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智慧城市綜合感知 版權(quán)信息
- ISBN：9787030728241
- 條形碼：9787030728241 ; 978-7-03-072824-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
智慧城市綜合感知 本書特色
本書可供智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)和城市信息系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)研究和管理人員參考。
智慧城市綜合感知 內(nèi)容簡介
綜合感知是城市全域信息獲取新途徑，面臨多平臺、多協(xié)議和多主題等挑戰(zhàn)，存在無縫、高精度和準(zhǔn)實時等多尺度綜合感知技術(shù)難題。長江經(jīng)濟帶是新時期國家重大戰(zhàn)略之一，武漢作為長江經(jīng)濟帶中游城市群的核心，“城市看海”、“交通擁堵”和“江河湖生態(tài)退化”等城市病凸顯，綜合感知質(zhì)量和效率低下,迫切需要開展多尺度綜合感知技術(shù)與體系研究。針對上述目標(biāo)，本書圍繞城市地表要素、人車物和應(yīng)急場景感知需求，建立多尺度綜合感知指標(biāo)、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系，突破無縫、高精度和準(zhǔn)實時綜合感知關(guān)鍵技術(shù)，研制新型時空感知設(shè)備與綜合感知服務(wù)系統(tǒng)，開展城市群至街區(qū)尺度的暴雨內(nèi)澇、區(qū)域交通和江河湖生態(tài)環(huán)境示范，打破行業(yè)感知孤島，提升城市綜合感知能力。
智慧城市綜合感知 目錄
目錄
序
前言
第1章 城市感知概述 1
1.1 城市感知簡要介紹 1
1.1.1 城市感知的概念 1
1.1.2 城市感知的作用 2
1.1.3 城市感知的內(nèi)容 2
1.1.4 城市感知的手段 5
1.2 城市感知相關(guān)技術(shù) 7
1.2.1 城市感知數(shù)據(jù)采集 7
1.2.2 城市感知數(shù)據(jù)傳輸 8
1.2.3 城市感知數(shù)據(jù)存儲 9
1.2.4 城市感知數(shù)據(jù)處理 10
1.2.5 城市感知信息服務(wù) 11
1.3 城市感知信息平臺 11
1.3.1 城市感知的基礎(chǔ)信息平臺 11
1.3.2 城市感知的時空信息平臺 11
1.3.3 城市感知的專題應(yīng)用平臺 12
1.4 城市感知發(fā)展趨勢 13
1.4.1 集成化的感知 13
1.4.2 智能化的感知 14
1.4.3 即時化的感知 14
第2章 城市綜合感知 16
2.1 城市綜合感知的概念 16
2.2 城市綜合感知的體系框架 18
2.2.1 城市多尺度綜合感知指標(biāo)體系 19
2.2.2 空天地協(xié)同感知共性技術(shù)體系 21
2.2.3 城市多尺度綜合感知標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系 22
2.3 城市綜合感知的關(guān)鍵技術(shù) 22
第3章 城市綜合感知指標(biāo)體系與系統(tǒng) 24
3.1 城市綜合感知指標(biāo)體系框架 24
3.1.1 頂層架構(gòu) 24
3.1.2 觀測能力與需求 26
3.1.3 元模型框架 27
3.1.4 元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 29
3.2 城市綜合感知典型指標(biāo)體系 33
3.2.1 暴雨內(nèi)澇綜合感知指標(biāo)體系 33
3.2.2 區(qū)域交通綜合感知指標(biāo)體系 41
3.2.3 江河湖生態(tài)綜合感知指標(biāo)體系 45
3.3 城市綜合感知指標(biāo)觀測映射 52
3.3.1 映射原理 52
3.3.2 映射方法 52
3.3.3 映射流程 53
3.3.4 映射實例 56
3.4 城市綜合感知指標(biāo)管理系統(tǒng) 59
3.4.1 系統(tǒng)架構(gòu) 59
3.4.2 設(shè)計原則 61
3.4.3 功能設(shè)計 62
3.4.4 功能實現(xiàn) 62
第4章 城市綜合感知共性技術(shù)體系 71
4.1 概述 71
4.2 能力認(rèn)知 72
4.2.1 城市感知網(wǎng)觀測任務(wù)刻畫 72
4.2.2 城市感知網(wǎng)觀測能力認(rèn)知 76
4.3 關(guān)聯(lián)協(xié)同 80
4.3.1 關(guān)聯(lián)協(xié)同理論基礎(chǔ) 80
4.3.2 關(guān)聯(lián)協(xié)同模型框架 81
4.3.3 關(guān)聯(lián)耦合模式與判別規(guī)則 82
4.3.4 關(guān)聯(lián)耦合模式求解 84
4.4 優(yōu)化構(gòu)網(wǎng) 85
4.4.1 點面觀測時空構(gòu)網(wǎng) 86
4.4.2 移動觀測規(guī)劃控制 88
4.4.3 大規(guī)模傳感器構(gòu)網(wǎng)問題解算 89
4.4.4 多觀測構(gòu)網(wǎng)方案 90
4.5 即時服務(wù) 91
4.5.1 觀測即服務(wù) 91
4.5.2 規(guī)劃即服務(wù) 91
4.5.3 告警即服務(wù) 92
4.6 典型案例 93
4.6.1 城市群典型地表要素任務(wù)刻畫 93
4.6.2 城市群典型地表要素基礎(chǔ)觀測能力認(rèn)知 93
4.6.3 城市群典型地表要素關(guān)聯(lián)協(xié)同 98
4.6.4 城市群典型地表要素優(yōu)化構(gòu)網(wǎng) 101
第5章 城市群地表要素?zé)o縫感知 103
5.1 概述 103
5.2 多源數(shù)據(jù)融合感知技術(shù) 103
5.2.1 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)分類 103
5.2.2 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合的必要性 104
5.2.3 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合層次 105
5.2.4 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合典型方法 105
5.3 不透水面融合感知與無縫產(chǎn)品 108
5.3.1 不透水面融合感知方法 108
5.3.2 多尺度不透水面融合感知產(chǎn)品 112
5.4 土壤水分融合感知與無縫產(chǎn)品 114
5.4.1 城市群土壤水分感知數(shù)據(jù)源分類 115
5.4.2 城市群尺度土壤水分融合感知產(chǎn)品 117
5.4.3 城市郊區(qū)尺度土壤水分感知產(chǎn)品 119
5.4.4 重點街區(qū)尺度土壤水分感知產(chǎn)品 121
5.5 城市群降水融合感知與無縫產(chǎn)品 122
5.5.1 初始降水空間劃分 123
5.5.2 降水特征空間構(gòu)建 123
5.5.3 星地融合偏差校正 125
5.5.4 降水融合感知產(chǎn)品 126
5.6 城市群地表要素?zé)o縫感知系統(tǒng) 127
5.6.1 系統(tǒng)概述 127
5.6.2 系統(tǒng)架構(gòu) 127
5.6.3 功能組成 128
5.6.4 系統(tǒng)接口 129
5.6.5 功能實現(xiàn) 130
第6章 城市關(guān)鍵節(jié)點人車物智能感知 136
6.1 概述 136
6.2 億級像素光場計算成像技術(shù)與裝置 136
6.2.1 億級像素光場裝置構(gòu)建 136
6.2.2 億級像素光場計算成像技術(shù) 139
6.3 城市密集人群行為在線視覺分析技術(shù) 148
6.4 城市景物深度估計與場景語義分割技術(shù) 150
6.4.1 城市景物深度估計技術(shù) 150
6.4.2 城市場景語義分割技術(shù) 154
6.5 城市車流動態(tài)跟蹤分析技術(shù) 156
6.5.1 車流動態(tài)跟蹤的挑戰(zhàn) 157
6.5.2 車輛目標(biāo)檢測方法 158
6.5.3 車輛目標(biāo)跟蹤方法 160
6.5.4 聯(lián)合訓(xùn)練檢測和跟蹤模型 160
6.6 典型應(yīng)用 161
6.6.1 行人檢測和人臉識別 161
6.6.2 車輛跟蹤、計數(shù)與車牌識別 161
6.6.3 車輛違規(guī)檢測與異常事件報警 161
第7章 城市街區(qū)精細(xì)場景自主感知 163
7.1 概述 163
7.2 總體框架 163
7.3 室內(nèi)地下自主感知技術(shù)與測圖設(shè)備 164
7.3.1 街區(qū)室內(nèi)地下自主時空信息感知技術(shù) 164
7.3.2 機器人三維測圖設(shè)備 171
7.4 街區(qū)環(huán)境RFID智能感知技術(shù)與微網(wǎng)設(shè)備 177
7.4.1 低功耗遠(yuǎn)距離RFID智能傳感器技術(shù) 177
7.4.2 RFID城市環(huán)境感知微網(wǎng) 180
7.5 突發(fā)場景手機眾包成像技術(shù)與終端設(shè)備 184
7.5.1 室內(nèi)地下場景的眾包建模與感知技術(shù) 184
7.5.2 手機眾包成像終端 189
7.6 街區(qū)精細(xì)場景立體在線感知網(wǎng)原型 193
7.6.1 街區(qū)突發(fā)事件立體感知網(wǎng) 193
7.6.2 街區(qū)立體感知網(wǎng)測試實驗 201
7.6.3 街區(qū)立體感知網(wǎng)的部署和運行 205
第8章 城市綜合感知服務(wù)系統(tǒng) 208
8.1 概述 208
8.2 需求分析和總體設(shè)計 208
8.2.1 系統(tǒng)需求 208
8.2.2 設(shè)計原則 210
8.2.3 用戶分析 211
8.2.4 總體設(shè)計 212
8.2.5 系統(tǒng)架構(gòu) 212
8.2.6 關(guān)鍵技術(shù)點 217
8.2.7 典型部署 226
8.3 空天地協(xié)同感知子系統(tǒng) 229
8.3.1 概述 229
8.3.2 技術(shù)路線 229
8.3.3 模塊說明 229
8.4 多源大數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 231
8.4.1 概述 231
8.4.2 技術(shù)路線 232
8.4.3 模塊說明 232
8.5 在線融合分析子系統(tǒng) 235
8.5.1 概述 235
8.5.2 技術(shù)路線 236
8.5.3 模塊說明 236
8.6 綜合感知服務(wù)子系統(tǒng) 241
8.6.1 概述 241
8.6.2 技術(shù)路線 241
8.6.3 模塊說明 241
8.7 綜合感知運維子系統(tǒng) 244
8.7.1 概述 244
8.7.2 技術(shù)路線 244
8.7.3 模塊說明 245
8.8 綜合感知可視化子系統(tǒng) 245
8.8.1 概述 245
8.8.2 技術(shù)路線 246
8.8.3 模塊說明 246
8.9 典型應(yīng)用 246
8.9.1 在暴雨內(nèi)澇場景中的應(yīng)用 246
8.9.2 在江河湖生態(tài)環(huán)境場景中的應(yīng)用 248
8.9.3 在區(qū)域交通場景中的應(yīng)用 250
8.9.4 在災(zāi)害天氣場景交通感知與應(yīng)急服務(wù)中的應(yīng)用 254
第9章 總結(jié)與展望 256
參考文獻(xiàn) 257
序
前言
第1章 城市感知概述 1
1.1 城市感知簡要介紹 1
1.1.1 城市感知的概念 1
1.1.2 城市感知的作用 2
1.1.3 城市感知的內(nèi)容 2
1.1.4 城市感知的手段 5
1.2 城市感知相關(guān)技術(shù) 7
1.2.1 城市感知數(shù)據(jù)采集 7
1.2.2 城市感知數(shù)據(jù)傳輸 8
1.2.3 城市感知數(shù)據(jù)存儲 9
1.2.4 城市感知數(shù)據(jù)處理 10
1.2.5 城市感知信息服務(wù) 11
1.3 城市感知信息平臺 11
1.3.1 城市感知的基礎(chǔ)信息平臺 11
1.3.2 城市感知的時空信息平臺 11
1.3.3 城市感知的專題應(yīng)用平臺 12
1.4 城市感知發(fā)展趨勢 13
1.4.1 集成化的感知 13
1.4.2 智能化的感知 14
1.4.3 即時化的感知 14
第2章 城市綜合感知 16
2.1 城市綜合感知的概念 16
2.2 城市綜合感知的體系框架 18
2.2.1 城市多尺度綜合感知指標(biāo)體系 19
2.2.2 空天地協(xié)同感知共性技術(shù)體系 21
2.2.3 城市多尺度綜合感知標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系 22
2.3 城市綜合感知的關(guān)鍵技術(shù) 22
第3章 城市綜合感知指標(biāo)體系與系統(tǒng) 24
3.1 城市綜合感知指標(biāo)體系框架 24
3.1.1 頂層架構(gòu) 24
3.1.2 觀測能力與需求 26
3.1.3 元模型框架 27
3.1.4 元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 29
3.2 城市綜合感知典型指標(biāo)體系 33
3.2.1 暴雨內(nèi)澇綜合感知指標(biāo)體系 33
3.2.2 區(qū)域交通綜合感知指標(biāo)體系 41
3.2.3 江河湖生態(tài)綜合感知指標(biāo)體系 45
3.3 城市綜合感知指標(biāo)觀測映射 52
3.3.1 映射原理 52
3.3.2 映射方法 52
3.3.3 映射流程 53
3.3.4 映射實例 56
3.4 城市綜合感知指標(biāo)管理系統(tǒng) 59
3.4.1 系統(tǒng)架構(gòu) 59
3.4.2 設(shè)計原則 61
3.4.3 功能設(shè)計 62
3.4.4 功能實現(xiàn) 62
第4章 城市綜合感知共性技術(shù)體系 71
4.1 概述 71
4.2 能力認(rèn)知 72
4.2.1 城市感知網(wǎng)觀測任務(wù)刻畫 72
4.2.2 城市感知網(wǎng)觀測能力認(rèn)知 76
4.3 關(guān)聯(lián)協(xié)同 80
4.3.1 關(guān)聯(lián)協(xié)同理論基礎(chǔ) 80
4.3.2 關(guān)聯(lián)協(xié)同模型框架 81
4.3.3 關(guān)聯(lián)耦合模式與判別規(guī)則 82
4.3.4 關(guān)聯(lián)耦合模式求解 84
4.4 優(yōu)化構(gòu)網(wǎng) 85
4.4.1 點面觀測時空構(gòu)網(wǎng) 86
4.4.2 移動觀測規(guī)劃控制 88
4.4.3 大規(guī)模傳感器構(gòu)網(wǎng)問題解算 89
4.4.4 多觀測構(gòu)網(wǎng)方案 90
4.5 即時服務(wù) 91
4.5.1 觀測即服務(wù) 91
4.5.2 規(guī)劃即服務(wù) 91
4.5.3 告警即服務(wù) 92
4.6 典型案例 93
4.6.1 城市群典型地表要素任務(wù)刻畫 93
4.6.2 城市群典型地表要素基礎(chǔ)觀測能力認(rèn)知 93
4.6.3 城市群典型地表要素關(guān)聯(lián)協(xié)同 98
4.6.4 城市群典型地表要素優(yōu)化構(gòu)網(wǎng) 101
第5章 城市群地表要素?zé)o縫感知 103
5.1 概述 103
5.2 多源數(shù)據(jù)融合感知技術(shù) 103
5.2.1 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)分類 103
5.2.2 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合的必要性 104
5.2.3 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合層次 105
5.2.4 城市感知網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合典型方法 105
5.3 不透水面融合感知與無縫產(chǎn)品 108
5.3.1 不透水面融合感知方法 108
5.3.2 多尺度不透水面融合感知產(chǎn)品 112
5.4 土壤水分融合感知與無縫產(chǎn)品 114
5.4.1 城市群土壤水分感知數(shù)據(jù)源分類 115
5.4.2 城市群尺度土壤水分融合感知產(chǎn)品 117
5.4.3 城市郊區(qū)尺度土壤水分感知產(chǎn)品 119
5.4.4 重點街區(qū)尺度土壤水分感知產(chǎn)品 121
5.5 城市群降水融合感知與無縫產(chǎn)品 122
5.5.1 初始降水空間劃分 123
5.5.2 降水特征空間構(gòu)建 123
5.5.3 星地融合偏差校正 125
5.5.4 降水融合感知產(chǎn)品 126
5.6 城市群地表要素?zé)o縫感知系統(tǒng) 127
5.6.1 系統(tǒng)概述 127
5.6.2 系統(tǒng)架構(gòu) 127
5.6.3 功能組成 128
5.6.4 系統(tǒng)接口 129
5.6.5 功能實現(xiàn) 130
第6章 城市關(guān)鍵節(jié)點人車物智能感知 136
6.1 概述 136
6.2 億級像素光場計算成像技術(shù)與裝置 136
6.2.1 億級像素光場裝置構(gòu)建 136
6.2.2 億級像素光場計算成像技術(shù) 139
6.3 城市密集人群行為在線視覺分析技術(shù) 148
6.4 城市景物深度估計與場景語義分割技術(shù) 150
6.4.1 城市景物深度估計技術(shù) 150
6.4.2 城市場景語義分割技術(shù) 154
6.5 城市車流動態(tài)跟蹤分析技術(shù) 156
6.5.1 車流動態(tài)跟蹤的挑戰(zhàn) 157
6.5.2 車輛目標(biāo)檢測方法 158
6.5.3 車輛目標(biāo)跟蹤方法 160
6.5.4 聯(lián)合訓(xùn)練檢測和跟蹤模型 160
6.6 典型應(yīng)用 161
6.6.1 行人檢測和人臉識別 161
6.6.2 車輛跟蹤、計數(shù)與車牌識別 161
6.6.3 車輛違規(guī)檢測與異常事件報警 161
第7章 城市街區(qū)精細(xì)場景自主感知 163
7.1 概述 163
7.2 總體框架 163
7.3 室內(nèi)地下自主感知技術(shù)與測圖設(shè)備 164
7.3.1 街區(qū)室內(nèi)地下自主時空信息感知技術(shù) 164
7.3.2 機器人三維測圖設(shè)備 171
7.4 街區(qū)環(huán)境RFID智能感知技術(shù)與微網(wǎng)設(shè)備 177
7.4.1 低功耗遠(yuǎn)距離RFID智能傳感器技術(shù) 177
7.4.2 RFID城市環(huán)境感知微網(wǎng) 180
7.5 突發(fā)場景手機眾包成像技術(shù)與終端設(shè)備 184
7.5.1 室內(nèi)地下場景的眾包建模與感知技術(shù) 184
7.5.2 手機眾包成像終端 189
7.6 街區(qū)精細(xì)場景立體在線感知網(wǎng)原型 193
7.6.1 街區(qū)突發(fā)事件立體感知網(wǎng) 193
7.6.2 街區(qū)立體感知網(wǎng)測試實驗 201
7.6.3 街區(qū)立體感知網(wǎng)的部署和運行 205
第8章 城市綜合感知服務(wù)系統(tǒng) 208
8.1 概述 208
8.2 需求分析和總體設(shè)計 208
8.2.1 系統(tǒng)需求 208
8.2.2 設(shè)計原則 210
8.2.3 用戶分析 211
8.2.4 總體設(shè)計 212
8.2.5 系統(tǒng)架構(gòu) 212
8.2.6 關(guān)鍵技術(shù)點 217
8.2.7 典型部署 226
8.3 空天地協(xié)同感知子系統(tǒng) 229
8.3.1 概述 229
8.3.2 技術(shù)路線 229
8.3.3 模塊說明 229
8.4 多源大數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 231
8.4.1 概述 231
8.4.2 技術(shù)路線 232
8.4.3 模塊說明 232
8.5 在線融合分析子系統(tǒng) 235
8.5.1 概述 235
8.5.2 技術(shù)路線 236
8.5.3 模塊說明 236
8.6 綜合感知服務(wù)子系統(tǒng) 241
8.6.1 概述 241
8.6.2 技術(shù)路線 241
8.6.3 模塊說明 241
8.7 綜合感知運維子系統(tǒng) 244
8.7.1 概述 244
8.7.2 技術(shù)路線 244
8.7.3 模塊說明 245
8.8 綜合感知可視化子系統(tǒng) 245
8.8.1 概述 245
8.8.2 技術(shù)路線 246
8.8.3 模塊說明 246
8.9 典型應(yīng)用 246
8.9.1 在暴雨內(nèi)澇場景中的應(yīng)用 246
8.9.2 在江河湖生態(tài)環(huán)境場景中的應(yīng)用 248
8.9.3 在區(qū)域交通場景中的應(yīng)用 250
8.9.4 在災(zāi)害天氣場景交通感知與應(yīng)急服務(wù)中的應(yīng)用 254
第9章 總結(jié)與展望 256
參考文獻(xiàn) 257
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智慧城市綜合感知 節(jié)選
第1章城市感知概述 1.1 城市感知簡要介紹 1.1.1 城市感知的概念 21世紀(jì)以來，隨著城市不斷擴張以及全球人口數(shù)量的激增，全球城市發(fā)展面臨著各種困難與挑戰(zhàn)，如資源短缺、環(huán)境污染、食品短缺和公共安全威脅等（許慶瑞等，2012；郁亞娟等，2008）。與此同時，近年來科學(xué)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，如物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，推動當(dāng)前城市逐步走向智能化和可持續(xù)發(fā)展的道路，正逐步形成以人為本的社會化智慧創(chuàng)新方案，這成為破解目前諸多“城市病”的重要途徑（李建明，2014）。 智慧城市是數(shù)字城市的智能化升級，旨在通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將物理城市與數(shù)字城市進(jìn)行無縫連接，利用云計算以及大數(shù)據(jù)技術(shù)將實時獲取的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并提供智能化服務(wù)（李德仁等，2011；張永民和杜忠潮，2011；Cassandras，2016；Shi and Abdel-Aty，2015）。從系統(tǒng)工程的觀點出發(fā)，城市的“智慧”表現(xiàn)為由“生理智能”、“社會智能”和廣義“人工智能”等三種智能形式綜合形成的“整體諧生智能”，即智慧城市是對城市信息化、城市智慧成長與可持續(xù)發(fā)展，以及知識與創(chuàng)造力城市等三方面發(fā)展思潮的綜合（夏昊翔和王眾托，2017）。智慧城市的概念一經(jīng)提出，便成為諸多學(xué)者關(guān)注的焦點。2019年，國家先后發(fā)布的《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)技術(shù)大綱（2019版）》和《2019年新型城鎮(zhèn)化建設(shè)重點任務(wù)》文件指出，智慧城市發(fā)展是建設(shè)智慧社會的重要基礎(chǔ)。目前我國已經(jīng)制定了詳細(xì)的智慧城市建設(shè)計劃并在逐步推進(jìn)（馮圣中和樊建平，2012；馮圣中等，2019；彭玲等，2016）。 智慧城市的基礎(chǔ)是智慧的城市感知。城市感知是以城市信息化建設(shè)為基礎(chǔ)，采用各種信息通信技術(shù)手段，獲取城市中每時每刻都在產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，并基于此更好地提高城市運作效率，滿足城市居民當(dāng)前和未來的經(jīng)濟、環(huán)境和社會需求（龔健雅和王國良，2013；王靜遠(yuǎn)等，2014；陳能成等，2018）。從廣義角度來看，城市感知的內(nèi)容主要包括針對城市管理以及治理的公共部件和環(huán)境的感知、針對城市居民生活場所以及周圍環(huán)境的信息感知、針對突發(fā)事件大眾網(wǎng)絡(luò)輿情發(fā)展趨勢的社會感知等。從狹義角度來看，城市感知則主要包括有關(guān)城市公共安全，城市居民生活，城市可持續(xù)發(fā)展的人、物、環(huán)境和事件等信息的綜合感知（楊靖等，2018；陳波和馬向平，2019）。 1.1.2 城市感知的作用 城市感知是實現(xiàn)城市管理“自動感知、快速反應(yīng)、科學(xué)決策”的關(guān)鍵，在智慧城市建設(shè)中具有重要意義。通過在城市中布設(shè)各類感知設(shè)備，可以實現(xiàn)對城市范圍內(nèi)水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤、人群、車輛、設(shè)施和人文等各項關(guān)鍵信息的采集、監(jiān)測和識別。在“數(shù)字孿生”理念的基礎(chǔ)上，城市感知有望將物質(zhì)世界數(shù)字化，在信息空間重建一個1∶1真實還原的數(shù)字孿生體，從而在信息空間中實時地掌握城市運行狀態(tài)（楊林瑤等，2019；李德仁，2020；張新長等，2021）。 從城市感知的內(nèi)涵來看，城市感知是建設(shè)智慧城市的基礎(chǔ)。感知需求在智慧城市架構(gòu)中是一項基本的需求，搭建城市感知網(wǎng)能夠有效地促進(jìn)智慧城市的發(fā)展。智能感知技術(shù)作為新一代信息技術(shù)，是智慧城市收集復(fù)雜數(shù)據(jù)和信息的關(guān)鍵手段，更是整個智慧城市感知體系的關(guān)鍵部分。過去，城市的各個職能部門感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相互獨立，城市感知存在著覆蓋面窄、感知方式單一、感知傳輸和處理能力欠缺等不足（李德仁等，2011）。經(jīng)過近10年由普通城鎮(zhèn)向智慧城市的轉(zhuǎn)型，城市感知已經(jīng)由過去孤立的在線感知狀態(tài)逐步演變?yōu)楫?dāng)前多網(wǎng)融合的綜合感知。“更全面地感知”作為智慧城市的一個特征，要求智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施能夠更深入地收集各類數(shù)據(jù)和信息，以便整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)和信息，為城市共享服務(wù)和運營管理提供基礎(chǔ)的底層資源。 從城市感知的外延來看，實現(xiàn)智慧城市綜合感知的**技術(shù)首要是物聯(lián)網(wǎng)，通過萬物互聯(lián)支撐上層智慧（龔健雅等，2019；Scuotto et al.，2016）。目前基于身份感知、位置感知、圖像感知、環(huán)境感知、設(shè)施感知和安全感知等多樣化的物聯(lián)網(wǎng)手段，可以提供針對智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境、設(shè)備、人員等方面的快速識別、信息采集、實時監(jiān)測和反向控制，使智慧城市的各個感知單元具有信息感知和指令執(zhí)行的能力。其次是云計算和邊緣計算方法，兩者相輔相成，應(yīng)用于云中心和網(wǎng)絡(luò)邊緣端的大數(shù)據(jù)處理能力，較好地解決了智慧城市中高效處理大數(shù)據(jù)的難題（陳康和鄭緯民，2009；汪芳等，2011；施巍松等，2017）。各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠為智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施提供更加智能的技術(shù)手段，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的全面透徹感知和特征提取，為智慧城市大數(shù)據(jù)挖掘和頂層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供更多有價值的數(shù)據(jù)信息，從而逐步構(gòu)建城市智慧服務(wù)體系，并進(jìn)一步為城市民眾提供有針對性的新服務(wù)和新模式。 1.1.3 城市感知的內(nèi)容 城市感知將城市作為主體對象，以廣泛分布的感知節(jié)點為基礎(chǔ)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network，WSN）和射頻識別（radio frequency identification，RFID）等技術(shù)手段，搜集、管理并應(yīng)用多種類型城市數(shù)據(jù)。城市感知旨在打造高感度、數(shù)字化和智慧化城市，把握城市“脈搏”，并不斷推進(jìn)城市治理、居民生活走向?qū)I(yè)化、智能化（Uusitalo，2006）。城市全面感知主要指對可持續(xù)性發(fā)展的人、物、空間環(huán)境以及事件的綜合信息進(jìn)行感知。具體而言，城市感知包括以下幾方面內(nèi)容。 1.感知城市的時空底板 時空底板主要包括城市的三維地理信息、定位信息和時間信息。三維地理信息數(shù)據(jù)是重要的基礎(chǔ)空間信息。借助傳統(tǒng)平面地圖的概念，疊加空間矢量數(shù)據(jù)、地物興趣點數(shù)據(jù)以及三維模型數(shù)據(jù)，可形成可視化三維城市展示系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠全方位、直觀地為人們提供有關(guān)城市的各種具有真實感的場景信息，并可以使用戶以**人稱的身份進(jìn)入城市，實現(xiàn)與實地觀察相似的體驗感。建立基于真實影像的“三維城市”，人們可以直觀地判讀出山川、河流、樓宇和道路。從另一個角度來說，城市三維地理信息主要由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和三維地理模型數(shù)據(jù)組成（朱慶，2014）。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括數(shù)字線劃數(shù)據(jù)、影像與紋理數(shù)據(jù)、數(shù)字地面模型和對象屬性數(shù)據(jù)等。三維地理模型包括地形建模、比較規(guī)則的實體建模、樹木草地建模、小品建模和特效的繪制（如火、煙霧等特效）。城市定位信息指通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（global navigation satellite system，GNSS）等導(dǎo)航衛(wèi)星或室內(nèi)定位技術(shù)獲取的城市目標(biāo)幾何位置數(shù)據(jù)。在智慧城市服務(wù)和城市規(guī)劃方面，地理空間或地理定位技術(shù)的作用非常重要。2022年，自然資源部辦公廳印發(fā)《關(guān)于全面推進(jìn)實景三維中國建設(shè)的通知》，文件明確到2025年，50%以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度和生活規(guī)劃可通過線上實景三維空間完成。實景三維作為真實、立體、時序化反映人類生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間的時空信息，是國家重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，可以通過“人機兼容、物聯(lián)感知、泛在服務(wù)”實現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實空間的實時關(guān)聯(lián)互通，為數(shù)字中國提供統(tǒng)一的空間定位框架和分析基礎(chǔ)，是數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素。實景三維中國建設(shè)是面向新時期測繪地理信息事業(yè)服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)新定位、新需求，對傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級，是測繪地理信息服務(wù)的發(fā)展方向和基本模式，已經(jīng)納入“十四五”自然資源保護和利用規(guī)劃。因此，面向未來實景三維中國的建設(shè)需求，城市時空底板的感知能力還需進(jìn)一步提高（李瑩等，2017；李德仁，2019；朱慶等，2020；李清泉等，2022）。每個智慧城市解決方案本質(zhì)上都基于地理位置數(shù)據(jù)。城市時間信息是對城市目標(biāo)或行為賦予時間標(biāo)簽，目前主要是通過GNSS時間同步、網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（network time protocol，NTP）以太網(wǎng)同步、碼分多址（code division multiple access，CDMA）/窄帶物聯(lián)網(wǎng)（narrow band internet of things，NB-IoT）同步、WiFi時間同步、遠(yuǎn)距離無線電（long range radio，LoRa）同步和通用無線分組業(yè)務(wù)（general packet radio service，GPRS）遠(yuǎn)程時間控制等方式，實現(xiàn)精準(zhǔn)授時。 2.感知城市的基礎(chǔ)設(shè)施 城市基礎(chǔ)設(shè)施是城市生存和發(fā)展所必須具備的工程性基礎(chǔ)設(shè)施和社會性基礎(chǔ)設(shè)施的總稱，是城市中為順利進(jìn)行各種經(jīng)濟活動和其他社會活動而建設(shè)的各類設(shè)備的總稱。按服務(wù)性質(zhì)分為三類：①生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，包括服務(wù)于生產(chǎn)部門的供水、供電、道路和交通設(shè)施，倉儲設(shè)備，郵電通信設(shè)施，排污、綠化等環(huán)境保護和災(zāi)害防治設(shè)施；②社會基礎(chǔ)設(shè)施，指服務(wù)于居民的各種機構(gòu)和設(shè)施，如商業(yè)和飲食、服務(wù)業(yè)、金融保險機構(gòu)、住宅和公用事業(yè)、公共交通、運輸和通信機構(gòu)、教育和保健機構(gòu)、文化和體育設(shè)施等；③制度保障機構(gòu)，如公安、政法和城市建設(shè)規(guī)劃與管理部門等。基礎(chǔ)設(shè)施水平隨經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展而不斷提高，種類不斷增多，服務(wù)更加完善。城市的基礎(chǔ)設(shè)施是城市賴以生存和發(fā)展的工程設(shè)施，因此對基礎(chǔ)設(shè)施的感知就是對城市基礎(chǔ)物質(zhì)條件的感知。 2018年12月，中央經(jīng)濟工作會議首次提出了“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”（即新基建）這一概念；2020年3月，中共中央政治局常務(wù)委員會會議強調(diào)，加快5G（第五代移動通信技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度，“新基建”成為數(shù)字經(jīng)濟和智慧城市發(fā)展的一個重要抓手。新型基礎(chǔ)設(shè)施主要包括三方面內(nèi)容：一是信息基礎(chǔ)設(shè)施，包括以5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施等；二是融合基礎(chǔ)設(shè)施，主要指深度應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，支撐傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型升級，進(jìn)而形成的融合基礎(chǔ)設(shè)施，如智能交通基礎(chǔ)設(shè)施、智慧能源基礎(chǔ)設(shè)施等；三是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，主要是指支撐科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎(chǔ)設(shè)施，如重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、科教基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等（袁勇和王飛躍，2016；Biswas and Muthukkumarasamy，2016）。當(dāng)前“新基建”的內(nèi)涵和內(nèi)容正進(jìn)一步深化擴展，對感知的需求也進(jìn)一步提高。 3.感知城市的生態(tài)環(huán)境 城市生態(tài)環(huán)境由自然生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟環(huán)境以及溝通自然、社會、經(jīng)濟的各種人工設(shè)施和上層建筑組成，簡而言之即城市中的自然環(huán)境和人工環(huán)境（曹學(xué)章等，2016；項志勇等，2018）。自然環(huán)境包括物理及生物環(huán)境，如日照、空氣、溫度、河流、土地、植被等；人工環(huán)境包括市政基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，如建筑、街道交通、水、電、園林綠化等。組成城市生態(tài)環(huán)境各要素之間、各部分之間的有機組合，使城市生態(tài)環(huán)境通過生物地球化學(xué)循環(huán)、投入產(chǎn)出的生產(chǎn)代謝，以及物質(zhì)供需和廢物處理，形成一個內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 在城市人口劇增、社會經(jīng)濟迅速發(fā)展、科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，人類活動對城市生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變動的影響，無論在深度、廣度還是速度、強度上都是空前的。優(yōu)雅舒適的城市生態(tài)環(huán)境是人們生活學(xué)習(xí)的前提和基礎(chǔ)，也是社會進(jìn)步發(fā)達(dá)的體現(xiàn)。良好的生態(tài)環(huán)境建設(shè)對整個城市系統(tǒng)的管理和運行起到至關(guān)重要的作用。維護城市生態(tài)環(huán)境，符合城市的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，能夠創(chuàng)造友好的、和諧的、良性的發(fā)展環(huán)境。智慧生態(tài)城市建設(shè)感知，需要把人、物與環(huán)境連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，實現(xiàn)智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、處理、應(yīng)用、管理、決策，引領(lǐng)城市發(fā)展。目前智慧城市重視數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，相對缺乏對智慧城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的感知，不利于智慧城市的健康發(fā)展（王鵬躍等，2019）。因此，人類在城市建設(shè)和發(fā)展過程中應(yīng)當(dāng)高度重視城市生態(tài)環(huán)境這一重要課題。城市環(huán)境保護必須遵循生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)律，從整體和長遠(yuǎn)的利益出發(fā)，解決好人口、能源、水資源、污染控制和土地利用等主要的城市環(huán)境問題，確保城市健康、協(xié)調(diào)地發(fā)展。 4.感知城市的運動對象 城市中存在著大
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