淺析遙感大數(shù)據(jù)在建設(shè)數(shù)字中國和智慧城市上的應(yīng)用

2018年7月19日，在湖南長沙召開的《2018年大數(shù)據(jù)空間信息應(yīng)用博覽會(huì)》上，童慶禧院士，做了題為《數(shù)字中國、智慧城市與遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用》的報(bào)告，向我們?cè)敿?xì)闡述了他眼中的數(shù)字中國和智慧城市兩個(gè)重要概念，同時(shí)，也介紹了遙感大數(shù)據(jù)在建設(shè)數(shù)字中國和智慧城市上的應(yīng)用。

以下是根據(jù)報(bào)告全文進(jìn)行的不改變?cè)獾膬?nèi)容整理。

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家下午好!今天借這個(gè)機(jī)會(huì)到長沙開會(huì)，我學(xué)到了很多東西。今天我想利用這個(gè)機(jī)會(huì)，向大家匯報(bào)一下我對(duì)數(shù)字中國、智慧城市和遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面的一些新體會(huì)，僅此而已。由于現(xiàn)在年齡關(guān)系，退出時(shí)間已經(jīng)比較長了，所以只能是一些體會(huì)。

我想談三個(gè)方面的問題，最后一個(gè)結(jié)論。

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數(shù)字中國：21世紀(jì)國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略

1998年，美國副總統(tǒng)戈?duì)柕谝淮翁岢鰯?shù)字地球的概念，第二年在北京召開了第一次數(shù)字地球的國際會(huì)議;

2000年，當(dāng)時(shí)福建省省長***同志，率先在福建啟動(dòng)了“數(shù)字福建”的建設(shè)，它也成為“數(shù)字中國”建設(shè)的一個(gè)探索源泉和實(shí)踐的起點(diǎn);

2007年“數(shù)字中國”香山科學(xué)會(huì)議召開，給出了“數(shù)字中國”的科學(xué)定義;

2010年后，***在2015年第二屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上提出：要推進(jìn)數(shù)字中國的建設(shè)。

2017年，中共十九大報(bào)告再次強(qiáng)調(diào)數(shù)字中國的建設(shè)，把數(shù)字中國建設(shè)作為中國科技強(qiáng)國的一個(gè)重要舉措，提出要建設(shè)科技強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、交通強(qiáng)國、數(shù)字中國和智慧社會(huì)，所以“數(shù)字中國”已經(jīng)成為建設(shè)中國特色社會(huì)主義的一個(gè)重要戰(zhàn)略措施;

2018年4月，國務(wù)院網(wǎng)信辦組織，在福州召開了第一屆“數(shù)字中國”高峰論壇，具有重要意義。

那么，到底什么是數(shù)字中國?

我認(rèn)為“數(shù)字中國”的指標(biāo)包括三個(gè)最重要的內(nèi)容：第一是電子政務(wù)，第二是數(shù)字經(jīng)濟(jì)，第三個(gè)是智慧社會(huì)。

電子政務(wù)對(duì)于政府工作人員非常熟悉，中國在電子政務(wù)上也已經(jīng)取得了非常好的成就，我就不多說了。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)是在數(shù)字中國里非常重要的內(nèi)容，我把它歸納成三條：

第一是不以實(shí)體貨幣交換為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)?，F(xiàn)在大家都在網(wǎng)上買東西，如支付寶、微信支付等等，大家都在數(shù)字上進(jìn)行交易，對(duì)實(shí)體店造成了巨大沖擊。

第二是以數(shù)字為基礎(chǔ)的生產(chǎn)活動(dòng)。比如人工智能，數(shù)控產(chǎn)品、自動(dòng)流水線、數(shù)字通訊設(shè)備等，還包括通信、導(dǎo)航、遙感的衛(wèi)星系統(tǒng)，都屬于這一類活動(dòng)。

第三是以數(shù)字為表征的各類產(chǎn)品、器件、部件和整機(jī)。比如計(jì)算機(jī)、芯片、機(jī)器人、各類遙感和傳感器設(shè)備，這些都在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的范疇。所以在數(shù)字化時(shí)代，涌現(xiàn)了新領(lǐng)域、新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)品、新服務(wù)等數(shù)字產(chǎn)品，成為驅(qū)動(dòng)和引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)力。

最后一個(gè)智慧社會(huì)是什么呢?智慧社會(huì)最核心的就是智慧城市，智慧城市當(dāng)然包括智慧生態(tài)、智慧文化等。建設(shè)智慧城市對(duì)中國意義重大，比如最近雨水并不太大，但是在各個(gè)城市造成的內(nèi)澇卻非常嚴(yán)重，這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因包括三個(gè)要素：第一是降水強(qiáng)度過大，排水不暢;第二是我們城市建設(shè)極不合理，現(xiàn)在城市底下都是水泥，不透水;第三是人為因素，即人們的不文明行為，如亂扔垃圾，垃圾被水沖到一起，堵塞排水管道，我們?yōu)樽约旱牟晃拿餍袨楦冻隽舜鷥r(jià)。所以建設(shè)智慧城市或數(shù)字城市，應(yīng)該充分應(yīng)用和發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)的特點(diǎn)，如智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等，使得城市發(fā)展更加科學(xué)合理、快捷高效。

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智慧城市：城市發(fā)展的最高階段

智慧城市或數(shù)字城市，是城市發(fā)展的一個(gè)最高階段，或者我們有時(shí)候把它叫做未來城市，從中國宋朝的清明上河圖上記載的城市發(fā)展到現(xiàn)在，我們的城市越來越發(fā)達(dá)。

實(shí)際上城市化是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。在改革開放以來，城市化水平不斷提高，2017年中國的城市化率已經(jīng)達(dá)到58.52%。大量的人向城市聚集，大量的土地流轉(zhuǎn)為城鎮(zhèn)用地，勞動(dòng)生產(chǎn)成本大幅度提高，土地的價(jià)值更是大幅度飆升，城市化成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)重要結(jié)果是國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP快速提升。1980到2017年期間，我國一線城市平均擴(kuò)展了10余倍，城市化的發(fā)展功不可沒。

智慧城市的關(guān)鍵就是智能和智慧，那么對(duì)于什么是智慧城市，現(xiàn)在也沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。中國住建部、國家工信部也想制定一個(gè)智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)，但是現(xiàn)在看來還有難度。我把智慧城市歸納為感覺(Feeling)、傳遞(Pass on)、思維(Thinking)、行動(dòng)(Acting)四個(gè)方面。

第一， 具有一套全面感知自身及其周圍環(huán)境狀態(tài)變化的探測和感應(yīng)系統(tǒng)。

城市也像人一樣，有人研究，人身上有10億個(gè)感知細(xì)胞，幫助人類感知周圍環(huán)境的所有變化，所以城市也應(yīng)該有大量感知系統(tǒng)，比如溫度計(jì)、風(fēng)速計(jì)、濕度計(jì)、視頻等等，這些是城市大數(shù)據(jù)的主要來源。

第二， 具有一套能完整準(zhǔn)確將這種感覺傳遞出去的傳輸系統(tǒng)。

這一點(diǎn)講的是全面覆蓋，我們的信息要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、有線網(wǎng)、無線網(wǎng)等各種形式，傳遞到城市的大腦中樞，即云計(jì)算中心或大數(shù)據(jù)處理中心。

第三， 具有能快速處理感知信息并有強(qiáng)大的思維能力，善學(xué)習(xí)、會(huì)思考、能決策的系統(tǒng)。

如果沒有智慧決策，沒有超級(jí)計(jì)算能力，沒有各種分析應(yīng)用模型決策支持和解決方案，沒有強(qiáng)大的后臺(tái)支持體系，我們的城市不可能智慧。所以它是一個(gè)城市的決策指揮中心，城市的中樞和大腦，也就是今天的云計(jì)算中心。

第四， 具有一套覆蓋整個(gè)城市能正確和準(zhǔn)確執(zhí)行指令的實(shí)施和執(zhí)行系統(tǒng)。

智慧管網(wǎng)、氣網(wǎng)、電網(wǎng)等系統(tǒng)，都要根據(jù)城市變化隨時(shí)做出反應(yīng)。城市的智能化和智慧化的目的之一，就是能夠轉(zhuǎn)變政府智能，轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式，使整個(gè)社會(huì)有序和諧，人民生活更加舒適、安詳、便捷、美好、幸福。

最重要的標(biāo)準(zhǔn)，如果城市稍微智慧一點(diǎn)，領(lǐng)導(dǎo)同志就不用整天因?yàn)橐稽c(diǎn)小事在會(huì)議室開會(huì)，這樣的城市不可能智慧。我認(rèn)為智慧城市的標(biāo)志，至少是我們的領(lǐng)導(dǎo)同志們能夠有時(shí)間休息、有時(shí)間休假、有時(shí)間去打高爾夫、有時(shí)間去游泳。

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遙感在數(shù)字中國和智慧城市中的應(yīng)用

城市是人口最密集、交流最頻繁、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高、但也是社會(huì)最為病態(tài)化、風(fēng)險(xiǎn)最大、危險(xiǎn)程度最高的地方，這里要建立智慧體系談何容易，但是我們必須要往這方面走，在全面感知的基礎(chǔ)上，對(duì)城市進(jìn)行科學(xué)治理，統(tǒng)籌發(fā)展，布局合理、科學(xué)決策。技術(shù)先進(jìn)、智能運(yùn)作、生態(tài)文明、團(tuán)結(jié)友好、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、民生幸福的智能和智慧城市，是社會(huì)發(fā)展的必然，也是中國特色社會(huì)主義建設(shè)發(fā)展的一個(gè)終極目標(biāo)。

實(shí)際上“數(shù)字中國”就是在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，其中就包括遙感。遙感是認(rèn)識(shí)地球大數(shù)據(jù)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)源。

人的感知80%以上是通過視覺，因此視覺是我們看一個(gè)城市、看一個(gè)社會(huì)的最重要指標(biāo)，這也是遙感的作用。站得高才能看得遠(yuǎn)，欲窮千里目，更上一層樓，衛(wèi)星遙感、航空遙感就是人類視覺的延伸。

此外，一個(gè)城市的發(fā)展有宏觀和微觀兩個(gè)層面，宏觀是看城市布局和生態(tài)環(huán)境的科學(xué)性、合理性、整體宜居性等，而微觀則是貼近城市居民的生產(chǎn)生活活動(dòng)。以前，遙感更多是提供城市的宏觀生態(tài)，而隨著衛(wèi)星分辨率的提高和低空遙感無人機(jī)的應(yīng)用，遙感在城市的微觀領(lǐng)域也能發(fā)揮不小作用。

現(xiàn)在全球約有七千多個(gè)航天器，中國也至少有兩百多個(gè)衛(wèi)星和航天器。和其他各國一樣，中國有1/3的航天器都是對(duì)地觀測，當(dāng)年周總理講過首先要把地球上的事情辦好。中國遙感已經(jīng)在對(duì)地觀測、氣象、海洋、環(huán)境等領(lǐng)域，建立了衛(wèi)星系統(tǒng)及其相應(yīng)完整的地面系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)。

目前，中國建立了高分系列衛(wèi)星，其中高分二號(hào)達(dá)到亞米級(jí)分辨率;高分三號(hào)雷達(dá)衛(wèi)星提高了人們對(duì)遙感的分析能力;高分四號(hào)地球同步衛(wèi)星分辨率雖然不高，但在災(zāi)害預(yù)測和監(jiān)測上可以發(fā)揮重要作用，比如觀測臺(tái)風(fēng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，對(duì)氣象衛(wèi)星在技術(shù)上是一個(gè)重要補(bǔ)充;高分五號(hào)高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)是以圖像立方體的形式表達(dá)，就像撲克牌疊起來，中間可以抽取任一張進(jìn)行分析;高分六號(hào)衛(wèi)星基本和高分一號(hào)相似，其主要特征是寬覆蓋，16米多光譜可以覆蓋800公里。

此外，商業(yè)遙感也得到了很大的發(fā)展，包括北京一號(hào)、北京二號(hào)、吉林一號(hào)、高景一號(hào)等。其中高景一號(hào)是中國分辨率最高的商業(yè)衛(wèi)星，分辨率高達(dá)0.5米。

遙感數(shù)據(jù)具備了大數(shù)據(jù)的一切特征：宏觀性、多源性、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性、海量性，但除此之外，遙感特別是衛(wèi)星遙感，還具備一個(gè)重要特點(diǎn)：沒有地域限制，沒有國家限制，可以觀測世界上任何地方。

但是遙感數(shù)據(jù)并不總是顯性的(肉眼容易識(shí)別)，有時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，得到各類隱性專題信息，這就是遙感分析。通過分析，一層一層地把各種信息提取出來，這是遙感數(shù)據(jù)最終作用。

衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)采集的遙感影像，服務(wù)于數(shù)字城市和智慧城市。通過數(shù)據(jù)挖掘，提取城市信息，如水體、道路、植被、建筑物、屋頂?shù)牟煌ㄖ牧系刃畔⒌奶崛?，最終得到綜合信息產(chǎn)品。在城市水質(zhì)、水系、布局、發(fā)展、減災(zāi)、交通、區(qū)域結(jié)構(gòu)等方面，起著重要作用。通過遙感，還可以監(jiān)測城市擴(kuò)張、耕地占用。通過提取城市能源結(jié)構(gòu)(如空調(diào)使用)，獲取城市能源消耗情況。

此外，經(jīng)過遙感數(shù)據(jù)挖掘，可以提取水域中的藍(lán)藻信息，提取地下礦藏、斷裂帶、礦物分布等，助力礦產(chǎn)勘探。

還有，由于遙感沒有國界，所以它可以支持國家“一帶一路”的倡議，遙感可以作為“一帶一路”的開路先鋒。

遙感還可以進(jìn)行三維建模。中國三維建模發(fā)展很快，一些中國企業(yè)的技術(shù)都已具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

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結(jié)束語

2017年習(xí)***在中共十九大報(bào)告中提出要建設(shè)科技強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、交通強(qiáng)國、數(shù)字中國和智慧社會(huì)，把“數(shù)字中國”上升到黨和國家的重大戰(zhàn)略目標(biāo)，是***中國特色社會(huì)主義思想的一個(gè)重要組成部分。我們很榮幸自己從事的行業(yè)，是國家的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。

數(shù)字中國派生于數(shù)字地球，結(jié)合中國的特點(diǎn)，它又高于原來含義的數(shù)字地球，它是中國信息化的體現(xiàn)。作為一種智慧和智能的城市形態(tài)，它應(yīng)該具有感知、信號(hào)傳遞、智能思維和行動(dòng)的能力。

一個(gè)智慧城市絕不是一朝一夕可以建成的，需要經(jīng)過漫長的發(fā)展，人的要素、文化要素等各種智慧城市要素，都要得到極大提高。也就是一個(gè)智慧的人一定是物質(zhì)文明和精神文明同步發(fā)展，所以城市的生態(tài)文明建設(shè)也非常重要，比如到處亂丟垃圾，最后受到了懲罰，這是生態(tài)文明的缺失。

雖然智慧城市建設(shè)的實(shí)現(xiàn)是漫長的歷史過程，不會(huì)一蹴而就，但是智慧城市還得靠人干出來，我們不能等待，要靠數(shù)字城市和智慧城市的建設(shè)，與全面小康的建設(shè)、與追趕中等發(fā)達(dá)國家水平同步進(jìn)行。一些發(fā)達(dá)國家建設(shè)智慧城市的經(jīng)驗(yàn)也告訴我們，雖然全面智慧城市的建設(shè)道路很漫長，但可以一步一步走，在交通出行、停車、休閑、醫(yī)療、購物、養(yǎng)老等方面一個(gè)一個(gè)智慧起來，最后形成統(tǒng)一的智慧城市。比如北京機(jī)器人派送快遞、西安利用無人機(jī)拍攝、智慧車牌識(shí)別、帶有高位視頻的路邊收費(fèi)系統(tǒng)、深圳利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)地下智能停車等，這都是向智能化邁出了一步。

發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)還告訴我們，智慧城市最先應(yīng)該落地于電子政務(wù)，有助于政府智能決策，提高辦事效率。以人為本是智慧城市建設(shè)一直要把握的一個(gè)基本方針，要讓民眾有更大的獲得感和幸福感，更愛自己的家鄉(xiāng)，更愛自己的國家。什么時(shí)候中國官員不那么忙了，一些國人不再向往國外生活、往國外移民了，智慧城市建設(shè)和實(shí)踐才算是有點(diǎn)成功了。

總之，以智慧城市為代表的未來城市，是對(duì)美好生活需要的一種愿景，是城市建設(shè)并完全可以逐步實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。我相信，通過我們的努力，一定能讓城市更加智慧，人們生活更加美好。所以遙感將助力智慧城市建設(shè)，讓人民的生活變得更美好。

我的匯報(bào)就到這兒，謝謝大家。