无人机航测技术在违法建筑变化监测中的应用

无人机航测技术在违法建筑变化监测中的应用一、概述随着城市建设的发展，在利益驱动和法不责众的错误思想误导下，违法建筑情况日益严重，一旦未得到有效监管，违法搭建就相继出现。为进一步强化城市规划对城乡建设的引导和调控作用，健全城市规划建设的监督管理制度，改善城市秩序、促进城市和谐，对违反城市规划管理以及对城乡建设秩序和公共安全造成了严重侵害的建设行为必须出土就拆、冒头就打，积极做好城市管理工作，将违法建设行为遏制在萌芽状态，维护规划的严肃性和权威性。为解决违法建设活动整治中，百姓经济损失严重、执法人员执法困难和执法过程找路难等问题。我公司采用固定翼无人机，根据研究区域内的违法活动是否猖獗，相应动态地调整侦查周期。通过航空摄影测量技术、地理信息技术和地图导航技术相结合的方式，辅助执法人员快、准、好地整治违法建设活动。首先，进行外业数据采集并制作正射影像，其次运用相关软件对多期影像进行目视解译并对疑似违法建筑物进行坐标标记，然后与相关执法部门共享，最后执法人员快速地导航到疑似违法建筑物所在地后，根据相关资料进行核实并对确认为违法建设的建筑物进行依法处理。将无人机运用到违法建筑监察，充分发挥无人机灵活、机动的特点，结合日常巡查、公众举报、社区反馈，对一些重点违章、违建现象频发的区域加大监察频率，实现违法建筑及时取证、及时监管，提升规划监察执法“事前主动防范”的能力。无人机航测技术在违法建筑变化监测中具有以下特点：（1）空间精度更高。受分辨率和影像质量的影响，卫星遥感影像难以分辨与原建筑风格、结构、材料类似且面积较小的违法建筑。无人机低空拍摄时，能够获更高分辨率的遥感影像，而且大气层、电离层影响较小，影像成像清晰，质量更高。（2）时效性更强。无人机更简单、便携，不受起飞条件限制，能够根据需要进行周期性、长期性监测。解决了发现不及时、取证困难的问题，充分发挥无人机的优势，实现对违法建筑的有效监管，将违法建筑遏制在萌芽状态。无人机航测二、技术流程外业数据采集无人机航测外业数据采集像控点布设与采集像控点布设与采集软件选择软件选择航插内业数据处理航插内业数据处理正射影像制作正射影像制作两期影像筛选两期影像筛选疑似违建筛选相关信息标注疑似违建筛选相关信息标注多种信息汇总分析多种信息汇总分析外业协助查询外业协助查询与执法部门共享与执法部门共享三、无人机航摄系统1、飞行平台采用目前国内先进、成熟的、实用的DM-150摄影无人机平台，此机型有以下优势：（1）飞行高度低，飞行高度0-6000米。（2）对天气要求也低，可以在阴天作业，灵活机动避开云层，快速获取数据。（3）起降方式对场地要求很低，灵活的起降方式支持滑跑、弹射等起飞方式，可以随时随地起飞。DM-150航摄平台DM-150航摄平台参数机长2.05m翼展3m任务载荷10kg起飞重量20kg续航时间2.5h作业效率20M2/h飞行速度80-120km/h实用升限6000m测控半径20km控制方式自主、遥控起飞方式弹射、滑跑降落方式伞降、滑降监测效率18平方千米/小时材质碳纤维2、航摄仪ixu180-r航空相机是飞思推出的全球最小巧8000万像素航空中画幅相机。ixu180-r搭载了8000万像素CCD传感器，内置10328像素十字追踪系统，ISO35-800，最高快门速度1/1600s，单张成像所需时间约1.6s，支持TDI运动补偿控制，内置USB3.0接口，尺寸为97.4x93x93mm，重量约950g，兼容施耐德中画幅镜头。摄影传感器参数相机类型飞思IXU180-R像幅（像素）10328*7760像素大小5.2μmCCD大小53.705*40.352mm飞思ixu180-r3、飞控导航系统在航线设计上，根据UP30型无人机飞控导航系统软件，进行任务规划，绘制测绘区域。根据区域地形和测绘参数，自动生成完整的任务航线。四、像控点布设与采集根据《低空数字航空摄影规范》中的有关规定，像控点的目标影像布设应清晰，利于刺点。同时根据实际生产经验，对大比例测图控制点布设采用下表所示方案。最后利用RTK进行像控点测量。测图比例尺像控点数量（个/km2）平地丘陵/山地1:5005~67~81:100023~41：200011注：表中控制点方案为经验值，实际工程中应根据成图比例尺、地面分辨率、测区地形特点、摄区的实际划分、图幅等情况全面进行考虑，根据具体情况选择最优实施方案。五、航测内业数据处理由于本项目应用的重点是侦查，所以要求影像处理软件具有自动化程度高、操作简便、精度较高等优点，因此综合考虑之后选择Pix4D软件。正射影像制作Pix4D软件生成正射影像大致流程如图所示。导入POS数据和照片导入控制点初始化处理导入POS数据和照片导入控制点初始化处理精度不满足精度不满足刺控制点初始化处理检查报告刺控制点初始化处理检查报告精度满足精度满足点云和纹理D点云和纹理DSM和DOM六、疑似违建侦查处理多期影像筛查采用相关软件对多期影像进行地理坐标配准，然后运用影像分析功能对多期影像进行目视解译完成侦查工作。两期影像目视解译通过基于空间结构特征的多时相影像变化检测技术，提取违法建筑疑似图斑，然后将提取出的疑似图斑与规划审批资料数据进行空间关联，核查疑似图斑涉及建设项目是否违法；最后，通过现场核实，对违法建筑疑似图斑的违法情况进行现场认定，