基于遙感技術的智慧城市基礎數據研究

王萌

（河北省第二測繪院）

1 引言

近年來，智慧交通、智慧物流、智慧醫療、智慧教育及智慧市政等詞語不斷吸引人們的眼球，智慧城市的建設需要基礎設施的支撐，如云計算設備布局、物聯網數據處理中心、測繪地理信息數據以及通信數據等方面[1]。相關基礎數據的采集離不開技術的支持，其中，遙感技術在智慧城市建設中發揮著重要的作用，可以滿足智慧城市對空間信息檢測的綜合需求，通過利用多種遙感技術，采用云服務模式，實現對城市常態化的遙感監測，哪里有火點，河水污染源頭在哪里，城市綠地變化等信息可以在第一時間獲悉，并輔助決策。遙感技術可以監測地表上所有變化的數據，包括建筑、人、作物和森林等方面，并有效提高數據采集速度，為政府提供準確的決策依據。

2 智慧城市的內涵

智慧城市是在數字城市建設的基礎上，通過物聯網和云計算等技術創新各行業的智慧應用，使城市的運行具備感知和自適應能力，促進信息資源（硬件、軟件和數據）的集約化和基礎設施化，帶動信息資源的整合與共享，進而實現城市的科學管理、智慧發展和舒適生活。

智慧城市這一概念在2015年12月舉行的世界互聯網大會上公開提出，指明了加快網絡基礎設施建設、推動網絡經濟創新發展和保障網絡安全等方向。我國在2016年制定了《新型智慧城市建設部際協調工作組2016—2018年任務分工》，對我國在未來3年的智慧城市建設進行了總體部署，并統籌協調各部門和各領域的工作，標志著我國智慧城市建設正式進入建設階段[2]。

3 遙感技術介紹

遙感（Remote Sensing）即遙遠的感知，是20世紀60年代興起的一種探測技術，是指不直接接觸目標對象而感知其信息的技術，涉及地面遙感、航空遙感、航天遙感及航宇遙感等不同遙感平臺技術，根據電磁波理論，應用各種傳感器收集和處理遠距離目標輻射和反射的電磁波信息，并最后成像，從而對地面各種景物進行探測和識別的一種綜合技術。遙感技術廣泛應用于軍事和民用方面，如軍事偵察、海洋監視、氣象觀測、土地利用規劃、地球資源普查、環境污染監測和地震監測等領域。該技術將不斷提高遙感器的分辨率和綜合利用信息的能力，從而增強遙感系統的抗干擾能力。

在遙感技術方面，陸地衛星的空間分辨率最高已達0.5m，所利用的電磁波也從原先的可見光——近紅外波段擴展到熱紅外、微波波段；從原先的二維擴展到能進行三維觀測；在應用方面，從原先的宏觀區域研究開始轉向輔助的城市區域研究。國內外已有很多利用遙感技術獲取城市規劃所需的基礎數據，如英國利用遙感與GIS相結合的方法分析布里斯托城區的居住密度，法國利用陸地衛星TM數據監測南特市的大氣質量，泰國利用俄羅斯的衛星數據調查曼谷的難民營分布，我國的城市規劃部門也利用衛星遙感技術在城市土地利用調查、城市變化監測等方面開展了一系列工作。

在城市規劃過程中，需要掌握很多基礎數據，以往這些基礎數據的獲取需要通過實地調查獲得，涉及很多人力物力，并且調查的周期長。遙感技術所具有的宏觀性和實時性等，為基礎數據的調查提供了一個新的途徑，具有廣闊的應用前景。

4 遙感技術在智慧城市基礎數據中的應用

4.1 遙感技術助力構建智慧城市時空信息框架

眾所周知，城市的建設發展是在三維空間和時間交織的四維環境中進行的，而時間與空間是對城市發展軌跡進行有效描繪的唯一載體?？梢赃@樣說，沒有時空，人類就無法記錄并展現自身的發展歷史。而在現實世界中，獲取時間和空間信息最有效的方法就是測繪地理信息。時空信息框架建設在智慧城市信息化建設中占有基礎性地位。遙感技術可為智慧城市建設提供統一的時空定位基礎，具有城市信息化建設中“骨架”和部分“大腦”的功能。遙感技術提供的各類地理信息是城市建設中各種信息的載體，同時還在信息集成、處理、可視、分析和決策中發揮著重要的作用。

4.2 遙感技術與智慧城市管理

遙感技術為智慧城市的發展與運行提供了重要的信息資源，截至目前，遙感技術已在城市生態環境評價、地形圖更新、地籍調查以及城市規劃等領域得到了廣泛應用。遙感影像不僅內容豐富，還具有較強的綜合性，它可與計算機圖像處理技術有機融合，分類提取影像信息，進而在此基礎上進行專題應用研究。在智慧城市的管理方面，遙感技術獲得的信息資源可為城市規劃的現狀調查和城市發展變化的動態檢測提供科學依據。

以智慧交通為例，智慧城市的智能交通建設中會應用到遙感成像技術，使用該項技術支持交通一體化大數據，并提供相應的數據信息，通過平臺運作可以使智能交通的建設更加快速有效。發達國家將建設智慧城市作為一項長期的戰略目標，以期在激烈的國際競爭中取得優勢。為此，大多數國家都提出了各自的發展戰略，如韓國和日本在2004年相繼推出了U-Korea和U-Japan的國家發展戰略計劃，歐盟則制定出了智慧城市的框架等。瑞典受地理環境影響，領土面積相對較小，因此，城市交通比較擁堵，特別是作為首都的斯德哥爾摩。為改變這種現狀，政府采取了相應的措施，即在主路上設置控制站，通過使用RFID和激光等高新技術，自動識別進城的車輛，實時分析并嚴格控制車輛的數量和位置，并制定相應的路線，規避交通擁堵問題。

4.3 遙感技術與智慧環保

城市建設中不僅有社會環境，還有自然環境。在二種環境的共同作用下，城市產生的污染物主要有化學性、物理性和生物性三大類。現代遙感技術不僅可以監測城市中的固體廢物堆場污染、地面污染、大氣污染以及水污染等信息，還可借助高分辨率的衛星遙感技術對城市土地利用變化、城市交通和自然災害等情況進行有效監測。

5 結語

智慧城市是現代城市發展的必然趨勢，信息化建設逐漸成為經濟發展的新引擎，智慧城市建設是一個漫長的過程，需要不斷發展和創新的科學技術作為基本的技術支撐，智慧城市基礎數據的采集需要將用“大數據思維”去發掘“大數據”的潛在價值，借助最新的遙感技術、數據挖掘技術和實時動態可視化技術等獲取城市信息，進而全面處理和傳輸傳統城市建設中無法實現的數據流。

隨著科學技術的不斷完善與發展，遙感技術的應用也在不斷地完善，它為智能化交通等建設提供了極大的助力，也為智慧城市的到來做好了前期準備工作。利用遙感技術助力智慧城市愿景的實現，人們的生活工作將會愈加的高效快捷，可以隨時隨地通過各類感應系統外加強大的云計算處理能力來處理各種業務，特別是在智慧交通建設方面，可以有效降低交通事故發生的頻率，解決城市交通堵塞引發的一系列問題，為人們的出行提供重要的安全保障，可見，本文的研究有著重要的理論意義和現實意義。