智慧城市的空间信息支撑

1、我国城市化发展及其对经济社会发展的贡献°室闸僦履嚮慧械帝贱雇呻#卿Q城市赴秒会发的必然城市的形成：居民点一居民区一乡镇一城镇一城市城市化的发展阶段：城市化一现代化一信息化智能化和智慧化城市的发展模式：传统城市一现代城市一数字城市智慧城市（含生态城市）未来城市世界城市化发展过程和三次城市化发展浪潮1, 以英国为代表，与工业革命发展相伴随,1750年英国的城市化率为20%,到1950年基本完成城市化，历时约200年;2, 以美国为代表，北美洲的城市化，1860年美国的城市化率为20%,1950年达到71%,历时90年；3, 以拉美及其他发展中国家为代表，如南美诸国在1930年的城市化率为

2、20%左右，至吆000年也基本完成了城市化历程，约经70年。这些国家城市化的一个显著特点就是人口大量集中于主要城市。数字城市、智慧城啟是城市化发展的高级阶段事实上，城市发展的阶段都是与生产力的发展相适应的：r'奴隶-封建社会一城堡式的城市到传统的旧城市形态;第一、二次产业革命（蒸汽机、电气化）一现代城市；第三次产业革命（计算机）一数字城市；第四次产业革命一以新能源、信息技术和智能制造为标志的革命，低碳、绿色、生态，数字化和信息化将使城市迈向智慧二，我国城镇化的发展，f=I刁2kJLiT-FJZX/Pc城市化发展的标志：1劳动力从第一产业向第二、三产业转移；2、城市人口在总人口中比重上升

3、；3、城市用地规模扩大；4、城市生产的价值在GDP中比重大幅提高。中国的城市化的真正发展实际上开始于80年代初，即国家改革开放之后，它基本包容在世界第三次城市化发展浪潮中。那时中国城镇化率只有20%,全国8亿多的人口居住在农村；自改革开放以来，我国的各类城市和城镇如雨后春笋，从沿海波及中部并又向西部扩展，与国家改革开放同步，蓬勃发展起来；的遷羸翔鳖！臥訓翔轟號根据遥感监测北京市建成区的发展8血-i戟*?-eX.djsB唸-/冷.4.7克«yr£7L1/.图例色成区范围年主建成区扩展年主建成区扩展年主建成区扩展年主建成区与组团扩展年主建成区与组团扩展年主建成区与组团扩展北京城

4、市的发展北京审不同时期城审建设规模面积对比1978-2010年建成区面积由161Km瑙至1734Km2城市扩展了近11倍!面积/km丄1800,wooMOD1200WOO8001079Km670Km1979年主建成区MSS真彩色合成图上海市建成区的发展我区扩展衣区与组团扩展我区与组团扩展佔1;960000我区与组团扩展上海城市的发展上海市不同对期贱市建设规摸面积对比图1979-2010年建成区面积由138Km躇至1921Km2城市扩展了近14倍!广州市的发展1979年主建成区MSS真彩色合成图41:500.000h炜记诫?亠畑爼.，s广州城市的发展广州市不同对期城市建设规模面积对比图面积Fhi

5、r'*_1979-2010年建成区面积由79Km增至919Km，城市扩展了11倍多!深圳市不同时期城市建设规横而枳对比直积km100090080070060050040030020010019790：P国GDP的增长随着城镇的发展，特别是交通运输、通信等基础设施建设.的提高，城市或城镇间的关系更为紧密，互通更为便捷，以至于相邻城镇之间相互依存、相互促进、协调发展。这样城市群就应运而生了；广通过最近和最新卫星遥感数据对我国20个城市群的分析表明，城市群的发展在我国已成为重要趋势并对经济社会产生重要影响。长江三角洲、京津冀、珠江三角洲、长江中游、成渝、海峡西岸、山东半岛、哈长、辽中南、中原

6、、江淮、关中、广西北部湾、太原、滇中、黔中、呼包鄂榆、兰西、乌昌石、宁夏沿黄。我国主要城市群的分布角<*2厂-J哈长京津冀疋中南珠三角品角海峡西岸滝F东半岛;城镇化的过程，包括人的城镇化、土地的城镇化、谡施禹城镇化、环境的城镇化、经济的城镇化等形成了一个人口、资源、能源、智力、财富、消费的聚集过程，也是5个文明建设,即经济、社会、政治、文化和生态文明的前沿阵地。城镇化发展所产生的巨大效益和价值在推动社会发展中起着关键的作用。这也就是为什么中国的快速城市化不仅将对国内政治经济产生重大影响，同时也将对世界的发展产生深远的影响。前世界银行的副行长诺贝尔经济奖得主斯蒂格利茨（Stiglize）得

7、出这样的结论，他在一次报告中指岀：“中国的城市化和美国的高科技发展是深刻影响21世纪人类发展的两大关键因素”，并认为“中国的城镇化将是区域经济增长的火车头，并将产生最重要的经济利益”。中国城市化对经济社会发展的贡献1、我国的城市自改革开放以来，城市化率不断提高，2002年至2011年，我国城镇化率以平均每年135个百分点的速度发展，城镇人口平均每年增长2096万人。2011年，我国城镇人口（6.9亿）在历史上第一次超过了乡村人口（6.6亿）！而我国的城镇化率仍然逐年不断提高。2、由于城镇化的发展大量人口向城镇聚集，提高了劳动生产效率；与此同时，大量土地流转为城镇用地，土地的产值更是大幅度飙升，

8、城市化成为了经济发展的发动机。一个显著的结果就是生产价值或国内生产总值GDP快速提升。1980年到2014年,我国的一线城市建成区平均扩展了10倍左右，我国城镇化率提高了近3倍，达到55%左右。而我国的GDP从3OR5亿美元增长到1O4万亿美元，增长幅度接近35倍！创造了世界发展史上的奇迹，对此，城市化的发展是功不可没的。中国是城市化进程址快的国家近三十余年的实践证明中国是世界上城市化推进最快的国家，有人预测中国有望在2025-2030年间完成城镇化的进程，即城镇人口与总人口的比例70%o城市发展对经济增长的贡献起到关键的作用。以北京、上海、广州、深圳、天津、重庆等主要中心城市的国内生产总值(

9、GDP)为例，这6个城市GDP的总和为88697亿，在全国GDP总量中的占比略高于1/6,即使计算上述6城市的行政区面积(包括重庆巨大的郊区，甚至农村都计算在内)也仅占全国国土面积的1.3%,也就是说，这几个重要中心城市仅以略占全国1/80强的国土面积贡献了占全国约1/6的GDP,由此可见中心城市在国家经济发展中的贡献。1990-2012年间，由于城市的发展占用土地35206Km2,即5280多万亩！这必然会加剧国家对粮食安全的压力。GDP(亿美元)我国主要城市群面积扩展与園家dP增长的大鉛势披市扩展(K1112)年份中国GDP逐年增长与城镇化的关系示意图30.03.002<no年我国G

10、DP总量超过口本成为世界第二大经济体20年我国城镇人口第一次超过农村人口2.5020.020010.0以1980年为基准我国城镇化率的变化bol.OOi22222222999999999DOOOOOOOO0C888899999QOOOO1102468024600O2468O24以1980年为基准我国GDP总量的变化三'智慧城市是城市化发展的高级价段在城市的设施和功能不断提高和完善的驱使下，城市不可逆转地向着它的高级阶段，即智能化和智，慧化的方向发展；所谓智慧化的城市，即在原来以城市各组成要素数字化和信息化以及人与人在互联网的相通基础上，发展形成物一物相通的物联网并以能感知物体特征、状态

11、、空间位置和动态过程的传感网和遥感网以及具有大数据智能计算和智慧处理的云计算平台相集成城市智慧体系；一个智慧体系至少要包括以下三个世界：物理世界，就是我们感觉触摸到的东西，是现实的世界；虚拟世界，由互联网组成，通过电脑、移动终端获取感知；智能世界，是由传感网、遥感网、物联网和云计算等系统所组成。智慧城市的特征1、高速、宽带、融合、无线、互联的信息基础设施；2、精细、准确、可视、可靠的传感中枢和网络系统；3、科学、绿色、生态、超脱、便捷的城市体系；4、虚拟化，个性化和位置化的服务；5、高效、安全的信息流通；6、对城市事件的快速、高效、智能处置和决策支持能力7、以人为本的可持续发展和创新。开放创:

12、充分整合，建立广泛的城市信息网络，对资源、"环境、产业等多方面感知。，整合城市运行核心系统的各项目关键信息，信息共享。新产业新环境一模式协同运作.基于海量信息的大数据分析，为资源分配和决策提供依据。强调个人、企业和政府的沟通，汇聚41新生活、智慧城市在当下还主要是一种发展愿景，是一个战略思想城市的智慧化是一个巨大的科技、工程和生态体系。人为什么会有智慧？首先必须有眼、耳、鼻、这些感官（在很大程度上具有遥感的功能）夕卜，还有分布在人体全身每一个部位9知或收集着来自各方的信息，这些信息经人体的神经系统传输至大脑（处理中心），经大脑分析并作出决策的信息在经神经系统传递到人体的相关肌肉、骨骼

13、、脏器等来执行。这一系统是相互紧密连接的、是自我学习、自我完善的，这就是知识的积累过程，即人的一生也是集聚知识或智慧的生。人，从小到大是通过不断的学习，积累知识、积累经验，形成智慧，慢慢地变得聪明起来。大概，人们也只能要求一个城市慢慢聪明起来并且越来越聪明。智慧大概是没有尽头的,只有更好，没有最好！28MakeSmartSmarter智慧体的人与智慧城帀的类比旷统繋五官-视觉、听觉、嗅觉、味觉等遥感网Sr城市云计算和i®一讯Tn骼骨管肉神®<梢血肌城市建筑和城市部件城市感知体系-视频、音频、温压湿等传感器交通网、电力祠、水气曙管网信息技术的发展为数字城市向智慧城市发展

14、提供了重要的技术支撑，其中最为重要的有：传感网、射频识别器(RFID)、互联网、物联网、遥感对地观测网、云计算、以及面向各种不同应用的智能模型和软件等。物联网一保证物-物相通；互联网一保证人-物相通；RFID提供物体的位置信息,保证物-物和人-物的互通；传感网一提供物体的本征特性、状态特性保证其现势性和真实性；遥感网一保证人-物空间位置、状态、过程及其相互关系的准确性和精准性。云计算一保证海量数据的处理和智能解决o只有在上述技术支撑下，智慧城市的建设才有可能。智慧城市的重要基础要体现在这个城市的信息化水平或城市的信息基础设施的完善程度，包括信息获取能力、信息加理能力、信息表达能力、信息存储能力

15、、信息传输能力、信息共享水平和信息应用能力等。也只有在这一基础上城市的相关要素的智慧化和智能化水平才能大幅度提高，如智慧城市管理；智慧人口管理；智慧生产管理；智慧金融管理；智慧社区管理；智慧文化管理；智慧医疗和暂慧健康；智慧家居或智慧家庭；智慧资源管理；智慧土地管理；智慧市场管理；智慧犯罪管理；智慧或智能交通；智慧灾害管理；智慧环境管理；智慧水、电、气等管网管理O四、空间信息技术为智慧城市提供支撑TOPEX-POSEIDONLANDSATRemotSIgasanIr¥mspassedmorethamdevelopmiiU.想"icethelaunchof<mln600

16、0satelli'theHtareaobservafion.Beindependenttechnolo翳darsat)0.vearsin山coiiftrisHconstituentparGecononysajKi(technologidnl:developbejing-也r#SPOT*ERSTGmore一GOES-W>mongJ、GOES-Er:；-Tpolicyasa1dei"、GMS在轨的主要卫星獰自1970年以来我国已向空间发射了130多颗人造地球卫星，其中大部分均为遥感对地观测卫星；经过30多年的努力，我国已形成了国家层面的气象、海洋、资源、环境减灾以及高分卫星

17、；地方和商业化层面的“北京一号”、“北京二号”和“吉林一号”等系列卫星。近期在国家中长期科技发展规划框架下实施了“高分辨率对地观测”国家重大专项所发射的高分卫星（GFJ、GF-2）以及北京系列和吉林系列卫星的空间分辨率都达到了米级和亚米级，已可为数字城市和智慧城市建设提供对城市总体和城市部件进行高分辨率监测的遥感信息支撑；我国已建立了包括无人飞机（UAV或UAS）在内的高、中、低空全面覆盖的航空遥感系统，它们更是数字城市和智慧城市建设不可或缺的更匾分辨率以及3D遥感信息基础在智慧城市建设中可发挥重要作用。.匚虫f”我国高分辨率对地观测卫星一国家中/k七长期科技发展规划重大专项将发射多颗高=分辨

18、率对地观测卫星。当前，高分一号星f:''(GF-1)和高分二号星(GF-2)已分别于-、2013年4月26日和2014年8月19日分别发射升空。GF1的分辨率为2/8m，还有一个分辨率为16m,地面幅宽达800公里的多光谱通道。分二号卫星(GF-2)典型影像W-丹>./I*高分二号卫星(GF-2)获取的天安门阅兵时的影-2015-09-03吉林一号卫星194061)这是由吉林科技公司研制和发射的小卫星系统。它用吉林省的名字来命名。卫星于2015年10月7日发射升空。吉林一号由4颗卫星组成，其中一颗为420Kg的光学遥感卫星，其空间分辨率可达0.72米;2颗为95Kg重的视频观测小卫星，第4颗为空间技术试验卫星。Imagecapture:llh07m,Oct.&2015EZJ吃宀_组成轨道及卫星通过时间地地而分辨率扫描带宽筈光谱波段侧视角度复