本技術(shù)的實(shí)施例涉及水行政執(zhí)法管理，特別涉及一種水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的依靠人工巡查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的方式，受限于交通條件等因素難以做到全覆蓋，巡查時(shí)存在盲區(qū)，問(wèn)題底數(shù)摸不清，同時(shí)，人工巡查的周期長(zhǎng)，部分水事違法活動(dòng)發(fā)展進(jìn)程很快，當(dāng)問(wèn)題被發(fā)現(xiàn)時(shí)查處難度已經(jīng)變得很大。人工巡查手段落后，不能做到問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)、制止和查處，這會(huì)導(dǎo)致事態(tài)擴(kuò)大，對(duì)流域防洪安全、生態(tài)保護(hù)產(chǎn)生了較大影響，加大了水行政執(zhí)法的難度。如何對(duì)河道監(jiān)測(cè)對(duì)象的空間特征時(shí)序變化過(guò)程、全生命周期屬性變化信息完整記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處置河道內(nèi)的水事違規(guī)違法信息，防止事態(tài)擴(kuò)大，強(qiáng)化河道執(zhí)法監(jiān)測(cè)對(duì)象信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，成為亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)的實(shí)施例提出了一種水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多時(shí)相、多空間尺度、多維度業(yè)務(wù)屬性和關(guān)系的水行政執(zhí)法對(duì)象進(jìn)行全過(guò)程、全方位、全周期、無(wú)盲區(qū)的動(dòng)態(tài)管理，有效解決了當(dāng)前執(zhí)法對(duì)象溯源靈活性和針對(duì)性不足的問(wèn)題，便于更好地對(duì)各個(gè)時(shí)相間的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，為水行政執(zhí)法部門的決策提供最直接的證據(jù)支持和處置建議。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)的實(shí)施例提出了一種水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，包括：入庫(kù)模塊，用于讀取輸入的遙感影像文件，輸入的遙感影像文件的屬性信息需要包括影像編號(hào)、影像名稱、影像拍攝日期、影像類型、影像位置描述和入庫(kù)時(shí)間；識(shí)別模塊，用于對(duì)入庫(kù)的遙感影像文件進(jìn)行信息解譯，識(shí)別出管理范圍內(nèi)的水行政執(zhí)法對(duì)象，形成各水行政執(zhí)法對(duì)象的疑似圖斑，生成水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)；動(dòng)態(tài)跟蹤模塊，用于通過(guò)多時(shí)相的遙感影像文件和現(xiàn)場(chǎng)資料，監(jiān)測(cè)各水行政執(zhí)法對(duì)象的消長(zhǎng)變化，并記錄消長(zhǎng)變化的空間節(jié)點(diǎn)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)；消亡模塊，用于展示對(duì)各水行政執(zhí)法對(duì)象的整改情況，并對(duì)比整改前后的各水行政執(zhí)法對(duì)象，當(dāng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)水行政執(zhí)法對(duì)象不存在或經(jīng)整改后消失時(shí)，記錄消亡時(shí)間；全周期追溯模塊，用于追溯首次發(fā)現(xiàn)的水行政執(zhí)法對(duì)象產(chǎn)生、增減、消亡、復(fù)現(xiàn)的全生命周期，同時(shí)實(shí)時(shí)更新記錄水行政執(zhí)法對(duì)象在存在期間的最大目標(biāo)空間范圍，并持續(xù)跟蹤后續(xù)在所述最大目標(biāo)空間范圍內(nèi)再次產(chǎn)生的水行政執(zhí)法對(duì)象。

3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)的實(shí)施例還提出了一種水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理方法，包括：讀取輸入的遙感影像文件，輸入的遙感影像文件的屬性信息需要包括影像編號(hào)、影像名稱、影像拍攝日期、影像類型、影像位置描述和入庫(kù)時(shí)間；對(duì)入庫(kù)的遙感影像文件進(jìn)行信息解譯，識(shí)別出管理范圍內(nèi)的水行政執(zhí)法對(duì)象，形成各水行政執(zhí)法對(duì)象的疑似圖斑，生成水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)；通過(guò)多時(shí)相的遙感影像文件和現(xiàn)場(chǎng)資料，監(jiān)測(cè)各水行政執(zhí)法對(duì)象的消長(zhǎng)變化，并記錄消長(zhǎng)變化的空間節(jié)點(diǎn)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)；展示對(duì)各水行政執(zhí)法對(duì)象的整改情況，并對(duì)比整改前后的各水行政執(zhí)法對(duì)象，當(dāng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)水行政執(zhí)法對(duì)象不存在或經(jīng)整改后消失時(shí)，記錄消亡時(shí)間；追溯首次發(fā)現(xiàn)的水行政執(zhí)法對(duì)象產(chǎn)生、增減、消亡、復(fù)現(xiàn)的全生命周期，同時(shí)實(shí)時(shí)更新記錄水行政執(zhí)法對(duì)象在存在期間的最大目標(biāo)空間范圍，并持續(xù)跟蹤后續(xù)在所述最大目標(biāo)空間范圍內(nèi)再次產(chǎn)生的水行政執(zhí)法對(duì)象。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)的實(shí)施例還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)如上述所述的一種水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理方法。

5、本技術(shù)的實(shí)施例提出的一種水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)及方法，構(gòu)建了由入庫(kù)模塊、識(shí)別模塊、動(dòng)態(tài)跟蹤模塊、消亡模塊和全周期追溯模塊組成的水行政執(zhí)法時(shí)空數(shù)據(jù)全生命周期動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，能夠?qū)Χ鄷r(shí)相、多空間尺度、多維度業(yè)務(wù)屬性和關(guān)系的水行政執(zhí)法對(duì)象進(jìn)行全過(guò)程、全方位、全周期、無(wú)盲區(qū)的動(dòng)態(tài)管理，有效解決了當(dāng)前水行政執(zhí)法對(duì)象溯源靈活性和針對(duì)性不足問(wèn)題，便于更好地對(duì)各個(gè)時(shí)相間的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，為水行政執(zhí)法部門的決策提供最直接的證據(jù)支持和處置建議。

6、可選地，識(shí)別模塊由解譯單元、修正單元、判別執(zhí)行單元和解譯信息庫(kù)組成，解譯信息庫(kù)中存儲(chǔ)有首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象表和疑似對(duì)象解譯成果表，首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象表用于記錄首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象及其基本數(shù)據(jù)屬性，疑似對(duì)象解譯成果表用于記錄各水行政執(zhí)法對(duì)象的基本數(shù)據(jù)屬性、首次發(fā)現(xiàn)標(biāo)記屬性和歷史變化屬性；解譯單元，用于利用基于層級(jí)式transformer的語(yǔ)義分割模型，對(duì)遙感影像文件進(jìn)行信息解譯，獲得識(shí)別出的水行政執(zhí)法對(duì)象的解譯成果，解譯成果包括識(shí)別出的水行政執(zhí)法對(duì)象的疑似圖斑的類型和空間范圍；修正單元，用于通過(guò)人機(jī)交互的方式獲取人類專家的修正信息，基于獲取到的人類專家的修正信息，對(duì)識(shí)別出的水行政執(zhí)法對(duì)象的解譯成果進(jìn)行修正；判別執(zhí)行單元，用于基于修正后的疑似圖斑的空間范圍，與首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象表中的各水行政執(zhí)法對(duì)象的覆蓋范圍進(jìn)行對(duì)比；若修正后的疑似圖斑的空間范圍與首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象表中的各水行政執(zhí)法對(duì)象的覆蓋范圍均不存在重疊，則將識(shí)別出的水行政執(zhí)法對(duì)象確定為首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象，并新建到首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象表和疑似對(duì)象解譯成果表中；若修正后的疑似圖斑的空間范圍與首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象表中的各水行政執(zhí)法對(duì)象的覆蓋范圍存在重疊，則確定重疊的水行政執(zhí)法對(duì)象為目標(biāo)水行政執(zhí)法對(duì)象，將識(shí)別出的水行政執(zhí)法對(duì)象的解譯成果，錄入到疑似對(duì)象解譯成果表的目標(biāo)水行政執(zhí)法對(duì)象的歷史變化屬性中。

7、可選地，基于層級(jí)式transformer的語(yǔ)義分割模型由編碼器和解碼器組成，編碼器采用層級(jí)式的transformer結(jié)構(gòu)，由圖像塊嵌入層、四層順序連接的transformer層和特征融合層組成，第一層transformer層的輸入為圖像塊嵌入層的輸出，第二層transformer層的輸入為第一層transformer層的輸出，第三層transformer層的輸入為第二層transformer層的輸出，第四層transformer層的輸入為第三層transformer層的輸出，特征融合層的輸入為各層transformer層的輸出，每一層transformer層均包含n個(gè)transformer塊，每一個(gè)transformer塊均包含多頭自注意力塊和混合前向傳播網(wǎng)絡(luò)，解碼器采用多層感知機(jī)；圖像塊嵌入層用于對(duì)輸入的遙感影像文件進(jìn)行圖像分塊，只保留需要監(jiān)測(cè)的河道范圍的圖像塊，并將保留的圖像塊輸入至第一層transformer層中；各層transformer層均用于對(duì)自身輸入進(jìn)行特征提取，得到不同尺度的特征圖；特征融合層用于對(duì)各層transformer層輸出的特征圖進(jìn)行融合，對(duì)分辨率需要降低的特征圖通過(guò)3×3卷積操作進(jìn)行下采樣，對(duì)分辨率需要升高的特征圖使用dupsampling進(jìn)行上采樣，得到融合特征圖；多層感知機(jī)用于對(duì)融合特征圖進(jìn)行通道調(diào)整，得到對(duì)輸入的遙感影像文件的語(yǔ)義分割結(jié)果，即識(shí)別出的水行政執(zhí)法對(duì)象的解譯成果。

8、可選地，動(dòng)態(tài)跟蹤模塊由對(duì)象變化監(jiān)測(cè)單元、變化狀態(tài)分析單元和現(xiàn)場(chǎng)巡查跟蹤單元組成；對(duì)象變化監(jiān)測(cè)單元，用于對(duì)同一個(gè)地理位置的前后兩個(gè)時(shí)相的遙感影像進(jìn)行對(duì)比分析，將前后兩個(gè)時(shí)相的遙感影像分別輸入至基于雙分支segformer和多尺度注意力的變化檢測(cè)模型中，得到基于雙分支segformer和多尺度注意力的變化檢測(cè)模型輸出的變化檢測(cè)結(jié)果，并調(diào)用識(shí)別模塊基于變化檢測(cè)結(jié)果對(duì)時(shí)相靠后的遙感影像進(jìn)行解譯，得到對(duì)時(shí)相靠后的遙感影像的解譯成果；變化狀態(tài)分析單元，用于基于對(duì)前后兩個(gè)時(shí)相的遙感影像的解譯成果對(duì)水行政執(zhí)法對(duì)象進(jìn)行變化狀態(tài)分析，獲得并記錄變化狀態(tài)分析結(jié)果，變化狀態(tài)分析結(jié)果的屬性信息包括產(chǎn)生時(shí)間、變化類型、變化時(shí)間、創(chuàng)建時(shí)間和更新時(shí)間；現(xiàn)場(chǎng)巡查跟蹤單元，用于利用衛(wèi)星定位技術(shù)，實(shí)時(shí)捕捉并記錄水行政執(zhí)法人員的精確位置和巡查路徑，將同一個(gè)水行政執(zhí)法對(duì)象的前后兩個(gè)時(shí)相的疑似圖斑、變化檢測(cè)特征圖和變化狀態(tài)分析結(jié)果提供給水行政執(zhí)法人員，供水行政執(zhí)法人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和確認(rèn)水行政執(zhí)法對(duì)象的變化狀態(tài)，以對(duì)變化狀態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行修正。

9、可選地，基于雙分支segformer和多尺度注意力的變化檢測(cè)模型由編碼器和解碼器組成，編碼器由兩個(gè)共享權(quán)重的segformer網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)變化信息提取模塊組成，每一個(gè)segformer網(wǎng)絡(luò)均由重疊塊合并層、四個(gè)順序連接的transformer層和四個(gè)ccnet注意力模塊組成，對(duì)于每一個(gè)segformer網(wǎng)絡(luò)而言，第一層transformer層的輸入為重疊塊合并層的輸出，第二層transformer層的輸入為第一層transformer層的輸出，第三層transformer層的輸入為第二層transformer層的輸出，第四層transformer層的輸入為第三層transformer層的輸出，四個(gè)ccnet注意力模塊的輸入分別為四層transformer層的輸出，每一層transformer層均包含n個(gè)transformer塊，每一個(gè)transformer塊均包含多頭自注意力塊和混合前向傳播網(wǎng)絡(luò)；前后兩個(gè)時(shí)相的遙感影像分別輸入至基于雙分支segformer和多尺度注意力的變化檢測(cè)模型的兩個(gè)segformer網(wǎng)絡(luò)中；重疊塊合并層用于對(duì)自身輸入進(jìn)行圖像分塊，只保留需要監(jiān)測(cè)的河道范圍的圖像塊，并將保留的圖像塊輸入至第一層transformer層中；各層transformer層均用于對(duì)自身輸入進(jìn)行特征提取，得到不同尺度的語(yǔ)義特征圖；ccnet注意力模塊用于對(duì)輸入的語(yǔ)義特征圖進(jìn)行親和力操作以及遠(yuǎn)程上下文信息聚合操作，得到增強(qiáng)語(yǔ)義特征圖，同一個(gè)segformer網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)ccnet注意力模塊輸出的增強(qiáng)語(yǔ)義特征圖進(jìn)行拼接融合，得到最終語(yǔ)義特征圖并輸入至變化信息提取模塊；變化信息提取模塊，用于對(duì)兩個(gè)segformer網(wǎng)絡(luò)輸出的最終語(yǔ)義特征圖進(jìn)行絕對(duì)差運(yùn)算以提取變化特征，并將提取到的變化特征輸入到解碼器中；解碼器用于對(duì)輸入的變化特征進(jìn)行二分類變化檢測(cè)，經(jīng)過(guò)一個(gè)3×3卷積層，再經(jīng)過(guò)一個(gè)1×1卷積層后，輸出變化檢測(cè)特征圖。

10、可選地，消亡模塊由上級(jí)水政監(jiān)管部門執(zhí)行和使用，主要負(fù)責(zé)展示對(duì)各水行政執(zhí)法對(duì)象的整改情況、整改前后的對(duì)比情況、以及各水行政執(zhí)法對(duì)象的歷史疑似圖斑，基于整改前后的對(duì)比情況反饋水行政執(zhí)法結(jié)果，評(píng)估水行政執(zhí)法效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，對(duì)于達(dá)到預(yù)期目標(biāo)、對(duì)象不存在或經(jīng)整改后消失的水行政執(zhí)法對(duì)象予以驗(yàn)收通過(guò)并確認(rèn)消亡，在疑似對(duì)象解譯成果庫(kù)中記錄消亡時(shí)間，否則，退回基層水行政執(zhí)法單位繼續(xù)進(jìn)行整改。

11、可選地，全周期追溯模塊支持對(duì)用戶輸入的首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象編碼進(jìn)行首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象檢索，在解譯信息庫(kù)中查詢檢索到的首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象的詳細(xì)信息，追溯檢索到的首次發(fā)現(xiàn)對(duì)象產(chǎn)生、增減、消亡、復(fù)現(xiàn)的全生命周期，將收集到的所有信息按照時(shí)間順序進(jìn)行排序，進(jìn)行清洗和格式化處理后，通過(guò)時(shí)間線、地圖、狀態(tài)變化列表和交互式圖表展示給用戶。

12、可選地，時(shí)間線展示使用時(shí)間線來(lái)展示水行政執(zhí)法對(duì)象的全生命周期，時(shí)間線上標(biāo)注各個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，包括首次發(fā)現(xiàn)時(shí)間、變化時(shí)間、消亡時(shí)間和復(fù)現(xiàn)時(shí)間，支持用戶通過(guò)點(diǎn)擊時(shí)間線上的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的方式來(lái)查看對(duì)應(yīng)的詳細(xì)信息；地圖展示通過(guò)在地圖上展示水行政執(zhí)法對(duì)象的空間位置變化，使用不同的顏色或圖標(biāo)表示水行政執(zhí)法對(duì)象的不同狀態(tài)，并隨著時(shí)間軸的移動(dòng)，動(dòng)態(tài)更新地圖上的顯示，對(duì)于最大空間范圍，使用一個(gè)透明的多邊形區(qū)域或圓形區(qū)域在地圖上標(biāo)出，并隨著數(shù)據(jù)更新動(dòng)態(tài)調(diào)整；狀態(tài)變化列表展示提供一個(gè)列表視圖，列出所有狀態(tài)變化事件的詳細(xì)信息，支持用戶通過(guò)點(diǎn)擊列表視圖中的列表項(xiàng)進(jìn)行查看和操作；交互式圖表展示使用交互式圖表來(lái)展示水行政執(zhí)法對(duì)象的狀態(tài)變化的趨勢(shì)和統(tǒng)計(jì)信息，包括水行政執(zhí)法對(duì)象的增減趨勢(shì)和不同狀態(tài)類型的分布。