虽然有城市空间信息基础设施，但如何有效地集成利用，构建一体化空间信息基础设施，应对“三多现状”(多观测耦合、多协议互联、多主题交互)和“三高需求”(高时空感知、高精度感知、高智能感知)一直面临巨大挑战。经过10余年的研究，笔者认为，构建空天地集成化传感网，是应对这一挑战**有希望的解决方案。空天地集成化传感网，利用高速通信网络和无处不在的感知手段，遵循观测、数据、处理和服务等标准规范，集成现有空间信息基础设施，采用异构资源集成管理、多平台协同观测、多源数据融合，以及信息聚焦服务等多种方法和技术，构建互联互通的城市感知基础体系。这一体系属于空间信息网络的一种实例化，将从系统论和协同论角度构建满足智慧城市的多尺度、高时变和多样化感知需求，特别是对资源环境灾害和各种人流、物流及事件流的监测与跟踪具有重要意义。环境感知平台实现对环境及污染现状为环境管理及业务应用提供整体化、多元化、可视化的展现平台。一体化环境感知案例

城市空间存在大量感知数据，然而针对不同的研究问题，不同类型或属性的感知数据往往具有不同的意义和重要性。为此，研究如何利用其他类型的感知数据对指定属性信息进行估算或补偿至关重要，成为群智数据协作增强的主要研究难点。用户的位置信息尤为重要。然而，出于隐私保护以及其他因素，用户位置信息往往不能直接获取。基于多维时空关联特性的数据增强为此，提出基于用户-事件多维时空感知数据的物理位置信息预测模型，通过挖掘时空属性数据之间的关联关系，实现对缺失/稀有属性信息（地理位置）的估算和预测，实现不同类型数据的协作增强。具体地，从话题偏好、历史轨迹、社交信息三个层面对用户个体和物理事件构建特征表达模型，并通过高斯过程回归对用户到物理事件的距离进行拟合与估计，从而估算出用户的相对物理位置信息。一体化环境感知产业链突破连续、高精度和准实时时空信息感知技术瓶颈，构建城市群-街区的多尺度综合感知服务系统。

基于空天地集成化的传感网，有望实现前所未有的城市感知能力，其中*有价值的就是多尺度感知能力。多尺度的城市感知意味着从感知手段、内容、精度和时效都是多尺度的，感知手段包括观测平台(卫星、无人机、测量车、行业网、机器人、智能手机)；感知范围包括城市群、城市和街区；感知精度以米、分米、厘米；感知时效性包括季度、周、即时。这种由一张网和一平台支撑的综合感知信息，可实现城市群趋势分析、城市运行状态监测和街区个体行为跟踪。这是基于空天地集成化传感网的城市综合感知相比于传统的城市感知网络突出的特征和比较大的优势。

“对人和环境泛在、智能感知”是重要的科学前沿研究课题，也是满足智慧城市、公共安全等国家重大需求的关键支撑。为此，《国家创新驱动发展战略纲要》、《国家“十三五”科技创新规划》等将智能感知列为战略任务和重点方向。城市计算是智慧城市建设的重要支撑，如何大规模、低成本地收集“城市大数据”则是开展城市计算研究的基石。基于静态设施的传统感知技术存在部署成本高、覆盖范围有限等不足，难以满足城市空间大规模动态感知需求。以群智感知（Crowd Sensing）、无线感知（Wireless Sensing）]等为新型感知技术成为应对公共安全、灾难应急等重大挑战的有效方式，受到国内外学术界和工业界的关注。环境感知它是一种系统性、多维度和多尺度监测分析的新思想，要求从系统论的角度思考城市感知问题。

正确理解空天地集成化传感网要把握4个层次的内涵：首先，它是一种系统性、多维度和多尺度监测分析的新思想，要求从系统论的角度思考城市感知问题，从协同论的角度融合空天地多种手段，这对传统感知行业的从业者来说，是一种思想革新；其次，它是一种互联互通大规模城市监测资源的新技术，包括海量传感器组网通信、异构传感器接入、传感网资源管理、传感网服务组合、流式数据挖掘分析和地理信息互操作等技术；再次，它是一种协同多源异构城市感知资源的新方法，包括传感器信息建模、观测能力评价、协同监测、点面观测数据融合和按需聚焦服务等方法；它是一种实现城市泛在感知与深度智能的新愿景，无论是李德仁院士谈到的4W到4R信息服务能力，还是城市感知脑，还是未来通导遥一体化蓝图，其基础都包括空天地集成化传感网。通过智慧喷灌数据环境感知技术，根据植物实时需水情况实现自动浇水或停止浇水，达到智能化、精细化。现代环境感知解决方案

环境感知安装道路积水设备进行实时监控易涝区域的积水情况，及时预警；增加安全性，提高处理效率。一体化环境感知案例

环境感知技术可以是智慧养护技术。智慧养护中心养护管理信息，通过数据积累、数据分析、数据优化，科学指导、智慧管理园林养护作业，遥控养护设备设施，实现养护作业的智能化、科学化、精细化，降低成本，节约资源，提升养护管理质量水平。 智慧养护中心构建包含：智慧喷灌系统、智慧施肥系统、病虫害防治系统、古树名木系统、智能机械系统、养护信息化系统、智库系统、环卫保洁系统。分区域、植物种类、土壤类型结合游客体验感观进行科学喷灌，由软件系统智能控制，通过数字化的智慧喷灌数据模型算法，根据植物实时需水情况实现自动浇水或停止浇水，达到智能化、精细化的科学灌溉，提升植物成活率，节能降耗。一体化环境感知案例

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