科普 | 无人机遥感技术在智慧城市建设中的应用
摘要:智慧城市是我国新型城镇化发展的必然选择,作为信息化和城市化融合的产物,正逐步实现利用智能化的手段开展对人、财、物、事的高效精细化管理。在此背景下研究无人机遥感技术在智慧城市建设中的应用,对于推动智慧城市的建设和发展进入纵深阶段具有重要意义。首先,对智慧城市的定义及其发展现状进行了梳理; 然后,从城市规划、城市违章建筑监管、工程环境监测、废弃物管理、智慧交通、城市安全防控和智能媒体等方面阐述了无人机遥感技术在智慧城市建设中的应用; 最后,对未来的发展趋势进行了展望。
关键词: 无人机 ; 遥感 ; 智慧城市 ; 应用
1 、智慧城市
1.1 智慧城市的定义
智慧城市[5]是指利用信息通讯技术提升城市的管理、交通、物流、安全、能源、环境、住房和福利水平,进而增强经济竞争力,提升民众的生活品质,改善环境的可持续性。智慧城市是城市化与信息化高度融合的产物,利用先进的技术,实现城市的智能运行和管理,促进城市稳定、和谐、可持续发展。
2 、无人机遥感技术在智慧城市中的应用
物联网和大数据技术的快速发展,推动了智慧城市建设的步伐,但是,离开空间地理信息的支持,智慧城市就无法真正实现信息化、智能化和智慧化,利用低空无人机遥感技术可以对城市范围内的人、事件、基础设施和环境等要素实现实时动态识别和信息采集,借助物联网大数据等技术实现信息数据的全面感知和快速提取,为智慧城市的建设提供更多有价值的信息。
2.1 在城市规划中的应用
采用无人机遥感技术可获取大量高精度的测量信息,制作数字地形模型,绘制大比例尺地形图,能够快速、精准地进行城市规划测量,支持有关部门和人员做出科学的城市规划决策,推动城市健康发展,除此之外,无人机遥感技术获取的高清正射影像图可作为现状调查的基础图件,一方面可辅助城市总体规划,减少现状调查的盲目性; 另一方面也是解决专题规划研究与新技术应用的需要,为城市规划提供专题信息
2.2 在城市违章建筑监管中的应用
城市发展过程中违法违章的建造行为时有发生,特别是多在市郊和城中村出现未批先建、违法“加扩改”等现象。以人工监察为主的传统违章建筑监管需要耗费大量的人力、物力,效率低下,并且存在盲区及滞后现象。使用无人机遥感技术可以及时获取监察区域的高空间分辨率遥感影像,快速获取违章建筑的位置、形状等信息,为政府提供强有力的决策依据。
2.3 在工程环境监测中的应用
城市工程建设需要全面了解工作区域及周边的环境信息,坚持环境保护与经济、社会发展相协调。无人机遥感技术可以对工程区面积、土石方体积和植被覆盖程度等进行勘查和测量,为环境保护部门判断环境保护措施的合理性提供依据。
2.4 在废弃物管理中的应用
利用无人机遥感技术可以低成本、低风险地采集数据,实时获取垃圾填埋场的高空间分辨率数据并创建三维模型,准确计算垃圾填埋场的剩余空间,并做出相应规划。在美国,无人机被用来监管垃圾处理厂; 在阿联酋迪拜,无人机被用来识别在街道上乱扔垃圾的人和被丢弃在海滩和沙漠上的垃圾; 在日本,中央政府正调整政策来支持采用商用无人机监控非法倾倒的工业废料。
2.5 在智慧交通中的应用
在交通方面,城市不同程度的拥堵成为了制约城市快速可持续发展的难题。常规的交通流检测方法存在着范围小、效率低、易误判和成本高等缺陷,利用小型无人机可以在城市上空大范围采集实时交通路况信息,快速自动判读交通拥堵路段及级别,全面提升监控力度和智能化管理水平,确保交通运输安全、畅通。
2.6 在城市安全防控中的应用
城市自然灾害和突发事件成为制约城市发展的重要因素。无人机遥感技术在城市安全防控过程中可以承担以下职能:
①对重点区域进行空中巡查、实现监巡对接;
②面对突发事件,及时疏导人群,科学调度警力,开展视频取证;
③在劫持等案件现场,无人机除了用于侦察,还可以搭载武器对犯罪嫌疑人进行追击;
④在灾害现场,实时传输图像,第一时间给决策人员提供现场的珍贵资料,便于组织救援。
目前我国多个城市都装备了无人机设备用于城市的安全防控。2011年,江西省人民防空办公室装备了无人机,多次在防空袭和救灾演练中发挥了重要作用; 2013年,全军首家预备役“无人机应急保障分队”在沈阳成立,面对紧急任务能够快速作出反应,迅速组织实施,在第一时间将现场资料提供给指挥中心,为指挥部决策提供重要依据; 同年,温州市志愿者应急救援大队成立,在应急救援中借助无人机技术实现信息的快速采集和图像传输; 2015年,南京公安局玄武分局也装备了无人机,用于执行城市巡逻、人流监控、犯罪嫌疑人追捕和灾害事故救援等警务工作。随着无人机设备的投入使用,我国城市安全防控将大步迈入“无人机时代”。
2.7 在智能媒体中的应用
中国传媒大学在2012年提出了“物联网新媒体”的概念,指出任何一种智能技术,对于媒体的作用是存在于多个方面的,诸如信息的采集、加工、传输,乃至于扩展受众。无人机作为智能技术发展的阶段成果,正逐步成为媒体人士心中的热宠。美国有线电视新闻网(Cable News Network,CNN)与美国联邦航空局(Federal Aviation Administration,FAA)达成协议,可以利用无人机进行突发性新闻的报道工作; 包括华盛顿邮报在内的十几家传媒机构也在测试无人机采集新闻的可行性; 与此同时,最近国内有较高收视率的《爸爸去哪儿》、《奔跑吧,兄弟》等综艺节目,也大量使用了无人机航拍技术。
3 结论与展望
在“互联网+”、“物联网+”的时代中,作为人工智能领域先头兵的无人机遥感技术正逐步跟上时代的步伐,形成无人机网络化服务系统,通过技术创新与商业模式创新,以“互联网+无人机服务”的模式为社会提供更加高速、便捷、优质的遥感服务,并正在将这种服务推向更高的维度。
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