基于遥感与GIS的违法违规建筑监管空间信息平台建设

赵华成

(福州市勘测院 福建福州 350108)

0 引言

近年来，随着我国经济快速发展，城乡面貌日新月异。与此同时，市县城乡结合部的违法建设越来越突出，违法搭建、改建、扩建屡禁不止。违法建设对城市建设和发展有很大危害，是一直困扰城市发展前进的难题[1]。为掌握城市的变化，实施有效的管理，各级自然资源与规划部门迫切需要掌握城市的违法建筑区域、非法占地等方面的信息。常规手段主要依靠市民举报和人工巡查发现，确认过程还要与城市规划部门进行沟通。因此，往来的信息反馈机制致使拆违工作面临种种困难，严重影响了违法建筑的发现与处置效率[2]。为切实抓好违法建筑专项治理工作，迫切需要对现有违法建筑查处工作升级，探讨方便、实用的违法建筑巡查技术方法，为摸清违法建筑存量和新增态势提供基础[3-5]。

遥感具有客观、准确、覆盖面广和时效性高等特点[6]，通过遥感变化检测可方便获取城市空间地理信息与变化信息，将其用于城市违法建筑的快速监测，既高效、经济，还可为执法部门提供科学客观定量的依据，减少社会矛盾发生，促进社会和谐发展。因此，充分利用遥感技术、GIS技术，建立违法建设信息管理平台，及时共享违法建设的发现和查处信息，是逐步实现“天上看、地上查、网上管”的多维防控手段。

基此，本文针对违法违规建筑监管业务需求，采用卫星遥感技术作为违法违规建筑监测的重要手段，结合城市规划等专题数据资料及现场核实信息，研究构建违法违规建筑监管空间信息平台，为全面摸清城市存量违法界线和发现新增违法建设，对违法建设监管工作提供技术支撑。

1 违法建设监管业务分析

1.1 监管业务需求

(1)摸清存量违建。治理违法违规建筑(简称“违建”)的首要工作是摸清违建“存量”，利用历史遥感数据资料，查清存量违建分布情况，构建存量违建台账，实现违建“处处清”，辅助制定拆违计划，强化拆违监督力度，提升拆违管理精细化。

(2)增量违建整理分析。依法严格整治存量违建的同时，需要有效遏制违建行为，实现增量违建“零增长”，而遏制增量违建的有效方法是加强监督力度。因此，需要利用高分辨率遥感卫星技术按双月监测重点区域新增房屋建筑信息，对该信息进行规划数据套合分析与人工实地核查，及时发现增量违建位置、分布、面积及详细信息，为治理违建提供第一手资料，并据此整理分析区县上报增量违建信息，规范化处理并入库更新，才能实现违法建设的有效遏制，确保违法违规建筑零增长。

(3)拆违信息整理分析。在掌握存量和增量违建的基础上，需要制定拆违计划，及时将区县上报拆违信息整理入库，更新违法建设台帐，关注建筑拆除情况，加强拆违工作监管力度，才能督促违法案件快速处置，掌握违法建设拆违整治进度。

(4)管理机制建设。违法违规建筑管理是一项长期持续性工作，为实现违法违规建筑增量得到坚决遏制、存量基本整治、长效工作机制形成的目标，需要实现存量违建、增量违建、拆违进度的全流程信息化管理，才能形成违法违规建筑“闭环”管理机制，规范管理流程，提高管理效率，固化管理机制。

1.2 监管业务流程

执法部门开展违法建设监管工作的业务流程通常为：收集相关资料并进行分析，保证资料尽可能可靠和齐全。因此，需要对所收集的各类数据进行分析、处理和整合。对比现势性高的影像和历史遥感影像，提取建筑物变化图斑。套合规划数据进行分析，下发变化图斑，进行人工现场实地核查，形成违建台账。而利用多源遥感影像数据，可以对城市建成区建筑物进行高频次动态监测，及时发现新增违建行为。制定拆违计划，跟踪结合现场进度核查，有利于全面掌握违建拆违整治进度，督促违法案件快速处置，如图10所示。这样，区县按月上报拆违信息，更新违法违规建筑台账，可以形成“发现变化-规划对比-图斑分发-管理核实-信息整合-拆违规划-任务分发-进度监管-管理评价”的闭环管理流程，实现多级信息联动机制，形成早发现、早报告、早整治的管理机制，提升拆违执法效能。

图1 工作流程

1.3 涉及数据内容

违法建设监管数据内容，主要包括卫星遥感影像数据、建筑物监测矢量数据、城市管理基础数据、业务管理数据、规划审批数据、系统数据，以及现场核查照片数据等。其中，城市管理基础数据包括行政区划数据、道路数据、基础地形图数据、林业数据、绿地数据、社区网格数据、万米网格数据、兴趣点数据、门楼牌数据、城中村改造规划数据等。利用影像数据对比，主要目的在于提取两期影像建筑物变化图斑，结合规划数据比对和人工现场核查确定存量违法违规建筑，建立违建台账。

2 平台构建及其功能

2.1 总体架构

违法违规建筑监管空间信息系统总体架构，分为基础设施层、数据层、应用层等3个层次,如图2所示。其中，基础设施层是运行的环境基础，数据层是平台运行的基础，应用层是用户进行业务管理的主要内容。

图2 违法违规建筑监管空间信息平台总体架构

基础设施层主要由软件平台、硬件平台和网络平台3个部分组成。软件平台包括操作系统、GIS平台、数据库软件等组成，为系统运行提供基础软件支撑服务。硬件平台主要由服务器设备、展示设备、移动端设备和客户机组成，为系统提供必要的硬件环境，保证系统的正常运行。网络平台指系统运行的网络环境，包括局域网、移动互联网、有线互联网等网络环境，以及交换机、防火墙等网络设备。

数据层主要是违法违规建筑综合管理数据库和各种违建数据服务。综合数据库，包括基础支撑数据库、监测信息数据库、业务信息数据库、违建台账数据库、运行支撑数据库等子库。基础支撑数据库，主要存储基础地理信息数据和行政区划数据等，为业务管理提供基本的电子地图支持。监测信息数据库，主要存储遥感影像数据、卫星发现的建筑变化数据和其他渠道发现的违建数据。业务信息数据库，主要存储用于违建判定的规划数据和审批数据。违建台账数据库是系统的主要数据库，主要存储已经核实的违建信息数据，服务开展违建治理工作。运行支撑数据库，主要存储系统的配置文件和用户数据等，保障系统的正常运行。违建数据服务，包括存量违建监测核查、增量违建监测核查、拆违进度监测核查以及通过人工巡查、群众举报、领导交办等渠道汇集的违建上报工作。

应用层包括违法违规建筑综合展示子系统、违法违规建筑台帐子系统、成果分发与核实管理子系统、移动核查管理子系统、拆违进度管理子系统、报告生成工具等6个子系统。

保障层包括标准规范和运行保障机制，规范和保障遥感影像等数据资料的获取、标准化处理、违建台账数据的建立和更新、管理等各个业务流程的开展。

2.2 功能构成

违法建设综合监管空间信息平台功能构成如图3所示。

图3 违法违规建筑监管空间信息平台功能构成

(1)违法违规建筑综合展示子系统

违法违规建筑综合展示子系统，展示违建现状、治理进度等信息，是实现挂图作战的重要模块。违法违规建筑综合展示子系统直观地展现违法建设前后的特征及违建拆除的进度情况，并通过总体分析、类型分析、区域分析、历史分析等多维度分析支撑业务管理应用。违建监测发现数据按照权限展示，市级可以看到所有数据，区县级只能看到本辖区内的数据。主要功能包括地图窗口、地图工具、导航栏、统计图表、图斑列表、详细信息等。

(2)拆违进度管理子系统

拆违进度管理子系统主要制定拆违计划，上报拆违进度、跟踪监督计划实施的系统，是违建治理工作闭环中的监督治理一环。用户可通过拆违进度管理子系统制定存量拆违计划，设定增量拆违时限，根据下级上报的拆违进度进行数据更新，对超期未拆进行预警，实现督促管理。提供报告生成工具，将违建现状和治理进展进行汇总，生成违建治理报告，是完善违建治理工作的重要环节。

(3)违法违规建筑台账子系统

违法违规建筑台账子系统是台账信息管理系统，是违建治理工作的重要信息汇集系统，具有数据编辑、录入、更新等功能，主要功能包括批量导入、手工勾绘、表格填报、附件上传、信息查询、信息修改、信息导出、空间展示等。

(4)成果分发与核实管理子系统

成果分发与核实管理子系统是下发任务，核实卫星监测成果的系统，是完成违建治理闭环的重要模块。通过成果分发与核实管理子系统与移动核查终端子系统联动实现核查任务的下发、核实、上传与管理流程，通过系统展示和管理的内容，实现用户分级权限管理控制。系统的主要功能，包括核查图斑展示、任务下发管理、移动端管理、任务查询浏览、结果反馈上报等。

(5)移动核查管理子系统

移动核查管理子系统是接收核查任务的移动端系统，是治理闭环的又一重要环节。移动核查管理子系统主要职责是实现建筑物变化图斑核查任务接收、管理、现场核查、反馈上传、统计分析等功能，辅助完成业务核查闭环中的现场调查工作。外业核查人员使用移动端实现调查信息在线上报。系统主要功能，包括任务接收、任务查询、任务详情、表单填写、照片拍摄、结果上报、定位导航、量测计算和数据导出。

(6)报告生成工具

报告生成工具实现制作报告模板，按模板生成报告，提供浏览和输出，包括报告模板、报告生成、报告浏览和报告输出功能。

3 平台实现

平台应用支撑系统，包括Web服务器软件、数据库软件、GIS平台软件等。基于扩展性和良好兼容性的要求，平台采用的应用支撑系统均为开源软件，Web服务器软件为Apache，数据库软件采用Postgresql，GIS服务平台为GeoServer。

平台主要包括违法违规建筑综合展示子系统、拆违进度管理子系统、违法违规建筑台账子系统、成果分发与核实管理子系统、移动核查管理子系统以及报告生成工具六部分，如图4所示。移动核查管理子系统基于Android开发，实现建筑变化图斑核查任务接收、管理、现场核查、反馈上传、统计分析等，辅助完成业务核查闭环中的现场核查工作。区县级外业核查人员使用移动端进行核查和上报。平台除了移动核查子系统外均采用B/S架构，通过统一的网络服务窗口实现卫星遥感影像、存量违法建设监测数据、增量违法建设上报及下发数据、拆违进度上报数据的“一张图”综合展示、违法建设信息一体化管理，同时实现拆违进度的实时监测、展示与统计分析，针对增量违法建设，结合业务需要设置拆违时限，实现超期预警功能。

图4 违法建设综合管理展示分析界面

4 结语

本文基于高分辨率卫星遥感影像，提取疑似违法建设图斑，结合基础规划数据和建筑许可数据，利用遥感和GIS技术构建 “违法建设卫星遥感监测信息平台”，实现违建数据“一张图“管理，建立违建数据从发现、核查、认定、立案、督查到销账的全流程监管模式。实践证明，利用遥感技术和违法建设卫星遥感监测信息平台可有效拓宽违法违规建筑的管理、发现和治理手段，促使违建治理模式产生新的变化，实现利用卫星遥感数据获取区域辅助违建发现和治理跟踪的目的，助力违建治理工作在现有基础上进一步完善，全面实现城市综合管理数据化、科学化和智能化，提高城市服务管理精细化水平，全面提升城市综合治理能力。