在第十八屆中國智慧城市大會上，中國科學院地理科學與資源研究所研究員、中國科學院院士、廣東院士聯合會會員周成虎提出了一個大膽構想——構建以低空無人機遙感網為核心的智慧城市“三維天眼”體系。

他指出，隨著數字李生城市的興起，城市空間資源的精細化管理和高效利用成為關鍵。而將地面以上約600米的低空空域充分開發，部署全天候、智能化的無人機遙感網絡，將為智慧城市建設提供強大的立體感知能力，如同為城市裝上“天眼”，將深刻重塑城市治理模式和社會經濟活動圖景。

時代召喚

城市數字化轉型

“城市是人類文明的結晶，承載著文明的傳承。從古巴比倫的青銅時代城堡，到古希臘哲學閃耀的城邦；從開啟現代化的倫敦，到重塑城市形態的紐約；從商朝的殷都、隋唐的長安、明清的北京，到近代的上海、改革開放的深圳...中國的城市同樣書寫著獨具特色的中華文明篇章。摩天大樓作為現代工業文明的象征拔地而起，標志著工業時代的城市繁榮。"

周成虎表示，“如今，人類已邁入數字文明時代。城市建設隨之進入數字李生時代。智慧城市旨在解決‘大城市病’，提升政務、民生、經濟效能，整合分散的政務民生與經濟應用，打破部門間的‘數據孤島’。在此時代背景下，城市需實現高標準規劃、高質量建設、精細化管理，促進空間資源高效利用與綜合功能協調發展。基于空間的數字李生城市應與實體城市同步規劃、同步建設、共同生長。城市大數據資產需開放共享，以支撐公共服務與治理決策。"

周成虎介紹，我國智慧城市發展歷程可追溯至2000年習近平總書記前瞻性提出建設“數字福州”的戰略部署，歷經探索期、加速期、建設期，現已步入深化期。習近平總書記強調要“加快城市數字化轉型”“努力走出一條中國特色超大城市治理現代化的新路”。

2024年，國家發改委、國家數據局、財政部、自然資源部聯合發布《關于深化智慧城市發展推進城市全域數字化轉型的指導意見》，明確了發展目標：到2027年，全國城市全域數字化轉型取得明顯成效，打造一批橫向打通、縱向貫通、各具特色的宜居、韌性、智慧城市；到2030年，全域數字化轉型全面突破，人民群眾獲得感、幸福感、安全感顯著提升，涌現一批在數字文明時代具有全球競爭力的中國式現代化城市。

該《意見》提出了三大重點任務方向：

一是全方位增強城市數字化轉型支撐。建設完善的數字基礎設施：深入實施城市云網強基行動、建設數據流通利用基礎設施，加快推動公共設施數字化改造、智能化運營。構建數據要素賦能體系，加快完善省、市兩級政務數據平臺，整合構建全國一體化政務大數據體系，有序推動公共數據開放。

二是全過程優化城市數字化轉型生態。推進適數字化制度創新，鼓勵城市開展管理服務手段、模式和理念的適數字化變革，建立健全相關制度規范，完善規則規范和運行流程體系。推動城市群數字一體化發展，數字經濟東西部協作。

三是全領域推進城市數字化轉型。建立城市數字化共性基礎，鼓勵有條件的地方推進城市信息模型、時空大數據、國土空間基礎信息、實景三維中國等基礎平臺功能整合、協同發展、應用賦能，為城市數字化轉型提供統一的時空框架。培育壯大城市數字經濟，促進新型產城融合發展。推進城市精準精細治理，探索建設基于城市統一標識體系的“城市碼”，推進房屋建筑、重大項目等“落圖+賦碼”機制，形成“多碼合一、一碼互聯”的服務治理體系。豐富普惠數字公共服務，優化綠色智慧宜居環境，提升城市安全韌性水平，加強城市物理空間安全管理、安全風險態勢感知、數字空間安全管理，推進建設有韌性的城市數據可信流通體系。

周成虎認為，BIM（建筑信息模型）和CIM（城市信息模型）是支撐城市數字化轉型的重要基礎。依托這些基礎，才能順應第四次工業革命浪潮，構建起強大的城市數智時空底座。這將在更廣范圍、更深層次實現對體力的替代，極大解放人類潛能，實現更高效率、更優品質，從根本上改變建筑行業乃至城市運行模式。

空間拓展

城市發展新維度

周成虎表示，數字底座逐漸夯實，城市空間的開發利用開始向立體維度深度拓展，特別是具有巨大潛力的低空領域。空間是人類生存和發展的基礎。從智人走出非洲到蒙古帝國橫跨歐亞，人類通過空間拓展獲取資源、技術與權力。人類發展史本質上是對多維空間的系統性開發：從適應地理環境到構建社會關系，從技術驅動的物理突破到全球網絡的互聯互通，每一階段的空間開發都深刻塑造了文明的形態與軌跡。

地表土地空間孕育了綿延千載的農耕經濟，近地表空間開啟了以摩天大樓為標志的工業經濟時代，海洋空間推動了全球版圖重構，中高大氣空間支撐了航空經濟的發展，太空開發則催生了新興的太空經濟。如今，低空空域的開發，正以前所未有的方式深刻改變人類生活與經濟發展格局。中國率先提出發展低空經濟，將地面以上約600米的空域充分用于智慧城市建設，將重塑整個人類社會經濟活動圖景。

技術基石

建立城市低空遙感網

“經過近200年的發展，遙感技術已形成地基、航空、航天、低空協同的全空間立體觀測體系。“周成虎說，“低空遙感是隨著無人機等技術成熟而興起的新型遙感手段。它利用無人機平臺集成光學、紅外、激光等多種傳感器，構建起靈活機動、續航持久、適應全天候作業的遙感數據獲取與處理系統。低空遙感與地基遙感、衛星遙感共同構成了全空間遙感立體觀測體系。“

構建低空遙感網，需要飛行器（無人機）、地面移動通信網絡、遙感地面基站等核心要素。其中，低空無人機遙感智能基站作為新一代測繪裝備，扮演著關鍵角色。它需要滿足全場景需求，即全天時、多功能、長航時、移動式、輕量級、高頻次。

周成虎介紹，根據應用場景差異，遙感地面基站類型包括以下幾種。

輕量級基站

賦能輕型無人機，適合狹小區域精細化作業，支持急速換電復飛，實現不間斷作業。典型應用包括配電線路、變電站、化工園區、5G設備精細巡檢，以及安防、施工監測等。

多功能基站

賦能小型行業級無人機，不懼惡劣環境，支持多功能掛載，滿足全場景應用。典型應用包括大氣、水質、農業監測，油氣、化工泄漏監測，山火、洪水災害監測，城市管理和基礎測繪等綜合應用。

長航時基站

賦能固定翼無人機，作業半徑超30千米，續航100分鐘，飛行速度每小時72千米，適合長距離高效數據采集。典型應用包括交通不便區域（岸線、邊區、林場、大型水庫）巡查，大面積正射影像、實景三維、點云采集等基礎測繪。

航母式基站（移動式全自動機場）

機動靈活，顯著延伸無人機作業半徑。整車可裝配6臺無人機，支持異地起降、協同作業。典型應用包括突發山火、重大安保等應急監測，火災救援、應急搶險等多機協同場景。

全時域基站

兼具多旋翼無人機靈活性與固定翼無人機長航程優勢，覆蓋范圍可達傳統旋翼基站的4倍。這些新型裝備的研發與應用，契合了國家發改委對未來產業的布局要求，是構建智慧城市新型基礎設施體系的重要組成部分。

與此同時，我國低空遙感科技攻關也取得顯著成效，呈現出定量化、自動化、協同化的發展趨勢。“十三五”期間，國家重點研發“高頻次迅捷無人航空器區域組網遙感觀測技術”，旨在構建無人機組網管控與多源數據實時處理系統，實現多架無人航空器快速機動部署、協同作業與數據迅捷處理，服務于環保、自然資源管理、應急、基礎測繪等領域。

“十四五”期間，國家提出構建“全時全域無人機遙感網”目標，重點研究“復雜環境無人機全時全域組網觀測技術與綜合驗證”，內容包括實現全時智能化遙感作業、多機多任務協同、航路網規劃與風險評估、空地一體觀測，攻克復雜環境下全域作業與多機協同、機上實時目標識別與自主規劃、實時成圖、復雜環境下管控與產品匯聚等關鍵技術，最終建成遙感無人機全時全域智能觀測體系。重點研發方向還包括長航時無人機森林大型動物監測識別、全天候森林火險監測預報與早期探測、非顯性滑坡隱患勘測技術裝備等。

核心架構

“三維天眼”體系

周成虎表示，低空無人機遙感網的核心架構可概括為：“一張網、一個中心、一個工廠、N個應用”。一張網即針對不同業務場景，部署功能各異的無人機基站，通過統一接入網絡，實現核心區7×24小時高頻次自主巡檢和5分鐘內快速響應。

一個中心即智能運行系統，集無人機指揮調度、組網飛行、動態航路規劃、安全監測于一體，具備接入千架以上多品牌、多型號無人機的能力，支持百架以上無人機并發調度。

一個工廠即遙感大數據工廠，是集海量高分辨率遙感數據匯聚、自動化數據處理、智能化數據分析、時空數據可視化于一體的軟件平臺，可實現數據的大規模處理、分析與深加工。

N個應用即面向政府各部門、各行業及社會公眾，提供豐富的時空遙感大數據應用解決方案，包括城市管理與綜合執法、城市實景三維與低空全息地圖等。

城市管理與綜合執法主要針對私搭亂建等隱蔽性強、易反復的頑疾，無人機高空巡查可有效覆蓋地面視覺死角（如屋頂、棚戶區），通過航拍影像快速識別在建違建，固定證據，極大提升執法效能。城市實景三維與低空全息地圖主要是通過構建覆蓋全域、全時的城市動態監測網絡，與地面街道攝像頭形成互補，共同構成智慧城市的“三維天眼”，即以約15平方千米為基本監測單元，形成覆蓋城市的感知網絡；依托強大的智慧中心統一管理空中飛行器，確保按需、按時、安全穩定運行；海量數據匯聚至“遙感大數據工廠”進行智能化處理。

這種模式將顯著降低大規模實景三維測繪成本（估算每平方千米3000至5000元），為構建融合自然資源與規劃信息的“城市低空全息地圖”提供技術手段。

周成虎指出，未來20至30年，中國城市化進程仍將持續，預計將有3億多人從農村進入城市。智慧城市建設是支撐這一宏偉進程的關鍵，低空無人機遙感網作為智慧城市的“三維天眼”，是數字底座在立體空間感知維度的重要延伸。智慧城市建設將助推高效、便捷、安全的生活，重塑未來城市形態，并有望成為21世紀的引領性產業。

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