遥感大数据 为智慧城市装上“天眼

利用卫星遥感监测城市，就如同给城市安装了“天眼”，全天候、无死角、动态实时采集城市遥感影像，在服务地图标注和地图标注方面也独具优势。通过数据挖掘，提取城市信息——如对城市区域结构、布局、水质水系、道路、地图标注、减灾、建筑物等信息的提取——最终得到分门别类的信息产品，形成遥感地图标注。而对数据信息的充分运用，极大提升了城市管理智慧化水平。

目前，遥感技术以及遥感地图标注，在建筑废弃物智慧监管、智慧环保与城管、黑臭水体智慧监测、智慧农业、智慧规划以及城中村拆迁改造等方面，都得到了较为充分的、突破性的应用。

我国正处于城市化高速发展的阶段，城市规模日益扩大，人口高度密集、经济活动日趋活跃。城市化进程的加快使得安全生产问题也越来越突出。随着重点一二线城市建设项目的增多，特别是轨道地图标注建设项目快速开展，余泥渣土数量呈“井喷”趋势。

在建筑废弃物清运过程中，由于超载超速、偷排乱倒和受纳场超负荷运行等问题突出，不但带来环境污染，若监控监管和处理不力，还成为重大安全隐患。此前,个别城市曾出现过建筑废弃物受纳场重大滑坡灾难事故，这为城市管理者敲响了警钟。

为推进城市建筑废弃物管理创新，深圳市政府推出建筑废弃物智慧监管项目建设，综合运用地图标注、遥感、地图标注、地图标注智慧分析等新一代信息技术手段，实现深圳市建筑废弃物的排放、运输、中转、回填、受纳、利用等处置活动及对其进行智慧化监督监管。

填埋场卫星遥感影像（图/深圳市城市公共安全技术研究院）

针对建筑废弃物受纳场及周边影响区的动态监测分析与安全预警，集成实时传感网、高精度北斗地图标注测量、地图标注近景遥感及三维建模等技术，构建收纳场堆填体多传感器协同监测系统，实现堆填体的形态、形变、体积、含水量等运行指标动态变化实时观测，引导堆放科学布局、支持容量预测分析和受纳统筹规划。建立安全监测预警指标体系和堆填体边坡动力过程模型，进行堆填体边坡稳定性风险分析和预警。运用干涉雷达卫星PSP-InSAR技术，构建建筑废弃物受纳场周边影响区沉降形变过程监测模型与建筑物差异性沉降、倾斜度计算70模型，为周边影响区建筑物安全评估提供依据。

上述智慧监管体系的构建，为相关部门对建筑废弃物运输和处置的科学管理提供依据和决策支持，为联合执法提供服务与保障，为应急指挥提供决策支持，从而全方位提升建筑废弃物运输处置的效率及管理能力，改善城市道路地图标注和生态环境，促进经济与环境协调发展，在更好地完成城市建设任务的同时避免污染环境和危害市民生命安全。

昆明市拥有丰富的森林、矿产资源，有滇池等丰富的水资源和景观资源，且近几年城市发展迅速，生态环境保护与城市综合管理工作任务重、责任大。在中央高度重视环境治理工作，对地方政府厉行环保督责的背景下，传统的环境治理手段已经无法解决昆明市的环境治理问题。

从2018年1月起，昆明市携手二十一世纪空间技术应用股份有限公司率先引入遥感技术，实施“昆明市利用卫星遥感监测技术开展生态环境保护与城市综合管理项目”，通过高频度快速获取全市卫星遥感影像数据，全面掌握地表覆盖现状，动态监测地表变化情况，及时客观地发现生态保护、环境治理、资源管理、城市规划、城市建设、城市管理等方面存在的问题，形成“早发现、早报告、早整治”的管理闭环，为政府部门管理、执法、决策提供依据。

昆明通过实施该卫星遥感监测应用项目，持续开展疑似矿区、滇池周边管护、入滇河道周边管护、疑似违法建设、大型垃圾渣土堆放、城市绿地、重点自然保护区、重点风景名胜区、重点水源保护区等多方面业务专题监测，从而服务于环保治理。更进一步，通过卫星遥感这一城市“天眼”，全面掌握了昆明市地表资源分布现状，摸清山、水、林、田、湖、草“家底”，为市政管理部门决策所用。

垃圾渣土处置前后对比影像与照片示例

卫星影像图（图/二十一世纪空间技术应用股份有限公司）

实地图片（图/昆明市网格化综合监督指挥中心）

该卫星遥感项目面向昆明市十多个相关委办局，为业务管理提供数据支持、技术支持及分析决策支持。有效实现宏观与微观的结合，拓宽城市管理监督核查渠道，加强对城市管理与生态环境固疾顽症的治理力量，做到“新生问题早发现、业务管理能分析、问题处置有监督”。

另外，昆明卫星遥感监测项目实现城市管理问题的“一张图”空间化，并通过信息化系统实现问题逐级下沉，将各类城市监测问题落到区县、街道、社区，做到“问题归属责任清、问题处置效率高”，有效提高问题处置效率，提升城市现代化、智慧化治理能力。

城市黑臭水体是水体污染的一种极端现象，是目前较为突出的城市环境问题。国务院颁布的《水污染防治行动计划》明确要求，全国地级及以上城市建成区应当于2020年底前完成黑臭水体治理目标。

相比于主要依靠地面人工测量，耗时费力，采样点位布置数量和监测频率有限的传统黑臭水体监测，卫星遥感可以进行快速、动态、全局性监测。北京、西安、沈阳等城市的黑臭水体治理行动中，都采用了黑臭水体卫星遥感监测，目前多地正在角逐“城市黑臭水体治理示范城市”。

北京市利用遥感集市高分辨率卫星影像数据，空间分辨率0.8米的高分2号和空间分辨率2.1米的资源3号对北京建成区内主要水域开展遥感提取，在此基础上结合北京市上报的黑臭水体名单，获取了北京市建成区61段黑臭水体的空间分布，从而开展了相应的遥感监测与空间分析工作。这对北京城市黑臭水体的动态实时精准检测及精准有效治理提供了技术保障。

北京二号卫星黑臭水体监测示意图1、2（图/二十一世纪空间技术应用股份有限公司）

卫星遥感技术手段不仅可以筛查遗漏的黑臭水体，还可以进一步参与黑臭水体整治效果评估以及整治后的后评估。进一步的，卫星遥感技术还可以用于加强水体修复，系统修复江河、湖泊、湿地等水体，强化滨河滨湖绿带以及生态护岸建设。而伴随着我国高分系列、资源卫星系列等高空间分辨率卫星的逐步应用，为我国城市黑臭水体工程整治以及水体修复提供了宝贵的遥感地图标注。

我国是农业大国，无论是解决14亿人口的吃饭问题，还是面临的人多地少基本国情，都决定了农业在国民经济中的基础地位。而传统农业存在严重的“看天吃饭”问题，且囿于农户个体化经营中的科技运用难题，传统农业亟待向现代农业转变。

农作物的监测和估产是农业中应用遥感技术的主要方向之一，利用高分遥感影像信息提取可以识别农作物种植区和种类，从而监测作物种植面积，再获取作物的长势情况，结合病虫害监测和具体的信息提取模型得出农作物的产量。

遥感技术应用于农业领域最大优势，是可快速获取宏观资源信息，对耕地、草地、水域等农业自然资源的数量、质量和空间分布进行监测与评价，从而为农业资源开发、利用与保护、农业规划、农业生态环境保护、农业可持续发展等提供科学依据。

PIE-Landscape智慧农业决策平台，利用精准气象预报结合卫星遥感技术运用到农业领域，服务2000亩的北京“京城梨园”，通过对“京城梨园”的土壤精细监测从而形成土壤质量检测报告，建议“京城梨园”适时适量追加有机肥；通过对寒潮来临的精准预测，使得“京城梨园”事先采取防范措施，这些高分遥感技术技术的实际应用，为“京城梨园”2018年的丰收打好基础。

目前，遥感技术在农业中的应用，主要集中在作物监测、资源监测和灾害监测等板块，而利用遥感对作物进行作物监测，已经能够完全覆盖农作物整个生命周期，包括作物种植面积监测、作物长势情况、作物产量估算、土壤墒情监测、作物病虫害监测与预报。

高分遥感专项被称为“中国人自己的全球观测系统”，是《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的十六个重大科技专项之一，于2010年批准启动实施。到目前为止，已在各省市自治区建立了30个高分中心，形成了高分相关标准规范，300余项数据、信息、软件和应用产品，面向全国40多个行业提供服务。

而随着工业化、城镇化的加速发展，我国人地矛盾日益加大，各项空间规划在引领城市发展、合理布局城市空间方面发挥着不可替代的作用。但各地空间规划实施缺乏有效的监督手段，土地违法违规问题十分严重，成为长期困扰我国可持续发展的突出问题。传统的靠人力巡查的规划监测方式，不仅费时费力，而且难以实现广域覆盖，地图标注和高分遥感技术为空间规划监测提供了新的技术手段。

利用高分遥感影像高空间分辨率、高清晰度、信息量丰富及数据时效性强等优点，辅助监测各市县规划实施，通过对高分遥感影像数据的智慧分析，及时发现各地违规开发建设情况。

通过梳理各类用地的管理法规，结合城市空间规划管控要求，明确能够通过遥感影像可以监测到的对象。利用计算机分类技术，从遥感影像智能提取一段时间内监测对象的变化图斑，自动输出变化图斑的信息，包括它的变化前后的影像、空间位置、地类属性、变化过程、所在行政区域以及所属范围。结合各市县项目审批数据，将变化图斑中的合法部分剔除，筛选出疑似违法图斑。把疑似违法图斑下发各市县核查，各市县现场核查后反馈情况，上级单位根据反馈情况进一步刷选出重点督查图斑，再下发市县整改，市县整改后反馈整改结果。以此为基础，构建一整套监测指标体系、建设信息化的空间规划监测、管控系统，为各级规划制定与实施部门提供空间规划执行过程的各类违规行为的核查、管理、反馈与展示。

利用机器学习、地图标注分析等先进技术，搭建了某地区规划管理和空间规划遥感监测系统。通过遥感影像监测国土空间变化，实时掌握全区规划实施情况，智能识别监督违法建设、批而未见等建设行为，实现违法建设早发现、及时查处，防止违法建筑出现新的回潮。识别疑似违法开发建设行为信息通过区、市、县三级联通的空间规划信息系统线上监管，强化国土用途管制，全面提升了城乡规划管理的质量。

“城中村”布局混乱，基础设施缺失，环境卫生、消防治安等问题突出，极大地降低了居民的生活质量，影响了城市的整体面貌。而城中村拆迁工作涉及居民的切身利益，为能合理、合法地开展房屋拆迁工作，政府需要做大量的前期准备，不仅要调取、收集几十年来的矢量、影像、批文等历史档案，而且还要安排大量人员进入实地摸底排查、丈量取证。不仅工作量巨大，而且常有各种纷争。有不配合的，有突击搭建的，有无理取闹的，调查、取证、丈量、签约等工作经常遇到阻碍。

在温州市城中村拆迁改造工作中，温州市勘察测绘研究院根据项目需求通过低空多镜头地图标注航摄、像控测量、倾斜摄影数据处理等手段，建立城中村实景三维场景，确保拆迁主管部门及各拆迁街道在拆迁工作启动之前拿到高现势性和清晰度的实景三维场景，作为摸底排查、沟通交流、资料复核的重要基础性数据资料。

城中村实景三维场景在温州城中村拆迁工作中取得了很好的应用效果，有效辅助拆迁鉴定工作，可以在计算机全要素展现城中村真实面貌，极大减少了工作人员实地奔波的次数与劳动强度，辅助城中村拆迁鉴定工作的开展。

为城中村改造工作提供了全要素地图，将作业区域内各个要素都真实地反映在场景中，比二维地图更直观，有助于摸底调查、拆迁工作沙盘推演、进度控制、项目管理工作等。

拆后纠纷提供了实景证据，在建筑拆除后保留一份真实、直观、三维化的证据资料。拆迁户在拆后若有疑义，实景三维场景也能提供真实的建筑还原，方便沟通、协调工作的开展。

为城市建设保留历史档案，随着城市发展、时代变迁，城市地形地貌产生了翻天覆地的变化，实景三维场景可以作为历史档案资料，在计算机中还原城市的历史面貌。

目前，倾斜摄影已经能够广泛应用于“地图标注”各领域，包括城市规划、建设和管理等各个方面，尤其在公共安全与应急反恐方面具有其他数据源不可替代的价值。倾斜影像能够使指挥决策者看到比正射影像更多的环境信息，从而更好辅助决策。相比只能看到屋顶的正射影像，倾斜影像可看到房屋侧面的紧急出口。倾斜影像上任意点之间可以进行准确量算，比如计算通视距离、设计制高点和狙击方案等。这些事发地周围的详细信息，在应急行动中关乎人员及财产的安全，有时甚至能起到决定性的作用。

随着地图标注、地图标注、地图标注、地图标注等新一轮信息技术浪潮迅速推进，地图标注建设已经成为全球城市发展关注的焦点，公共信息平台作为地图标注应用的基础支撑平台，正在被人们所重视。而涉及天空地一体化立体观测与应用的公共信息平台，正是基于空间卫星地图标注与地图标注技术和遥感技术。

遥感地图标注具有宏观性、海量性、实时性等数据特征与优势。一景遥感影像的覆盖范围从数平方公里、数百平方公里、数千平方公里，甚至数万、数十万以至数千万平方公里，既能明察秋毫、又可洞察宇宙。同时，遥感数据具有单项数据量较大（GB级及以上）的特征，高分二号卫星10分钟过境下传的数据超过4.8TB，后续高分卫星数据将增加数倍甚至数十倍。

将遥感技术运用到城市管理中，可以将遥感数据上传至公共信息服务平台，综合城市宏观全貌和微观图像，加强城市统一管理。另一方面，也可以通过遥感分析模型反演城市扩张建设情况，提取城市土地利用、环境监测等数据，为城市建设、城市环保、城市应急提供决策支持。总之，建一个基于遥感技术和空间地图标注运行的城市平台，通过这个平台，最终建设一个服务政府部门并便捷百姓生活的城市。

从陆地观测卫星体系，到海洋观测卫星体系，再到大气观测卫星体系，我国拥有最为齐全的对地遥感观测体系。

另外，高分辨率对地观测系统重大专项的启动实施，掀开了我国遥感新时代，我国已在各省市自治区建立了30个高分中心，形成了高分相关标准规范，300余项数据、信息、软件和应用产品，面向全国40多个行业提供服务。同时，本世纪以来，商业化遥感在我国陆续兴起，卫星遥感民营企业陆续成立，发射了一系列商业遥感卫星。商业化遥感成为国家系统的重要补充，两者优势互补形成完整卫星服务体系的建立，为我国的卫星遥感技术的应用落地奠定了坚实的基础。

深入挖掘遥感技术在城市化各领域的应用，不断夯实遥感地图标注，对于推进地图标注建设和打造地图标注生态圈，具有基础性的重要意义。我国在智慧遥感技术方面所拥有的雄厚实力，加之我国大规模城镇化正在快速推经过程中，这为遥感技术在城镇化和地图标注建设发挥作用提供了广阔空间、奠定了坚实基础。

文/地图标注地图标注工作委员会