金笑天，里 巍，张振川，夏志华

（1.遥导通（上海）信息有限公司，上海 210702；2.遥聚信息服务（上海）有限公司，上海 210702；3.上海市信息技术研究中心，上海 210702；4.上海简顺信息技术有限公司，上海 210702）

智慧城市概念最早起源于2009 年IBM 公司提出的“智慧地球”理念，以应对美国2008 年金融危机重启经济、产业、交通等技术升级需求，城市作为重振经济、技术创新的中心，智慧城市这一概念逐渐被大众接受。发展到现在，智慧城市的广义概念和外延发生了深刻的变化，更加密切关联于信息技术的革新，城市不仅是耸立的摩天大楼、繁忙的工业园区、密布的居民生活区和拥堵的道路网络混杂而成，作为社会治理、人口集聚、经济创新和文化生活的中心，智慧城市更需要信息技术的支撑，随时应对各种变化和难题，信息将社会经济、基础设施、生态环境等精密地穿插在一起，为智慧城市管理和运营提供科学决策，这一趋势越来越明显。

智慧城市新基建主要包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施3 个方面内容，其中信息基础设施主要指以新一代信息技术演化生成的基础设施，如5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施等[1]，卫星高分遥感属于信息基础设施的范畴。

智慧城市信息基础设施新基建主要由3 个层面构成，即基础信息感知层、中间数据处理中台、界面应用层。其中信息感知层以各种ICT 技术为基础，主要承担场景感知和信息数据收集的使命；中间数据处理中台则将通信网、互联网、物联网等渠道采集的信息进行分析处理；界面应用层是整个智慧城市信息化框架的终端，主要是面向政府、企业、个人以及公共服务需求。

城市作为诸多复杂要素组成的大规模时空协同系统，空间信息是智慧城市建设与应用的最重要的基础信息之一，随着城市建设和社会经济的高速发展，政府在资源有效利用、环境保护、城市建设管理和公众信息服务等方面面临着巨大的挑战，需要在多个空间尺度上全面及时地获取动态信息，对于城市要素的空间位置、分布态势、变动和趋势进行掌握和监管[2]。

在智慧城市新基建的时代背景下，城市规划与构建的主要任务之一是对信息数据资源的整合以及数据信息的开放共享，本文以高分遥感技术应用为切入点，探索智慧城市新基建的相关需求，旨在建设更加舒适、宜居的城市环境，促进我国智慧城市建设水平的全面提升。

基于卫星的高分遥感技术是一种重要的智慧城市的信息监测方法，尤其是可以实时动态获取一个广域的地形、地貌特征、自然资源、土地利用与覆盖和城市与经济等自然地理和经济要素信息，高分遥感监测方式具有独特的监测优势，可作为支撑智慧城市新基建的技术手段和方法。通过对高分遥感数据的解译和分析，可以为城市建成区监测、自然资源调查、国土生态修复、防灾减灾等提供监测数据，可以对国土利用、区域经济、城市建设、交通规划和生产建设等政策的实施效果进行监控和评价，这是一种重要的科学决策依据，是智慧城市新基建的重要组成部分[3]。

1 高分遥感数据的获取

智慧城市新基建中需要用到多源的高分遥感数据，快速方便地获取多源高分遥感数据并进行解译分析处理，是遥感支撑智慧城市新基建的关键所在。2019 年国家航天局发布了《国家民用卫星遥感数据管理暂行办法》，为民用遥感卫星数据开放共享提供政策保障，为我国遥感卫星数据的管理，推动数据共享、应用推广和相关文化产业提供有力的政策保障。同年，国防科工局发布的《高分辨率对地观测系统重大专项卫星遥感数据管理暂行办法》，覆盖高分数据接收、处理、存档、分发和应用的全过程。

用户获取高分遥感影像数据主要有两种途径，受控类或公开类遥感数据可以通过国家、省级遥感中心以介质拷贝方式获取；涉密遥感数据保护必须通过特用存储介质获取涉密数据，在获取高分遥感影像数据后，应进行备份和归档。

同时，还要继续重视来源于国际遥感数据的收集和整理，例如USGS Earth Explorer 拥有的始于1972 年的Landsat 遥感卫星影像系列，美国地质调查局（USGS，United States Geological Survey）对此提供完全的免费空间数据源，数据质量非常高，数据积累周期已近50 年，在科学研究当中应用非常广泛；NASA 著名的ASTER GDEM，SRTM（航天雷达地形测绘）等遥感影像是城市规划和国土空间调查等重要的数据来源，也是目前覆盖最广的高精度全球高程数据来源。

对于我国当前的“高分专项”来讲，为了更好地获取和处理高分遥感数据，有必要建设高分遥感数据及应用服务中心，参照上述两个管理办法、建设区域高分遥感一站式数据及应用服务平台，建议搭建“长三角高分遥感数据及应用服务云平台”，服务长三角区域，助力长三角一体化发展。通过搜集、整合各部门现存遥感影像数据，建设共享机制，为不同分辨率、不同时相、不同类型遥感影像需求服务，建设高空间分辨率、高时相分辨率，高光谱分辨率，融合多源遥感数据及应用服务中心。

2 长三角高分遥感数据及应用服务云平台

长三角高分遥感数据及应用服务云平台的主要建设内容是搭建一个影像数据资源丰富、及时更新、界面服务友好的空间信息数据云平台。在面对长三角经济和社会发展面临的突出问题时，通过卫星影像全时域的特征，为科学决策提供信息支撑。

高分遥感数据及应用服务中心建设的最大难点在于如何处理遥感大数据问题，大数据现象的出现对于高分遥感的应用既是全新的挑战也是发展机遇。如图1 所示，从高分遥感数据中心获取的各类数据，为智慧城市新基建的实施，提供可视化信息动态图，为相关服务和规划打好基础。

图1 长三角高分遥感数据及应用服务云平台架构图

该云平台的特点主要有以下几点：

（1）对遥感影像数据量剧增：由MB 发展到GB、TB再到现在的PB 数量级；高分遥感影像处理、分析技术需要从人工解译走向智能化解译。

（2）多源遥感数据：航空、航天、无人机、SAR、Lidar等成像类型的多样化，成像机理多、影像获取方式的多样、时空分辨率的多样性和高光谱特征造成影像类型的多样化。多源遥感数据与异构数据增加了遥感数据信息的整合难度，但这也正是智慧城市建设的新需求，研究开发多源遥感数据融合技术与产品，是高分遥感应用产品的重要方向。

（3）时效性差异：遥感数据来源的多样化，带来影像时效性的高低也有所差异，有的要求时效性高，比如天气预报等数据的发布与反馈是实时或准实时的；有的数据时效性要求较低，比如地面覆被变化、路网提取等则需要一段时期或一定时序的长期对地观测数据。

（4）应用需求个性化：将应用遥感数据转化为服务具有很高的应用价值和优势，但应用需求更加个性化，比如“山、水、林、田、湖、海、草”等自然资源调查需求与智慧城市和城乡规划需求差异非常大。

3 长三角高分遥感云平台支撑智慧城市建设

3.1 高分遥感助力智慧城市建设

目前已有300 多个大中城市开始智慧城市建设，“一网统管”和“数字政府”是政府、机构向服务型社会转型的重要体现，长三角地区的智慧城市建设的技术创新和应用都走在全国前列。通过将高分遥感数据运用到城市大脑的“一网统管”平台上，可以实现城市综合宏观全貌和微观图像的场景并现，同时，也可以通过遥感数据分析模型反演城市扩张建设历史，提取城市土地覆被、环境监测等数据，为智慧城市建设、生态环保、防灾减灾等提供决策支持。

高分遥感影像是智慧城市空间规划的重要数据来源，在智慧城市的规划与建设中首先应该考虑的是如何将城市社会经济活动中可能存在的多种不同类型数据信息进行整合，这就需要智慧城市的规划与布局要从顶层设计理念出发，考虑不同的目标与需求，将智慧城市规划与布局新基建分为业务架构、基础设施架构、数据架构以及安全体系架构等主要方面，高分遥感智慧城市云服务产品的设计通过对接城市新基建的顶层需求入手，来建设一个更加清晰、智能、完善和安全的系列产品。

高分遥感影像是智慧城市生态环境建设的重要来源，服务于智慧城市新基建以低碳经济和生态环保为主的发展理念。在高分遥感大数据云服务平台的支撑下，智慧城市建设将能满足对生态环境的全新要求。比如，内涝是我国城市发展面临的一大棘手问题，每年夏、秋季节长江中下游城市和沿海多数城市都会发生内涝，且随着城市扩展、地面硬化，内涝问题愈加严重。研究城市地面覆被变化，建设海绵城市，规划和设计城市给水、排水系统等都需求完整的城市地面和地下空间模型。高分遥感数据需要满足米级-亚米级空间分辨率才能为城市公共管线设施、地下交通设施等城市空间模型提供精准服务，我国陆续发射的“高分专项”系列卫星将可以满足智慧城市生态环境建设需求。

高分遥感数据是智慧城市建设多源数据汇合的主要载体，智慧城市建设与运管每天都会从不同的来源产生海量大数据，选择大数据汇集的载体至关重要，例如：智慧交通市政领域就会对收集的巨量的数据信息重建，智慧园区和平安社区运管在实现政府数字化治理职能的过程中需要结合多种数据来源和异构数据，高分遥感云服务平台提供“一张图”产品，将各种信息数据落实到城市现实时空之中，从而实现对多源数据信息的有效整合（比如：安防、交通、气象、政务、商业、医疗、家居、物业和资产等），为智慧城市社会活动提供高质量的社区环境，进而为智慧城市新基建赋能服务的类型应用提供新的方向。

通过生产高分遥感数据常规产品和专题产品，还可以应用于城乡建设用地动态监测、国土规划分析与指引等。高分遥感数据助力智慧城市建设项目形成的成果包括多种数据库、应用系统、专题信息报告等，成为支撑智慧城市规划管理工作的管理手段和监测评价工具，提高城市精细化管理水平。

3.2 高分遥感数据及产品的共享和分发

2018 年，国务院办公厅、中央军委办公厅印发遥感卫星数据开放共享管理相关文件。依据该文件，高分遥感数据及应用服务中心可以调整共享适用范围，制定管理办法和规范，支持智慧城市新基建中有关民用遥感卫星数据的获取、管理和分发，从需求采集、数据获取、管理分发、共享服务、成果汇交和用户反馈等高分遥感数据的全流程。

3.3 高分遥感数据的更新机制

我国“高分专项”工程负责开展高分遥感系列卫星地面系统建设和运行管理工作及技术支持，统筹协调高分专项地面站网的建设和运行管理。目前主要承担高分遥感影像科学研究用途，以及应急委托影像处理和服务，是开展高分遥感影像国际交流与合作的主要途径之一。

建设长三角高分遥感数据应用云服务平台，提供我国高分遥感卫星地面站自1986 年接收的城市遥感卫星存档数据及目录信息查询，以及商业化遥感云服务数据产品服务，满足智慧城市新基建需求。整合美国陆地遥感卫星系列影像（LANDSAT-5/7/8）、欧空局遥感影像（ENVISAT-1）和法国SPOT 遥感卫星系列影像（SPOT-1/2/4/5/6）等，实现遥感影像的查询、下载和订购服务。

通过对接我国遥感卫星地面接收中心的影像生产情况，保证高分遥感常规数据产品的正常获取和更新。为保障对遥感影像进行准确、快速的更新，根据更新周期可分为即时更新、日更新、月度更新和年度更新等类别。通过高分遥感数据及应用服务云平台，将旧数据进行版本更替，并自动保存在历史数据库后，再导入更新后的数据。这样可以有力支撑智慧城市所需要的高分遥感数据。

4 结束语

智慧城市新基建是城市现代化发展的新阶段，通过高分遥感、北斗/GPS、AIoT、云计算等技术创新与各行业应用实践等获取智慧城市大数据，利用高分遥感、空间信息等技术手段对智慧城市大数据进行分析、研究、应用，使智慧城市具备较强的感知和适应能力，促进信息资源的集约化、可视化，通过这些信息资源的整合与共享，实现智慧城市科学管理，支持智慧城市的数字化转型和高质量发展的目标。