浅析遥感大数据在建设数字中国和智慧城市上的应用

2018年7月19日，在湖南长沙召开的《2018年大数据空间信息应用博览会》上，童庆禧院士，做了题为《数字中国、智慧城市与遥感大数据应用》的报告，向我们详细阐述了他眼中的数字中国和智慧城市两个重要概念，同时，也介绍了遥感大数据在建设数字中国和智慧城市上的应用。

以下是根据报告全文进行的不改变原意的内容整理。

各位领导、各位专家，大家下午好!今天借这个机会到长沙开会，我学到了很多东西。今天我想利用这个机会，向大家汇报一下我对数字中国、智慧城市和遥感大数据应用方面的一些新体会，仅此而已。由于现在年龄关系，退出时间已经比较长了，所以只能是一些体会。

我想谈三个方面的问题，最后一个结论。

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数字中国：21世纪国家发展的重要战略

1998年，美国副总统戈尔第一次提出数字地球的概念，第二年在北京召开了第一次数字地球的国际会议;

2000年，当时福建省省长习近平同志，率先在福建启动了“数字福建”的建设，它也成为“数字中国”建设的一个探索源泉和实践的起点;

2007年“数字中国”香山科学会议召开，给出了“数字中国”的科学定义;

2010年后，习近平在2015年第二届世界互联网大会上提出：要推进数字中国的建设。

2017年，中共十九大报告再次强调数字中国的建设，把数字中国建设作为中国科技强国的一个重要举措，提出要建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国和智慧社会，所以“数字中国”已经成为建设中国特色社会主义的一个重要战略措施;

2018年4月，国务院网信办组织，在福州召开了第一届“数字中国”高峰论坛，具有重要意义。

那么，到底什么是数字中国?

我认为“数字中国”的指标包括三个最重要的内容：第一是电子政务，第二是数字经济，第三个是智慧社会。

电子政务对于政府工作人员非常熟悉，中国在电子政务上也已经取得了非常好的成就，我就不多说了。

数字经济是在数字中国里非常重要的内容，我把它归纳成三条：

第一是不以实体货币交换为基础的经济活动。现在大家都在网上买东西，如支付宝、微信支付等等，大家都在数字上进行交易，对实体店造成了巨大冲击。

第二是以数字为基础的生产活动。比如人工智能，数控产品、自动流水线、数字通讯设备等，还包括通信、导航、遥感的卫星系统，都属于这一类活动。

第三是以数字为表征的各类产品、器件、部件和整机。比如计算机、芯片、机器人、各类遥感和传感器设备，这些都在数字经济的范畴。所以在数字化时代，涌现了新领域、新技术、新业态、新模式、新产品、新服务等数字产品，成为驱动和引领经济高质量发展的新动力。

最后一个智慧社会是什么呢?智慧社会最核心的就是智慧城市，智慧城市当然包括智慧生态、智慧文化等。建设智慧城市对中国意义重大，比如最近雨水并不太大，但是在各个城市造成的内涝却非常严重，这个现象产生的原因包括三个要素：第一是降水强度过大，排水不畅;第二是我们城市建设极不合理，现在城市底下都是水泥，不透水;第三是人为因素，即人们的不文明行为，如乱扔垃圾，垃圾被水冲到一起，堵塞排水管道，我们为自己的不文明行为付出了代价。所以建设智慧城市或数字城市，应该充分应用和发挥现代技术的特点，如智能技术、互联网、物联网、区块链、虚拟现实、增强现实等，使得城市发展更加科学合理、快捷高效。

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智慧城市：城市发展的最高阶段

智慧城市或数字城市，是城市发展的一个最高阶段，或者我们有时候把它叫做未来城市，从中国宋朝的清明上河图上记载的城市发展到现在，我们的城市越来越发达。

实际上城市化是我国经济发展的一个发动机。在改革开放以来，城市化水平不断提高，2017年中国的城市化率已经达到58.52%。大量的人向城市聚集，大量的土地流转为城镇用地，劳动生产成本大幅度提高，土地的价值更是大幅度飙升，城市化成了经济发展的一个发动机，一个重要结果是国内生产总值GDP快速提升。1980到2017年期间，我国一线城市平均扩展了10余倍，城市化的发展功不可没。

智慧城市的关键就是智能和智慧，那么对于什么是智慧城市，现在也没有一个标准。中国住建部、国家工信部也想制定一个智慧城市的标准，但是现在看来还有难度。我把智慧城市归纳为感觉(Feeling)、传递(Pass on)、思维(Thinking)、行动(Acting)四个方面。

第一， 具有一套全面感知自身及其周围环境状态变化的探测和感应系统。

城市也像人一样，有人研究，人身上有10亿个感知细胞，帮助人类感知周围环境的所有变化，所以城市也应该有大量感知系统，比如温度计、风速计、湿度计、视频等等，这些是城市大数据的主要来源。

第二， 具有一套能完整准确将这种感觉传递出去的传输系统。

这一点讲的是全面覆盖，我们的信息要通过互联网、物联网、有线网、无线网等各种形式，传递到城市的大脑中枢，即云计算中心或大数据处理中心。

第三， 具有能快速处理感知信息并有强大的思维能力，善学习、会思考、能决策的系统。

如果没有智慧决策，没有超级计算能力，没有各种分析应用模型决策支持和解决方案，没有强大的后台支持体系，我们的城市不可能智慧。所以它是一个城市的决策指挥中心，城市的中枢和大脑，也就是今天的云计算中心。

第四， 具有一套覆盖整个城市能正确和准确执行指令的实施和执行系统。

智慧管网、气网、电网等系统，都要根据城市变化随时做出反应。城市的智能化和智慧化的目的之一，就是能够转变政府智能，转变人们的生产生活方式，使整个社会有序和谐，人民生活更加舒适、安详、便捷、美好、幸福。

最重要的标准，如果城市稍微智慧一点，领导同志就不用整天因为一点小事在会议室开会，这样的城市不可能智慧。我认为智慧城市的标志，至少是我们的领导同志们能够有时间休息、有时间休假、有时间去打高尔夫、有时间去游泳。

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遥感在数字中国和智慧城市中的应用

城市是人口最密集、交流最频繁、创造经济价值最高、但也是社会最为病态化、风险最大、危险程度最高的地方，这里要建立智慧体系谈何容易，但是我们必须要往这方面走，在全面感知的基础上，对城市进行科学治理，统筹发展，布局合理、科学决策。技术先进、智能运作、生态文明、团结友好、经济发达、民生幸福的智能和智慧城市，是社会发展的必然，也是中国特色社会主义建设发展的一个终极目标。

实际上“数字中国”就是在大数据的基础上，其中就包括遥感。遥感是认识地球大数据的一个重要数据源。

人的感知80%以上是通过视觉，因此视觉是我们看一个城市、看一个社会的最重要指标，这也是遥感的作用。站得高才能看得远，欲穷千里目，更上一层楼，卫星遥感、航空遥感就是人类视觉的延伸。

此外，一个城市的发展有宏观和微观两个层面，宏观是看城市布局和生态环境的科学性、合理性、整体宜居性等，而微观则是贴近城市居民的生产生活活动。以前，遥感更多是提供城市的宏观生态，而随着卫星分辨率的提高和低空遥感无人机的应用，遥感在城市的微观领域也能发挥不小作用。

现在全球约有七千多个航天器，中国也至少有两百多个卫星和航天器。和其他各国一样，中国有1/3的航天器都是对地观测，当年周总理讲过首先要把地球上的事情办好。中国遥感已经在对地观测、气象、海洋、环境等领域，建立了卫星系统及其相应完整的地面系统和应用系统。

目前，中国建立了高分系列卫星，其中高分二号达到亚米级分辨率;高分三号雷达卫星提高了人们对遥感的分析能力;高分四号地球同步卫星分辨率虽然不高，但在灾害预测和监测上可以发挥重要作用，比如观测台风的精细结构，对气象卫星在技术上是一个重要补充;高分五号高光谱卫星数据是以图像立方体的形式表达，就像扑克牌叠起来，中间可以抽取任一张进行分析;高分六号卫星基本和高分一号相似，其主要特征是宽覆盖，16米多光谱可以覆盖800公里。

此外，商业遥感也得到了很大的发展，包括北京一号、北京二号、吉林一号、高景一号等。其中高景一号是中国分辨率最高的商业卫星，分辨率高达0.5米。

遥感数据具备了大数据的一切特征：宏观性、多源性、真实性、实时性、海量性，但除此之外，遥感特别是卫星遥感，还具备一个重要特点：没有地域限制，没有国家限制，可以观测世界上任何地方。

但是遥感数据并不总是显性的(肉眼容易识别)，有时需要进行数据挖掘，得到各类隐性专题信息，这就是遥感分析。通过分析，一层一层地把各种信息提取出来，这是遥感数据最终作用。

卫星、飞机、无人机采集的遥感影像，服务于数字城市和智慧城市。通过数据挖掘，提取城市信息，如水体、道路、植被、建筑物、屋顶的不同建筑材料等信息的提取，最终得到综合信息产品。在城市水质、水系、布局、发展、减灾、交通、区域结构等方面，起着重要作用。通过遥感，还可以监测城市扩张、耕地占用。通过提取城市能源结构(如空调使用)，获取城市能源消耗情况。

此外，经过遥感数据挖掘，可以提取水域中的蓝藻信息，提取地下矿藏、断裂带、矿物分布等，助力矿产勘探。

还有，由于遥感没有国界，所以它可以支持国家“一带一路”的倡议，遥感可以作为“一带一路”的开路先锋。

遥感还可以进行三维建模。中国三维建模发展很快，一些中国企业的技术都已具有自主知识产权。

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结束语

2017年习***在中共十九大报告中提出要建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国和智慧社会，把“数字中国”上升到党和国家的重大战略目标，是习近平中国特色社会主义思想的一个重要组成部分。我们很荣幸自己从事的行业，是国家的一个重要战略方向。

数字中国派生于数字地球，结合中国的特点，它又高于原来含义的数字地球，它是中国信息化的体现。作为一种智慧和智能的城市形态，它应该具有感知、信号传递、智能思维和行动的能力。

一个智慧城市绝不是一朝一夕可以建成的，需要经过漫长的发展，人的要素、文化要素等各种智慧城市要素，都要得到极大提高。也就是一个智慧的人一定是物质文明和精神文明同步发展，所以城市的生态文明建设也非常重要，比如到处乱丢垃圾，最后受到了惩罚，这是生态文明的缺失。

虽然智慧城市建设的实现是漫长的历史过程，不会一蹴而就，但是智慧城市还得靠人干出来，我们不能等待，要靠数字城市和智慧城市的建设，与全面小康的建设、与追赶中等发达国家水平同步进行。一些发达国家建设智慧城市的经验也告诉我们，虽然全面智慧城市的建设道路很漫长，但可以一步一步走，在交通出行、停车、休闲、医疗、购物、养老等方面一个一个智慧起来，最后形成统一的智慧城市。比如北京机器人派送快递、西安利用无人机拍摄、智慧车牌识别、带有高位视频的路边收费系统、深圳利用机器人实现地下智能停车等，这都是向智能化迈出了一步。

发达国家的经验还告诉我们，智慧城市最先应该落地于电子政务，有助于政府智能决策，提高办事效率。以人为本是智慧城市建设一直要把握的一个基本方针，要让民众有更大的获得感和幸福感，更爱自己的家乡，更爱自己的国家。什么时候中国官员不那么忙了，一些国人不再向往国外生活、往国外移民了，智慧城市建设和实践才算是有点成功了。

总之，以智慧城市为代表的未来城市，是对美好生活需要的一种愿景，是城市建设并完全可以逐步实现的目标。我相信，通过我们的努力，一定能让城市更加智慧，人们生活更加美好。所以遥感将助力智慧城市建设，让人民的生活变得更美好。

我的汇报就到这儿，谢谢大家。