24°25′00〞～24°50′00〞，轄思明、湖里、海滄、集美、同安、翔安6個區(qū)，陸地面積約1700km2，海域面積約300km2，即為本次地理省情監(jiān)測范圍。

3　研究方法和技術路線

目前大部分的城市用地監(jiān)測研究都采用遙感監(jiān)測方法來實現(xiàn)。通過對比不同時相的影像間存在的光譜特征差異來識別城市利用現(xiàn)狀和發(fā)展變化。遙感技術的動態(tài)、宏觀、及時以及能夠得到同一區(qū)域時間段上影像系列是它獨特的優(yōu)勢，準確快速的進行影像分類，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時更新是城市用地結構變化的監(jiān)測和分析的前提。本文則通過數(shù)字正射影像的對比來進行城市用地監(jiān)測。

廈門市歷年來已有大量的數(shù)字正射影像。通過對廈門地區(qū)不同年份的正射影像比對，對城市建成區(qū)變化建設圖斑進行提取，再與批建資料進行核實，區(qū)分出違章建設用地圖斑，推算違章建筑高度與面積，并對變化圖斑錄入屬性，從而實現(xiàn)對廈門城區(qū)用地變化進行動態(tài)監(jiān)測。技術路線如下圖所示。

4　廈門市城區(qū)違章圖斑建設動態(tài)監(jiān)測

4.1航空攝影

對廈門市域1800平方公里進行數(shù)字彩色航空攝影，范圍包括市區(qū)主體，以及大嶝、小嶝、角嶼、雞嶼等周邊島嶼。本項目航空攝影是采用美國鷹圖（Intelgraph）公司2011年生產的DMCⅡ230數(shù)字航攝儀對項目區(qū)進行彩色數(shù)碼航攝，同時在飛機上搭載GPS進行空中定位，獲取彩色航攝影像和相應的GPS輔助空三定位成果，地面分辨率為0.18m。

4.2像片控制測量

平高區(qū)域網的航線數(shù)不得超過6條，每條航線的基線數(shù)不得超過12條。平高控制點的航向、旁向跨度均不得超過4條；高程控制點航向跨度不得超過4條航線。全野外布點時應在每個立體像對內布設四個平高控制點。

采用基于廈門CORS系統(tǒng)的網絡RTK方式測量像控點，網絡信號無法保證測量精度的時間段或區(qū)域則用靜態(tài)GPS觀測。測量精度均應滿足國家相關規(guī)范及項目設計要求［4］。

像控點聯(lián)測完成后，按成果展繪測區(qū)像控布點網圖。

4.31∶2000正射影像圖制作

空三加密采用德國INPHO系列軟件MATCHAT模塊，利用攝站點GPS坐標自動匹配生成高精度連接點，所有處理完全自動通過光束法區(qū)域網整體平差得到加密點成果。

根據(jù)圖幅位置引入相應的模型的加密成果，采用INPHO系列軟件MATCH-TDSM模塊自動進行地形提取，從航空影像中提取高精度的數(shù)字高程模型DEM，為整個影像測區(qū)生成無縫模型。本測區(qū)只提取用于糾正DOM的數(shù)字高程模型DEM，根據(jù)設定可以自動濾波建筑物等地物。根據(jù)需要進行必要的地形數(shù)據(jù)編輯，形成高精度DEM，采用OrthoMaster模塊對數(shù)字航片進行糾正，生產高質量的正射影像。采用OrthoVista模塊先進的影像處理技術，對數(shù)字正射影像進行自動鑲嵌、裁切，最后生成1:2000數(shù)字正射影像。

4.4廈門市城區(qū)變化矢量圖斑庫建設

基于上述制作的2014年度1:2000數(shù)字正射影像圖，與上一年度（2013年）的1:2000正射影像圖利用遙感影像處理軟件進行比對，發(fā)現(xiàn)并圈出占地面積超過20平方米的新增建設用地圖斑；與收集到的批建資料進行核實、分類統(tǒng)計、匯總等，對每個違章圖斑建立信息表（圖1），賦予每個圖斑相應的屬性，最終形成矢量圖斑數(shù)據(jù)庫。違章圖斑統(tǒng)計見表1。

從上表可以看出，位于廈門市中心城區(qū)的湖里區(qū)、思明區(qū)違章建設較少，而位于廈門市外圍的翔安區(qū)、同安區(qū)則違章建設較多。一方面原因是湖里區(qū)、思明區(qū)面積較小，分別為72.13km2、75.31km2，更重要的原因是作為城市中心區(qū)，其城市規(guī)劃、建設已比較完善；而在中心城區(qū)外圍，土地利用不夠科學，違章建設更隱蔽，不易監(jiān)管?？衫脽o人機航拍對違章建設的重點區(qū)域，如同安區(qū)進行一定頻率的實時監(jiān)測，加強對城市建成區(qū)的動態(tài)監(jiān)測。

在正射影像數(shù)據(jù)和建成區(qū)變化矢量圖斑數(shù)據(jù)的基礎上，結合地理國情普查數(shù)據(jù)，建立廈門市基礎數(shù)據(jù)庫。以ArcGIS10EngineDevelopeKit為平臺進行二次開發(fā)，建成廈門市城市建設變化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，每年對廈門市違章圖斑進行一次核查，最終實現(xiàn)對全市城市建設變化的存儲、維護、匯總、統(tǒng)計、檢索以及動態(tài)更新等圖、文、表一體化管理與應用。

5　結束語

近年來我國實施和開展的重要戰(zhàn)略規(guī)劃及重大工程很多，如西部大開發(fā)、退耕還林、新農村建設和主題功能區(qū)規(guī)劃等。［6］都可以通過地理國情監(jiān)測對規(guī)劃實施進行全面監(jiān)測、分析和評估，將現(xiàn)狀、重點變化信息記錄、保存和管理，分析結果通過監(jiān)測報告發(fā)布。

經濟社會的快速發(fā)展加劇了地表形態(tài)的變化，利用地理國情監(jiān)測成果對廈門市城區(qū)違章建設進行動態(tài)監(jiān)測，形成動態(tài)更新機制，使管理決策者更加全面及時地掌握地理國情變化信息，有利于為科學地管理城市基礎建設提供保障，為科學管理決策提供綜合、客觀、權威的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻：

［1］李琳.基于GIS_RS技術的下面同安區(qū)土地利用變化研究［J］.測繪與空間地理信息.2014（6）：110.

［2］國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室.第一次全國地理國情普查實施方案.北京：國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室，2013.

［3］地理國情監(jiān)測在城市化發(fā)展中的應用研究——以汕頭市為例，周旭斌、孟蕾 測繪與空間地理信息2014（6）：79

［4］周曉云，陸朝鋒，廖順華.無人機航測遙感技術在農村土地承包經營權登記試點中的應用［J］.測繪與空間地理信息：2014（11）：164

［5］喬朝飛.［J］國外地理國情監(jiān)測概況與啟示.測繪通報.

2011.81-83

［6］劉若梅.對地理國情監(jiān)測的再認識.地理信息世界.2013（2）.30