未来城市新认识:空天地一体化感知新型智慧城市平台

2018-12-03 11:32:24

来源:中科星图

智慧城市从概念提出到落地实践,历经近十年发展,据不完全统计,全国提出智慧城市规划的城市超过300 个,所有副省级以上城市、89%的地级及以上城市,47%的县级及以上城市均提出建设智慧城市。各地方政府、企业在城市的民生服务、城市精细化管理、网络安全等方面已经取得了显著成就。然而随着改革开放40年来经济社会发展,越来越多的人向城市聚集,资源环境层面的“城市问题”(环境污染、承载力下降、违法建设等)越来越突出,新型智慧城市的建设迫在眉睫。
  我国新型智慧城市的建设是一个巨大的系统性工程,城市的健康发展与其周边城乡环境有着密不可分的关系,当前绿色社会经济、城乡一体化发展成为“新型智慧城市”新内涵和新外延。新型智慧城市平台应具备以下能力:
  空间互联:资源环境层面的“城市问题”具有空间可扩展性,因此应能够将城乡全域作为一个空间整体进行管理、监控,既满足过去智慧城市微观精细化管理需求,又能够在宏观、中观层面体现城市和城乡整体的变化;即时体察:资源环境层面的“城市问题”具有快速变化特征,因此平台应该具备快速发现,快速决策的能力,由被动改善转变化主动体察提前决策,减少城乡建设成本投入;虚实双生:资源环境层面的“城市问题”具有宏观特征,因此平台应能够通过虚拟镜像的方式来对实时的实体城市进行模拟和同步,将新型智慧城市作为城乡全域各类信息汇聚、分析和展现的载体,形成与实体城市信息同步的城乡管理体系。
  新型智慧城市思考
  我国经过了数字城市、智慧城市和新型智慧城市三个阶段,所谓智慧城市我们是指通过互联网把无处不在的智慧传感器连接起来形成物联网,实现对物理城市的全面感知,这样来解决各个方面的智能化的决策支持问题。
  而所谓的新型智慧城市,是适应新型城镇化建设、生态文明建设、美丽中国建设需要,以三维可视化、云计算、深度学习等新技术创新引领城市发展转型,构建城市长效健康发展新机制,从而持续提升城市现代化水平。
  中科星图基于对新型智慧城市的概念、内涵的理解和研究,提出了“空天地一体化感知新型智慧城市平台”产品建设新形态。

空天地一体化感知新型智慧城市平台的“新”体现在以下三个方面:全时空实时感知:新型智慧城市平台的基础是空天地实时感知网络以及感知网络获取的实时数据。基于中国科学院空天信息研究院数座卫星地面站,能够实时获取卫星观测资料,实时获取高中低不同空间分辨率数据,可以在接到卫星下传数据后的几分钟内给出人们需要的地球物理参数,实现对城乡全域的快速感知。全周期实时监测:在建立全时空实时感知数据体系的基础上,平台建立起“事前-事中-事后”的全生命周期管理系统。基于空天大数据技术建立遥感影像特征库和地表光谱库,为多源多尺度光学遥感数据的特定目标快速发现和城市利用变化自动检测提供数据分析基础,从而实现对城乡问题的快速发现,快速反馈。全要素实时评估:城乡的复杂构成离不开“山、水、林、田、湖、海、草”等基础自然资源要素,而全要素的自然资源也是评价城乡生态环境的关键所在。因此我们基于“全时空实时感知”和“全周期实时监测”实现城乡全要素的实时智能评价是平台的重要目标之一。在此我们建立起“感知—体检—评估—预警—更新”的智能迭代系统是新型智慧城市平台的大“智”所在。
  空天地一体化感知新型智慧城市平台的总体架构如下:

空天地一体化感知新型智慧城市平台如何建设应用层面:空天地一体化感知新型智慧城市平台遵循“增量+存量”的原则,既要建设新型智慧城市应用(自然资源、生态环境、城乡专题等),也要兼容已有成果(存量应用包括智慧政务、智慧交通、智慧消防等)。架构层面:空天地一体化感知新型智慧城市平台采用“平台+数据+应用”模式。GEOVIS产品系列是新型智慧平台建设的基础和核心,在此基础上引接中科院空天信息研究院(下称“空天院”)“中国遥感卫星地面站”实时数据,集成空天院下属中国科学院遥感与数字地球研究所先进算法模型(包括特定目标快速发现、土地利用自动检测等)。正所谓“求之于势,不责于人”,空天院之算法模型和地面接收站网正是新型智慧城市平台之势所在。技术层面:GEOVIS产品系列是新型智慧平台建设的基础和核心,GEOVIS基础平台的三维可视化+云计算+深度学习技术体系,其超强的兼容能力和集成能力为新型智慧城市平台提供了基础和保障。
  空天地一体化感知新型智慧城市平台如何推广
  应用和推广模式方面,空天地一体化感知新型智慧城市平台充分考虑了各级政府的需求,通过定制化和“套餐”模式对城乡区域进行常规定期体检和不定期专项“筛查”,以最大限度的满足用户需求。
  新型智慧城市实践
  根据空天地一体化感知新型智慧城市平台的建设思路和技术路线,中科星图技术团队进行了充分的实践,并取得了可喜成绩。
  某港市空天地一体化宏观决策系统
  该系统利用某港市多源空间信息数据和国土资源、交通、林业、环保等业务数据,通过三维数字地球建设形成智慧贵港统一地理信息空间框架。通过统一时空框架技术模型,形成智慧贵港基础数据(影像、矢量等)、行业数据、视频监控等在内的数据深度融合,将智慧贵港人、地、事、物、组织通过时间、空间维度进行深度融合和智能管理;通过遥感智能地物提取算法,实时监测某港市自然资源、生态环境和城市专题的变化;通过分布式无中心云共享机制,实现跨行业、跨区域、多维度数据的共享、分发和融合,为智慧贵港建设提供城市资产管理、城市资源环境监测评估、智能化辅助决策和三维可视化服务,形成了 “管理-监测-评估-决策”的技术体系和示范系统,让智慧城市更加智能。

  • 关键词:
  • 智慧城市
  • 中科星图
  • 空天地一体化感知
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