違章建筑管理GIS系統(tǒng)建設(shè)
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關(guān)鍵詞:違章建筑;傾斜攝影;GIS;PostgreSQL
引言
2013年以來，浙江在全省范圍內(nèi)開展“三改一拆”專項(xiàng)行動(dòng)。城市違章建筑識(shí)別與監(jiān)管是城市規(guī)劃管理部門的一項(xiàng)重要工作，目前違章建筑識(shí)別主要靠人工巡視，投入大，效率低。為了探索效率較高的違章建筑識(shí)別和具體的違章面積，有效地開展違章建筑治理，文獻(xiàn)［1］基于傾斜攝影建設(shè)的無人機(jī)城市建筑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)同一區(qū)域不同時(shí)相建筑物的實(shí)景真三維模型和正射影像圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)面積變化、高度變化、灰度變化等確定疑似變化區(qū)域［1］。文獻(xiàn)［2］利用北斗無人機(jī)搭載航空攝影設(shè)備獲取定點(diǎn)區(qū)域遙感數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)通信傳輸模塊，將獲取數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)違章建筑的持續(xù)變化監(jiān)測(cè)［2］;文獻(xiàn)［3］—［4］使用無人機(jī)航空攝影方法，獲取區(qū)域高分辨率影像數(shù)據(jù)，生成正射影像圖，通過前后期影像比對(duì)，識(shí)別疑似的違章建筑。文獻(xiàn)［1］—［2］使用軟件進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高;文獻(xiàn)［3］—［5］采用人工判別，工作量大;文獻(xiàn)［1］—［5］均是基于影像的對(duì)比分析，優(yōu)點(diǎn)是適合于大范圍數(shù)據(jù)處理，缺點(diǎn)是需要兩期以上的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析結(jié)果幾何精度較低。本文基于無人機(jī)傾斜攝影的高分辨率影像數(shù)據(jù)生成三維模型數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)字測(cè)圖軟件，繪制屋頂違章建筑邊界，輸入違章建筑的材質(zhì)、面積等屬性數(shù)據(jù)，輸出違章測(cè)量數(shù)據(jù)。并結(jié)合歷年衛(wèi)星影像和航攝影像數(shù)據(jù)服務(wù)、房屋坐落位置數(shù)據(jù)服務(wù)、房產(chǎn)分層分戶圖數(shù)據(jù)接口、公共服務(wù)平臺(tái)上的矢量地圖數(shù)據(jù)服務(wù)和影像地圖數(shù)據(jù)服務(wù)接口，開發(fā)違章建筑管理gis系統(tǒng)。
1系統(tǒng)架構(gòu)
1．1系統(tǒng)體系架構(gòu)
在充分分析浙江現(xiàn)有房產(chǎn)數(shù)據(jù)和城建檔案數(shù)據(jù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市管理部門和政府決策部門在城市綜合管理、“三改一拆”等方面的應(yīng)用需求，采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和最新的空間信息技術(shù)，按照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整合麗水市“三改一拆”工作中獲取、生產(chǎn)、加工的各類地理信息資源，建立地理信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)。以“三改一拆”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，通過深入分析現(xiàn)有房產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及應(yīng)用功能，完成違章建筑管理GIS，包括移動(dòng)終端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、C/S端數(shù)據(jù)入庫(kù)子系統(tǒng)、B/S端數(shù)據(jù)子系統(tǒng)。麗水市違章建筑管理GIS由運(yùn)行支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層4個(gè)層次有機(jī)組成。系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖1所示。
1．2服務(wù)層
違章建筑管理GIS提供包括地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、查詢服務(wù)、統(tǒng)計(jì)服務(wù)、處理服務(wù)等多種服務(wù)，并通過服務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，可滿足麗水市城市管理部門的一般性空間定位需求，用戶主要通過網(wǎng)站獲得所需的行業(yè)信息，且可快速定位到相關(guān)區(qū)域?qū)Α斑`法建筑”設(shè)施進(jìn)行查詢、核對(duì)、分析及統(tǒng)計(jì)等工作。
1．3系統(tǒng)功能
1)B/S數(shù)據(jù)子系統(tǒng)系統(tǒng)功能包括地圖操作、查詢統(tǒng)計(jì)、報(bào)表輸出、門戶管理。功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。2)C/S端數(shù)據(jù)入庫(kù)子系統(tǒng)①屬性數(shù)據(jù)入庫(kù)。實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的錄入、編輯及查看等相關(guān)功能。②數(shù)據(jù)入庫(kù)。把移動(dòng)端采集的屬性數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Post-greSql數(shù)據(jù)庫(kù)中，現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片和視頻文件作為原始數(shù)據(jù)以文件形式保存?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪的屬性數(shù)據(jù)導(dǎo)入到PostgreSql數(shù)據(jù)庫(kù)中，現(xiàn)場(chǎng)繪制的草圖作為原始數(shù)據(jù)以文件形式保存。
1．4開發(fā)方法
系統(tǒng)采用面向服務(wù)的架構(gòu)(Service－orientedArchitec-ture，SOA)進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)采用PostgreSQL，空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎采用ESRI的ArcSDE10．3，系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境采用VisualStudio2012．NET，使用C#開發(fā)語言，基于ESRI的ArcServer環(huán)境實(shí)現(xiàn)各類WebGIS空間服務(wù)。瀏覽器端利用JavaScriptAPI、EXTJS等技術(shù)調(diào)用數(shù)據(jù)服務(wù)和地圖服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)及處理等功能。移動(dòng)端采用Android平臺(tái)進(jìn)行，使用Java開發(fā)語言。
2數(shù)據(jù)建設(shè)
2．1數(shù)據(jù)建設(shè)
1)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是從測(cè)繪院提供的2017年最新基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中選取的圖層要素，包含矢量數(shù)據(jù)、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和航攝影像數(shù)據(jù)。其中，覆蓋市中心區(qū)域(蓮都區(qū)、青田縣、縉云縣、遂昌縣、松陽縣、云和縣、慶元縣、景寧縣、龍泉市)的數(shù)據(jù)從1∶500比例尺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中提取。2)違建信息數(shù)據(jù)違建數(shù)據(jù)使用多旋翼無人機(jī)傾斜攝影，航拍地面分辨率為5cm，基于CORS系統(tǒng)使用GPSRTK方法采集像控點(diǎn)數(shù)據(jù)。原始影像、POS數(shù)據(jù)、相機(jī)參數(shù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Smart3D軟件，通過空中三角測(cè)量、控制點(diǎn)量測(cè)、測(cè)量平差等步驟建立三維模型數(shù)據(jù)。將三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入清華三維軟件，采集屋頂違章建筑閉合的邊界線，在屬性中記錄違章建筑的材質(zhì)。將生成矢量線畫圖，導(dǎo)出為SHP格式的面數(shù)據(jù)。3)勘驗(yàn)筆錄數(shù)據(jù)勘驗(yàn)筆錄數(shù)據(jù)來源于麗水市城市管理的執(zhí)法人員現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法采集的數(shù)據(jù)。4)房產(chǎn)信息數(shù)據(jù)房產(chǎn)信息數(shù)據(jù)主要來源于麗水市已有的房產(chǎn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，包括丘、幢、戶3張表。5)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪數(shù)據(jù)是由測(cè)繪中心現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪所得到的數(shù)據(jù)，包括測(cè)繪到的屬性數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)。
2．2數(shù)據(jù)服務(wù)
1)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)服務(wù)。主要來源于麗水市政務(wù)版矢量數(shù)據(jù)服務(wù)、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)服務(wù)、航攝影像數(shù)據(jù)服務(wù)。2)違章建筑信息數(shù)據(jù)?；趦A斜攝影三維模型生產(chǎn)的屋頂違章建筑數(shù)據(jù)成動(dòng)態(tài)地圖服務(wù)。3)勘驗(yàn)筆錄數(shù)據(jù)服務(wù)。對(duì)移動(dòng)端采集到的屬性數(shù)據(jù)、圖片、視頻成服務(wù)。4)房產(chǎn)信息數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)來源于麗水市現(xiàn)有的房產(chǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)。5)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪數(shù)據(jù)服務(wù)。對(duì)測(cè)繪采集的違章建筑數(shù)據(jù)成動(dòng)態(tài)地圖服務(wù)。
3支撐環(huán)境建設(shè)
3．1硬件環(huán)境
使用政務(wù)云服務(wù)器，操作系統(tǒng)WindowsServer2012R2，內(nèi)存32G，存儲(chǔ)500G。
3．2軟件環(huán)境
購(gòu)置ArcGIS軟件一套，用于構(gòu)建集中管理、支持多用戶、具備高級(jí)GIS功能的企業(yè)級(jí)GIS應(yīng)用與服務(wù)，支持空間數(shù)據(jù)管理、二維三維地圖可視化、數(shù)據(jù)編輯、空間分析等即拿即用的應(yīng)用和類型豐富的服務(wù)。ArcGISServer支持桌面定制的應(yīng)用、移動(dòng)設(shè)備以及基于瀏覽器客戶端的訪問。購(gòu)置相關(guān)業(yè)務(wù)軟件等。
3．3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境
使用政務(wù)網(wǎng)，方便城管局機(jī)關(guān)和各個(gè)片區(qū)分局使用。
4結(jié)束語
本文基于傾斜攝影的高分辨率影像數(shù)據(jù)生成的三維模型生產(chǎn)屋頂違章建筑數(shù)據(jù)，采集周期短，數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性好，幾何位置精度較高。使用三維模型數(shù)據(jù)采集違章建筑的邊界線，與傳統(tǒng)的正射影像相比，更加清晰、直觀。通過違章建筑管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)違章建筑數(shù)據(jù)的有效管理。系統(tǒng)調(diào)用房產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)接口，將房產(chǎn)分層分戶平面圖和房屋坐落平面圖調(diào)入系統(tǒng)，查看違章數(shù)據(jù)的同時(shí)，可以根據(jù)需要查閱房屋的分層分戶圖。調(diào)用麗水市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)服務(wù)，保證麗水市違章建筑管理GIS的建設(shè)能和平臺(tái)數(shù)據(jù)無縫對(duì)接和資源共享。通過對(duì)比各個(gè)年份的影像數(shù)據(jù)，可以分析違章建筑出現(xiàn)的時(shí)間，為城市管理提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。系統(tǒng)采用的開發(fā)框架使得基礎(chǔ)運(yùn)用和二次開發(fā)不受開發(fā)環(huán)境和操作系統(tǒng)等限制，減少了客戶端和服務(wù)器之間的交互次數(shù)和網(wǎng)絡(luò)往返次數(shù)，降低了編組開銷，增強(qiáng)了系統(tǒng)性能，同時(shí)也考慮了技術(shù)平臺(tái)的無關(guān)性，便于服務(wù)的實(shí)現(xiàn)、升級(jí)和維護(hù)，有利于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
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作者：陳再輝 朱曉燕 葉秀芬 單位：麗水市建設(shè)技術(shù)管理中心