[發(fā)明專利]一種基于多源光學遙感圖像的違法建設用地開發(fā)自動檢測方法

有效

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• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112270291B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 齊志新
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發(fā)明公開了一種基于多源光學遙感圖像的違法建設用地開發(fā)自動檢測方法，包括：分別獲取待檢測區(qū)域兩個不同時間的光學遙感影像；計算兩個不同時間的光學遙感影像間的土地平整強度，得到土地平整強度圖像；利用最大期望算法對土地平整強度圖像進行聚類分析，提取待檢測區(qū)域的建設用地開發(fā)對應區(qū)域；將提取的建設用地開發(fā)對應區(qū)域與待檢測區(qū)域的土地規(guī)劃進行對比，土地規(guī)劃嚴禁開發(fā)區(qū)域內(nèi)的建設用地開發(fā)即為違法建設用地開發(fā)。本發(fā)明能夠?qū)`法建設用地開發(fā)進行短周期、全自動監(jiān)測，計算簡單、易于理解，執(zhí)行效率高，且無需任何訓練樣本，能夠及時發(fā)現(xiàn)并預防違法建設用地導致的各種社會及環(huán)境問題，并且顯著降低監(jiān)測成本、提高監(jiān)測效率。

技術領域

本發(fā)明涉及遙感影像處理技術領域，更具體地，涉及一種基于多源光學遙感圖像的違法建設用地開發(fā)自動檢測方法。

背景技術

違法建設用地已成為我國社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期土地利用面臨的主要問題之一，對新型城鎮(zhèn)化和生態(tài)文明建設構成了嚴峻挑戰(zhàn)。中國國土資源公報顯示，2012-2016年間，全國共發(fā)現(xiàn)違法用地行為39萬件，涉及土地面積17.55萬公頃。違法建設用地加劇了城市的無序擴張，不僅破壞了城市的整體協(xié)調(diào)和綜合發(fā)展，還侵占了大量優(yōu)質(zhì)農(nóng)田，導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地不斷萎縮，直接威脅著耕地紅線和國家糧食安全。此外，違法建設用地導致森林退化、土壤污染、空氣和水資源惡化等問題，對生態(tài)環(huán)境造成極大破壞。在未來較長時期，中國仍將處于城鎮(zhèn)化快速推進階段，伴隨日益尖銳的土地資源緊張與需求膨脹之間的矛盾，違法建設用地問題將越發(fā)嚴峻。2019年5月，我國政府部門印發(fā)《關于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》明確提出“科學有序統(tǒng)籌布局生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)等功能空間，劃定生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界等空間管控邊界”(以下簡稱“三區(qū)三線”)。鑒于此，違法建設用地問題必須受到高度重視并著力解決。

光學遙感影像具有豐富的光譜信息，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的地物分類精度，是監(jiān)測土地覆蓋變化的首選數(shù)據(jù)源。中、低分辨率光學遙感影像，如Landsat、MODIS和夜間燈光數(shù)據(jù)等，主要用于全球及區(qū)域尺度的土地覆蓋變化調(diào)查。高分辨率光學遙感影像，如SPOT、QuickBird、IKONOS，具有豐富的地物紋理和細節(jié)，在小尺度、精細化的土地利用/土地覆蓋變化調(diào)查中應用較多，其中就包括對違法建設用地的監(jiān)測。然而，建設用地具有逆轉(zhuǎn)相對困難的特性，即使檢測到違法建設用地，被侵占的土地也難以恢復。建設用地開發(fā)在起始階段通常只涉及土地平整，推平原有農(nóng)作物、自然植被或填埋水體，對環(huán)境造成的破壞較小且容易恢復(圖1)。因此，及時發(fā)現(xiàn)剛剛開始的違法建設用地開發(fā)，是控制和預防違法建設用地問題的關鍵。由于光學遙感受天氣條件限制，監(jiān)測周期較長，難以及時發(fā)現(xiàn)違法建設用地開發(fā)。近年來，越來越多的光學遙感衛(wèi)星陸續(xù)發(fā)射，如Landsat-8、Sentinel-2、高分(GF)系列衛(wèi)星等。這些新一代的衛(wèi)星觀測系統(tǒng)提供的遙感影像具有覆蓋范圍大、重訪周期短、穩(wěn)定且容易獲取等特點。結合這些多源光學遙感影像，可以提高影像的時間分辨率，有望實現(xiàn)對違法建設用地開發(fā)的及時檢測。