太原市科技项目可行性研究报告
项目名称：城镇建筑物监控管理系统 所属领域： 电子信息及物联网技术应用 申请单位：山西神地科技有限公司 协作单位：太原理工大学
起止时间：2011年8月-2012年12月
太 原 市 科 学 技 术 局 填报时间：二0一一年10月
一、立项的背景和依据 1、 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。然而，在城市建设中，总是出现一些不和谐的因素。违章建筑不仅对城市景观存在破坏性的影响，还对城市的环境、交通、电力、煤气管道等公共资源进行侵占和危害。近年来，太原市不断有违章建筑危害公共安全的报道出现，而这种现象存在监管难度大，拆除后再次重建等问题，难以根治。“隐匿”在喧嚣城市中的村庄，向来是外来务工者青睐的住处。近年来，急速涌至的城市化浪潮将这些村落裹挟其间，逐渐形成 “城中村”这一独特景观。建设“一流的现代宜居城市”，离不开“城中村”的改造。虽然目前政府已经出台相关的改造措施，并进行了相应的规划。随着城市规模的扩张，城乡结合部也面临着拆迁，改造等。如何监管这些地区的规划和发展，是当前城市管理者所面临的棘手的问题。
针对城市规划中出现的这些问题，本项目寻求通过遥感手段辅助进行城市规划中的监督管理，解决目前城市管理中存在的这些问题，主要有以下几个方面：
违章建筑监察——通过高分辨率遥感卫星影像检测城市违章建筑项目，规划应用部门能够及时地获取更丰富的辅助决策信息，使规划监督检查工作由被动查处转变为主动出击,从而为真正做到早发现、早处理、早制止,将违法建设消灭在萌芽状态提供技术保障。
城乡建设用地发展演变分析——利用遥感影像中提取城中村，城乡结合部等专题信息，并进行多时相的对比分析获取城乡建设用地的发展变化过程， 以期能为科学合理地进行城乡规划，控制城乡建设用地规模提供一定的技术支撑。
2、 项目的科学价值和意义
城市规划（urban planning）研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署，是城市建设和管理的依据。近些年来，我国的城市化进程越来越快。城市规划建设信息也日益纷繁复杂。城市违章建筑识别与监管，旧城改造与城市扩张等都是城市规划部门的重要工作，RS 和 GIS 技术的发展，为准确、高效的城市建筑识别与管理提供了新的契机。遥感技术可以快速获取大量空间数据、大范围地提取地表覆盖信息，直观准确地表现城市规划信息。遥感数据的宏观、快速、综合、多层次、多时相的优势已经逐渐成为城市规划和检测城市违章建筑的重要信息源之一。
遥感技术因具有周期短、成本低、实效性高等特点,在城市违法建设查处、城市布局、历史文化保护、城市的调整和改造、城市交通、城市的环境和绿化等方面均可以发挥良好的作用, 目前在西方发达国家中已得到了广泛的应用。我国在遥感领域已经进行了二十多年的研究和应用,取得了大量的研究成果,国产高分辨率遥感卫星的数据源也实现了从无到有的发展,为我国遥感科技的应用起到了巨大的推动作用,已经初步具备了国产高分辨率卫星影像的获取和处理系统, 在基础理论上已经形成了一套成熟的理论和方法,在实践上也开发出了许多实用系统, 积累了丰富的经验,在国民经济的很多方面都有成功的实践，特别是在地理空间信息的变化检测与更新方面,遥感技术已逐渐占据了主导地位。近年来, GIS技术也获得了飞速发展并广泛应用于国民经济的各行各业。作为一种空间管理、分析的有效技术，GIS可为遥感应用提供各种有用的辅助信息和分析手段. 目前，已有不少学者对基于遥感影像和GIS相结合的地物自动变化检测技术进行了研究,并取得了大量成果。
充分发挥我国自主产权的遥感和GIS技术优势,充分利用高分辨率卫星特别是国产高分辨率卫星数据，将多时相遥感和GIS技术应用于城市规划的违法建设监测、城市及周边管理、交通规划等具有重要的意义。
3、 国内外研究现状和发展趋势
随着遥感技术的发展，特别是近年来高分辨率遥感影像的普及应用，遥感技术在城市规划领域中的应用越来越广泛。国内今年来已有多地采用卫星数据进行城市规划方面的时间，并且取得了一定的成果。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的航空遥感数据进行城市规划方面的研究。北京市自2004年起就已经采用国产卫星数据进行了北京市违章建筑的普查工作，并取得了卓有成效的工作，有利的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的力量，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的成本。
4、对国家或我市经济和社会发展的意义与作用
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RS,GIS,GPS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的数据和设计成本，使用国产卫星数据将在一定程度上对国产卫星数据给予有利的支持。
基于高分辨率多时相遥感卫星影像和GIS的变化检测研究目前正经历一个快速的发展时期,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。对现有的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的流程更加高效，该项目不仅是“3S”集成技术在我国城市违章建筑监测方面的实际应用，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的推广应用提供了宝贵的借鉴和参考。
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的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的能力和效率。其数据和检测数据结果不仅可以满足城市建设发展规划的需要，而且还可以推动城市安全建设，具有重大的社会意义。
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的一个主要内容。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。本项目可以很好的为城镇建设提供服务。
本项目具有如下优点：
1. 自动化程度高，检测精确
2. 可定期重复观测的优势，通过多时相遥感影像的对比，可以及时发现地
表的各种变化。
3. 以为城市用地变化，城市用地扩张提供有利的指导。 三、研究方案与预期目标 3.1研究内容
本项目的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的监控与变化分析。
其总体工作流程设计如图1所示。
城镇建筑物监控管理系统可行性研究报告
