三維可視化房屋拆遷管理系統及應用

孫朝陽，林 松，李志斌，胡 博（北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京 100120）

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三維可視化房屋拆遷管理系統及應用

孫朝陽，林 松，李志斌，胡 博
（北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京 100120）

摘要：近10年，電力需求迅速增加，電網規模不斷擴大，工程建設步伐加快，電力走廊資源越來越緊張。為加強落實電力通道走廊房屋的拆遷補償工作，采用無人機對線路沿線進行航攝，通過建立三維可視化房屋拆遷管理系統，開展特高壓工程房屋拆遷管理應用研究。系統整合設計院、施工單位以及無人機航拍影像等多源數據，實現快速查詢統計房屋拆遷量，并分析差異的原因，為電網工程的統籌建設提供更加切實、準確、可信的現場房屋拆遷信息，從而降低協調難度，為解決后期遺留問題提供依據，有助于提高電網建設水平，對實現精益化管理具有重要意義。

關鍵詞：特高壓；房屋拆遷；無人機航攝；管理系統。

1 概述

隨著我國電力需求的增長，電網建設任務不斷增加，輸電線路走廊也日益緊張。尤其是特高壓輸電線路工程，輸送容量大、輸送距離長、建設規模大，走廊問題也更加突出。通道走廊清理中涉及房屋拆遷費用高和協調工作難度大等問題，如何減少不確定性因素的干擾，有效控制工程造價，保障工程建設有序是當前面臨的新課題。但是在電網建設過程中，缺少相應的技術手段來輔助房屋拆遷分析、協調和管理工作。另外，在設計、施工及竣工階段往往出現房屋拆遷量的差異，對工程投資、施工管理、拆遷賠償等工作影響較大。為更好地輔助電網建設過程中房屋拆遷管理工作，創新管理方法，采用無人機對線路沿線進行航攝，創建三維可視化房屋拆遷管理系統，實現對房屋拆遷信息進行查詢統計，并分析房屋拆遷量差異的原因，輔助業主進行房屋拆遷管理工作，為電網工程的統籌建設提供更加真實可信的房屋拆遷信息，進而降低協調難度，并為解決房屋拆遷后期遺留問題提供依據，有助于提高電網建設水平。

2 系統目標

針對房屋拆遷核查的管理業務，充分利用地理信息系統的優勢，建立三維可視化房屋拆遷管理系統，整合高分辨率航空影像（常規數碼影像、無人機影像）、輸電線路路徑方案、房屋模型、房屋拆遷分布圖以及現場施工項目部提交報表等數據，輔助進行房屋拆遷管理工作。該系統的應用核心在于在三維場景中對通道走廊進行模擬，并快速核實房屋拆遷面積和房屋屬性，對比分析各方提供的房屋拆遷量的差異，輔助業主對施工過程中房屋拆遷工作進行管理，保障工程建設的有序開展，從而服務于特高壓工程施工過程中房屋拆遷管理、賠償等工作。

2.1 系統建設

系統建設包含以下三個方面：

（1）無人機航攝影像獲取及處理

按照國家空域使用的相關規定，協商辦理相關航攝手續，按照航線進行航攝實施。無人機航攝獲取的原始影像數據需經過畸變糾正，消除傳感器設備造成影像誤差，借助專業軟件對影像進行數據處理，獲取通道走廊數字地面模型、影像鑲嵌圖和三維房屋模型。

（2）系統數據庫的建設

通過海拉瓦技術對無人機影像中房屋的高度、層數、面積等信息進行提取并錄入到數據庫；在施工圖設計階段，將設計單位提供的房屋拆遷信息進行分類整理后錄入數據庫；在施工過程中，將施工單位提供現場房屋拆遷信息進行分類整理后錄入數據庫。

（3）系統功能建設

創建三維可視化房屋拆遷管理系統，系統功能結構見圖1。

圖1 系統功能圖

2.2 主要內容

主要包含以下主要內容：

（1）系統管理。包含對系統用戶登陸的權限管理；實現施工單位定期填報數據的更新和維護；記錄用戶的操作過程及報錯信息。

（2）三維可視化展示。包含對通道走廊沿線的三維房屋模型、衛星影像、航空影像、無人機影像、數字高程模型、桿塔以及交叉跨越等數據的展示。

（3）房屋信息查詢。包含對設計院、施工單位和海拉瓦等多源房屋信息屬性查詢，對房屋拆遷的狀態進行管理，并支持對房屋拆遷狀態的回溯。

（4）房屋信息統計。包含對設計院、施工單位和海拉瓦等多源房屋信息統計，并能根據拆遷費用計算標準進行房屋拆遷費用統計。

（5）房屋信息對比。包含對設計院、施工單位和海拉瓦等多源房屋信息對比查看。

（6）系統基本工具。包括在三維場景中常用的量測、分析工具。

3 三維可視化房屋拆遷管理系統

3.1 系統架構

GIS技術、三維可視化技術和IT技術是系統實現的技術保障，利用海量數據加載和軟件框架搭建方法，實現數據庫和系統建設。平臺圍繞房屋拆遷管理設計具體業務，遵循可擴展性原則設計。平臺分為五個層次，分別為基礎設施層、數據庫層、基礎軟件層、業務服務層及用戶表現層。其中，數據庫層、業務層和用戶表現層分離，便于實現系統擴展。三維可視化房屋拆遷管理系統邏輯架構見圖2。

圖2 系統邏輯架構圖

系統采用客戶端/服務器模式（Client/ Server）開發，技術框架主要有三個部分組成，一是三維技術框架，二是平臺開發工具，三是數據庫框架，見圖3。

圖3 系統技術框架圖

（1）三維技術框架。三維數字化技術是平臺建設的核心技術，平臺選擇符合電力行業應用的NSC Globe作為三維技術框架。該框架能夠將TB級別多源數據進行無縫集成和管理，實現真正地形地貌三維場景的模擬。并將專業軟件繪制的三維桿塔、房屋等模型導入到該框架中，實現了電力通道走廊的三維環境模擬。

（2）平臺開發工具。選用了Microsoft Visual Studio C#2010，是基于.NET FrameWork框架的面向對象的開發工具，具有互通性、數據訪問高效性、獨立性、安全性能高、開發快捷、部署簡單等優點。

（3）數據庫框架。采用Oracle數據庫，是空間及屬性數據的存放地，同時為業務層提供相應的數據服務。在進行數據獲取和空間查詢時，需要在數據層中對空間數據庫建立數據訪問連接。

4 工程應用

本課題研究成果已應用于浙北～福州1000 kV特高壓交流輸變電工程，采用三維可視化房屋拆遷管理系統，整合設計院、施工單位和無人機影像等多源信息，輔助進行房屋拆遷管理工作。

（1）地形地貌和房屋三維展示

系統以三維可視化的形式展示線路通道走廊的房屋分布狀況，將走廊內的地形、地貌、桿塔、重要交叉跨越、各級行政區域以及無人機影像提取的房屋模型實時繪制在三維場景中，管理人員如“身臨其境”，能夠全面評估通道拆遷狀況，拓展了房屋拆遷管理的新方法。

（2）房屋拆遷量統計

根據設計院和施工單位提供的房屋拆遷信息，統計出工程各標段的拆遷量，并快速統計房屋屬性所占的百分比。對于施工單位提供的房屋拆遷信息，還可以查看房屋清理進度、簽約情況和費用預估情況的統計量。并采用不同房屋統計原則，獲取無人機影像提取的房屋拆遷量。效果見圖4。

圖4 房屋拆遷信息統計

（3）房屋屬性查詢與管理

通過房屋拆遷數據庫，實現三維場景中的房屋模型與真實的房屋權屬關聯，掌握房屋的所有人、應拆遷面積、計劃拆遷日期、拆遷狀態、可能遇到的問題以及房屋拆遷分布圖等。同時，在通道房屋拆遷遇到問題時，以無人機影像為判據，有的放矢地提出拆遷解決方案。管理人員能直觀把握拆遷的計劃與進度對比情況，有效監控重點地區的通道房屋拆遷過程。效果見圖5。

圖5 房屋屬性查詢與拆遷狀態展示

（4）對比多方房屋拆遷量

將設計單位、施工單位以及海拉瓦提取房屋信息進行對比分析，以可視化方式實現不同時間段內、不同來源數據對比，查看多源信息房屋拆遷量差異產生的原因。海拉瓦原則二為根據參數調整的統計原則結果。效果見圖6。

圖6 多源數據統計對比

5 結論

本課題研究表明，基于無人機航攝技術的三維可視化房屋拆遷管理系統，能夠實現對輸電線路工程通道走廊場景以及房屋拆遷狀態的模擬，并通過海拉瓦技術提取無人機影像房屋信息，整合設計院及施工單位等資料，實現房屋拆遷信息的瀏覽、查詢、統計和分析，明確房屋拆遷量差異的原因，輔助進行房屋拆遷核查工作，為工程管理人員提供新的管理手段。此外，施工過程中整合的高清影像及拆遷分布圖等數據，能夠為解決房屋拆遷后期遺留問題提供依據。

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中圖分類號：P2

文獻標志碼：B

文章編號：1671-9913（2016）01-0036-05

* 收稿日期：2015-04-07

作者簡介：孫朝陽 （1980- ），男，湖北漢川人，高級工程師，從事電網規劃設計工作。

Management System and Application of Three-dimensional Visualization House Demolition

SUN Chao-yang， LIN Song， LI Zhi-bin， HU Bo
（ Beijing North-star Digital Remote Sensing Technology Co.， Ltd.， Beijing 100120， China）

Abstract:In Irecent ten years， the power demand is increasing rapidly， the continuous expansion of network scale，construction faster and faster pace， power corridor resources increasingly tense. To strengthen the implementation of the work of demolition compensation power corridor housing， the UAV to electric power construction along the aerial，through the establishment of three-dimensional visualization of house demolition management system， carry out the research on the application of Housing Units management UHV Engineering. The integration of Design Institute，the construction unit and the UAV aerial image data， fast inquiry statistics amount of house demolition， and analyze the reasons for differences in the amount of demolition.To provide more practical， accurate， credible information site housing units for overall construction of grid project， thereby reducing the difficulty of coordination， in order to solve the problems left over by the later provides the basis， help to improve the construction level of the power grid， has the vital significance to the implementation of lean management.

Key words:extra-high voltage； construction management； unmanned-planeaerial photography；management and control system.