胡耀锋 娄俊萍
近年来,广州市规划和自然资源局带领广州市城市规划勘测设计研究院(以下简称广州院)研发团队攻坚克难,不断推动测绘科技创新,加大测绘科技投入,积极研发测绘新技术和新装备,并与物联网、5G、人工智能等新技术深度融合,构建了全方位、立体化、智能化的低空遥感监测网——广州鹰眼,成为智慧城市的“天眼”,并打造多项智能应用场景,为广州城市规划、自然资源管理、城市管理、水务、交通等多领域提供高效、智能服务,满足“一次采集、多方利用”的需求,赋能城市精细化管理,以绣花功夫实现大城善治,使城市建设从治理走向“智”理。
北京、上海、广州等超大城市的现代治理涉及社会管理、经济运行、生态环境等多个领域,科学化、精细化、智能化是社会治理的重点。探索大城善治之道,需要以精细化治理焕发城市之美,以人性化尺度呈现城市的温度。
广州市规划和自然资源局有关负责人表示,传统依靠人工巡查的方式来发现社会的各种问题,效率低、成本高、覆盖不全。比如对于广州的城中村,房屋密集、“握手楼”多,屋顶存在的加盖搭建等违法行为,在地面巡查时很难发现。“现代社会治理需要编织全方位、立体化、智能化的社会感知网络,加强泛在感知、终端联网、智能调度的体系建设,做到实时、动态、立体感知发现现代社会的各种信息,做到一次采集、多方利用。”该负责人说。
为此,广州院在全国超大城市率先建设了低空遥感监测网——广州鹰眼。它是一种空基物联网,在作业区域分布式部署多台低空飞行器(如无人机、轻型飞机等)智能基站,通过人工智能、边缘计算、5G通信、物联网等新兴技术加持,实现对地表资源高频次、无人化、全自动立体监测。
“广州鹰眼”的基础设施主要指无人机机场,也叫无人机机巢、无人机机库。广州全市拟建设150个无人机机场,覆盖广州市全域(除禁飞区外),实现重点区域一周两次、一般区域一周一次、广州任意地点5分钟内到达的目标。同时,通过部署机动服务保障车系统,弥补无人机自动化机场对海域、森林、山区覆盖的不足,进而实现全域覆盖及巡检场景的多样化,完成对海域巡查、森林巡检、应急救援等特定场景巡检服务的覆盖,助力城市治理进入智能场景监测新阶段。
广州院还研发了无人机综合服务信息平台、业务审批系统、飞行任务管理系统、运行管理系统等多个信息平台。这些信息平台作为全市统一的无人机管理服务门户,为广州市各政府部门提供快速、可复用、低成本、安全可靠的无人机数据存储和共享服务。同时,以高精度三维场景为底座,接入视频监控等数据源,嵌入公厕、垃圾压缩站、古树名木、燃气站点等城市部件,并将环卫作业车辆、巡逻车、传感器等重要城管物资全部录入系统,实现“一图统管”,构建了集监控、预警、诊断、分析为一体的智慧城市管控窗口,大幅提升管理效能,为城市管理提供决策支撑。
无人机机场高效监测
“无人机自动机场是指专门为无人机设计的专用停放场所,它是近几年发展的新型基础设施。”广州院专家解释说,“通过自主起降、航飞、充电或换电,实现无人值守和长时间连续不间断作业,适合于飞行频次较高或单个任务无法一次飞行完成的情况,可以为监测区提供全天时、全要素、高频率和实时智能识别的高效监测服务。”
以海珠区为试点,通过布设5个无人机自动机场,建设了高频率、全天候、低成本的违建动态监测硬件基础设施。按每周覆盖全区一次的频率开展常态化、自动化、智能化监测,采集高精度、高频率、全要素的无人机影像数据,并自动推送到序列影像数据库中,作为影像比对、线索发现的基础。
通过“无人机机场+人工智能”双向加持,海珠区打造了违建线索发现与处置、违建治理三维“一张图”两大品牌,形成了违建监测与管理全流程体系。
移动道路测量车自动监测
无人机可以实现大范围低空的快速巡查与监测,但是受树木或垂直悬挂的小物体,如广告招牌遮挡,很难拍摄,需要地面的移动道路测量去补充采集。为此,广州院自主研发了移动道路测量车,集成了全景相机、高精度惯导、激光扫描仪、6个单反相机等设备,以及多专题人工智能算法,能实现对占道经营、垃圾暴露、垃圾箱满溢、垃圾随机堆放、广告牌倾斜等场景的自动监测。在卫星信号好的情况下测量精度优于5厘米,可将监测到的线索形成工单,自动推送到相关部门处理。
通过技术创新、应用创新,广州有效解决了常规监测方法效率低、现势性差、成本高等问题,创新了城市管理、城市治理监测与执法模式,提升了城市精细化管理与科学化治理水平和能力。
多个智慧化应用场景赋能千行百业
“广州鹰眼”开创了新型监测模式,实现一次采集,赋能N项智慧化应用,为广州各部门提供全天时、全天候、全要素、低成本、高频次的数据采集及巡检服务。它的应用场景广泛,包括自然资源、公安、城市管理、交通、水务、应急、环保、能源、农林业等多个领域,为土地违法与违建巡查、市容市貌整治、违建治理、河涌巡查、河堤养护、水务施工工地监管、道路拥堵检测疏导、道路隐患问题排查、事故现场勘测、森林防火监测等提供了高频、高效、智能的技术服务。
目前,“广州鹰眼”已实现海珠区、南沙区无人机机场全覆盖,海珠区建设了5套,南沙区建设了36套,全广州建设了68套无人机机场,已在自然资源、城市管理、应急管理等多个领域得到应用,实现了无人机自动飞行、成果数据各部门共享,有效提升了工作效率,并降低监测成本,取得了良好的成效。南沙区作为全市首个政府统筹无人机一体化服务的试点区,飞行服务已在区各局委办和镇街投入使用,应用场景涵盖20余个领域,形成全链条的闭环服务生态。
广州院还利用无人机对试点镇街内的农用地开展全覆盖巡查,有效识别疑似违法用地图斑,完成10余次监测,提取图斑千余宗,对耕地保护起到重要作用。此外,基于遥感解译大模型,每季度对广东省内海重点管理区域开展海域开发利用分类,实现全覆盖、高精度的海洋自然资源监测。
此外,智慧广州时空大数据平台已上线地图服务230个,自上线以来为近200个单位千余用户提供服务,总访问次数超12.75亿次。在2023年测绘地理信息高质量发展论坛上,广州市以《城市感知与空间治理关键技术与应用》为题作专题报告。
“广州鹰眼”实现的城市“智”理模式受到媒体关注,其中无人机机场巡查服务在中央电视台财经频道播出,多家省市媒体报道;农村房屋无人机测绘服务被学习强国、南方日报等媒体报道;城中村智慧化治理新做法获新华社、广州市政法委“平安广州”公众号报道。
广州市规划和自然资源局有关负责人表示,接下来将以城市违法占地和违法建设监测治理为突破点,围绕城市管理、公安、电力、规划国土、环保、交通、林业等城市精细化管理应用方面的需求,构建多个专题的人工智能算法,为政府各部门提供高现势性的专题信息,为社会治理提供更多优质成果和服务。
以大城善治为目标,广州院将支撑广州市加速建设“鹰眼”,通过基础设施+信息平台+人工智能+应用场景,形成全方位、立体化、智能化的无人机场鹰眼系统,拓展上下游产业智慧化应用场景,为广州政务部门和公众提供高效、智能服务,助力高标准打造数字政府、数字经济和数字社会三位一体的智慧广州,建设具有经典魅力和时代活力的智慧之城。
(作者单位:广州市城市规划勘测设计研究院)