雖然有城市空間信息基礎設施，但如何有效地集成利用，構建一體化空間信息基礎設施，應對“三多現狀”(多觀測耦合、多協議互聯、多主題交互)和“三高需求”(高時空感知、高精度感知、高智能感知)一直面臨巨大挑戰。經過10余年的研究，筆者認為，構建空天地集成化傳感網，是應對這一挑戰**有希望的解決方案。空天地集成化傳感網，利用高速通信網絡和無處不在的感知手段，遵循觀測、數據、處理和服務等標準規范，集成現有空間信息基礎設施，采用異構資源集成管理、多平臺協同觀測、多源數據融合，以及信息聚焦服務等多種方法和技術，構建互聯互通的城市感知基礎體系。這一體系屬于空間信息網絡的一種實例化，將從系統論和協同論角度構建滿足智慧城市的多尺度、高時變和多樣化感知需求，特別是對資源環境災害和各種人流、物流及事件流的監測與跟蹤具有重要意義。環境感知平臺實現對環境及污染現狀為環境管理及業務應用提供整體化、多元化、可視化的展現平臺。一體化環境感知案例

城市空間存在大量感知數據，然而針對不同的研究問題，不同類型或屬性的感知數據往往具有不同的意義和重要性。為此，研究如何利用其他類型的感知數據對指定屬性信息進行估算或補償至關重要，成為群智數據協作增強的主要研究難點。用戶的位置信息尤為重要。然而，出于隱私保護以及其他因素，用戶位置信息往往不能直接獲取。基于多維時空關聯特性的數據增強為此，提出基于用戶-事件多維時空感知數據的物理位置信息預測模型，通過挖掘時空屬性數據之間的關聯關系，實現對缺失/稀有屬性信息（地理位置）的估算和預測，實現不同類型數據的協作增強。具體地，從話題偏好、歷史軌跡、社交信息三個層面對用戶個體和物理事件構建特征表達模型，并通過高斯過程回歸對用戶到物理事件的距離進行擬合與估計，從而估算出用戶的相對物理位置信息。一體化環境感知產業鏈突破連續、高精度和準實時時空信息感知技術瓶頸，構建城市群-街區的多尺度綜合感知服務系統。

基于空天地集成化的傳感網，有望實現前所未有的城市感知能力，其中*有價值的就是多尺度感知能力。多尺度的城市感知意味著從感知手段、內容、精度和時效都是多尺度的，感知手段包括觀測平臺(衛星、無人機、測量車、行業網、機器人、智能手機)；感知范圍包括城市群、城市和街區；感知精度以米、分米、厘米；感知時效性包括季度、周、即時。這種由一張網和一平臺支撐的綜合感知信息，可實現城市群趨勢分析、城市運行狀態監測和街區個體行為跟蹤。這是基于空天地集成化傳感網的城市綜合感知相比于傳統的城市感知網絡突出的特征和比較大的優勢。

“對人和環境泛在、智能感知”是重要的科學前沿研究課題，也是滿足智慧城市、公共安全等國家重大需求的關鍵支撐。為此，《國家創新驅動發展戰略綱要》、《國家“十三五”科技創新規劃》等將智能感知列為戰略任務和重點方向。城市計算是智慧城市建設的重要支撐，如何大規模、低成本地收集“城市大數據”則是開展城市計算研究的基石。基于靜態設施的傳統感知技術存在部署成本高、覆蓋范圍有限等不足，難以滿足城市空間大規模動態感知需求。以群智感知（Crowd Sensing）、無線感知（Wireless Sensing）]等為新型感知技術成為應對公共安全、災難應急等重大挑戰的有效方式，受到國內外學術界和工業界的關注。環境感知它是一種系統性、多維度和多尺度監測分析的新思想，要求從系統論的角度思考城市感知問題。

正確理解空天地集成化傳感網要把握4個層次的內涵：首先，它是一種系統性、多維度和多尺度監測分析的新思想，要求從系統論的角度思考城市感知問題，從協同論的角度融合空天地多種手段，這對傳統感知行業的從業者來說，是一種思想革新；其次，它是一種互聯互通大規模城市監測資源的新技術，包括海量傳感器組網通信、異構傳感器接入、傳感網資源管理、傳感網服務組合、流式數據挖掘分析和地理信息互操作等技術；再次，它是一種協同多源異構城市感知資源的新方法，包括傳感器信息建模、觀測能力評價、協同監測、點面觀測數據融合和按需聚焦服務等方法；它是一種實現城市泛在感知與深度智能的新愿景，無論是李德仁院士談到的4W到4R信息服務能力，還是城市感知腦，還是未來通導遙一體化藍圖，其基礎都包括空天地集成化傳感網。通過智慧噴灌數據環境感知技術，根據植物實時需水情況實現自動澆水或停止澆水，達到智能化、精細化。現代環境感知解決方案

環境感知安裝道路積水設備進行實時監控易澇區域的積水情況，及時預警；增加安全性，提高處理效率。一體化環境感知案例

環境感知技術可以是智慧養護技術。智慧養護中心養護管理信息，通過數據積累、數據分析、數據優化，科學指導、智慧管理園林養護作業，遙控養護設備設施，實現養護作業的智能化、科學化、精細化，降低成本，節約資源，提升養護管理質量水平。 智慧養護中心構建包含：智慧噴灌系統、智慧施肥系統、病蟲害防治系統、古樹名木系統、智能機械系統、養護信息化系統、智庫系統、環衛保潔系統。分區域、植物種類、土壤類型結合游客體驗感觀進行科學噴灌，由軟件系統智能控制，通過數字化的智慧噴灌數據模型算法，根據植物實時需水情況實現自動澆水或停止澆水，達到智能化、精細化的科學灌溉，提升植物成活率，節能降耗。一體化環境感知案例

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