在城市化进程飞速发展与精细化治理需求日益迫切的今天,如何实现对城市运行状态的实时、精准、立体化感知与智能决策,已成为现代城市管理面临的核心课题。浙江省宁波市前瞻布局,致力于全面布设“天空地”立体监测网,打通感知壁垒,提升治理效能。宁波市测绘和遥感技术研究院针对城市治理中的态势感知滞后、数据融合困难、智能决策瓶颈等困扰,突破天空地智能感知、全域三维数据融合、多场景决策等关键技术,成功打造了“甬瞰·低空慧眼”立体监测平台。
图1 “甬瞰·低空慧眼”立体监测平台架构
平台将卫星遥感(“天”)、无人机监测(“空”)、地面视频监控及物联网传感设备(“地”)采集的多源数据,分别配准到统一的实景三维底座上,实现“天空地”感知数据的高效协同和无缝衔接;并利用空间多模态预训练大模型、时空知识图谱等核心技术,将来自不同平台、不同格式、不同时相的海量数据进行深度整合、关联分析与价值挖掘,形成统一的“城市运行态势图”;智能分析决策则基于融合后的数据,进行智能计算,实现态势理解、异常发现、风险预警,并为决策提供科学依据。目前,平台正持续服务于用地监管、固废治理、水体污染监测、应急响应、基础设施管理等多领域城市治理场景,将立体感知数据转化为实实在在的生产力。
平台具备七大鲜明特色,构成了其区别于同类平台的独特优势:
1.有啥接啥:极致开放兼容。
突破品牌壁垒,不仅能接入大疆无人机,还兼容飞马、纵横等多个品牌;不仅限于无人机,还能接入各类视频监控;未来甚至计划接入机器狗等地面机器人,构建一个打通空中、地面与固定节点的全域智能感知与一体化网络。
2.指哪打哪:智能集群调度。
用户指定监测区域,平台即可自主调度最优的无人机集群与地面监控资源。无人机依托低空三维数字孪生底座,智能规划航线,自主飞行,与地面监控联合实现空地协同的精准监测。
3.多感瞬融:无缝时空协同。
实现无人机与地面监控,以及不同地面监控点之间在时间与空间上的协同监测。例如,对移动目标可实现无人机与地面摄像头的视角互补与无缝接力,达到连续、立体追踪的效果。
4自研自优:深度场景适配。
依托院内专职研发团队,实现从高质量数据集建设到AI模型构建、训练、校验的全链条自主研发与持续优化。能够针对客户特定的场景需求,“量身定制”AI算法,有效解决通用模型“水土不服”的问题。
5即点即测:实时空间分析。
创新实现实时视频与实景三维底座的融合,支持在视频画面上直接进行距离和面积量测,突破了传统平台依赖点云或正射影像才能量测的限制,实现“所见即所得”。
6有数有比:强效时空回溯。
深度融合卫星、航空、地面三层历史与实时数据,智能关联离散的历史影像与动态变化,使目标在时间维度上的演变轨迹清晰可视、可量化,支持数据背后规律与价值的深度挖掘。
7即插即用:灵活组件集成。
平台核心模块均采用组件化设计,功能模块可以像“积木”一样方便地插入并生效,能够极大降低与客户现有业务系统融合集成的难度和成本。
平台能力已在具体应用中得到验证。在“两场一仓”(“两场”是集装箱堆场、集卡车停车场,“一仓”是仓储设施)监测场景中,针对集卡车、集装箱违规占用耕地的问题,平台通过空天地协同监测,快速发现并定位违法行为,为自然资源和综合行政执法部门提供精准的监管线索。在互花米草除治方面,依托“天空地”立体监测技术,通过卫星遥感宏观发现、无人机巡检精准定位、地面监控持续跟踪,结合AI智能识别与物候规律分析,实现了对该入侵物种的“早发现、早清除、防复发”精准治理目标。
图2 “两场一仓”立体监测场景
展望未来,宁波市测绘和遥感技术研究院清醒地认识到,低空立体监测在应用深化过程中仍面临系列挑战,并已着手布局:
1破解数据授权与流通难题。
针对低空监测涉及敏感地理信息与个人隐私的问题,探索构建“可控可溯”的数据分层授权、脱敏处理与交易范式。
2打破跨部门数据共享壁垒。
研究动态封装与自适应输出技术,满足不同部门对数据精度、格式的差异化需求,真正实现“一飞多用”。
3攻克低成本高频次监测瓶颈。
通过研究轻量化传感器组网、边缘计算等技术路径以及“一飞多用”的模式,寻求降低单次飞行成本的有效方案,以满足城市治理对数据高频更新的迫切需求。
4提升AI模型场景适应性。
面对城市环境的复杂多变,重点研究通过增量学习、迁移学习等技术,持续提升AI模型在动态、干扰环境下的泛化能力和鲁棒性,降低误报率。
5创新统筹共建与商业模式。
推动改变当前各委办局、企事业单位可能存在的重复建设现状,倡导资源共享与统筹共建。同时,积极探索从项目驱动向数据要素交易、数据授权运营等可持续服务模式转型。
“甬瞰·低空慧眼”立体监测平台的诞生与演进,是宁波市测绘和遥感技术研究院积极响应数字中国建设号召,投身智慧城市实践的有力举措。它正以坚实的步伐,推动宁波城市治理从平面化、碎片化朝着立体化、智能化方向深刻变革,为这座现代化滨海大都市的高质量发展注入强大的“天空地”智慧动能,也为全国城市立体监测体系的建设提供宝贵的“宁波经验”。
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