智慧可持续发展城市是人类社会发展的主要目标，也是当今国际科技竞争的主阵地。城市感知技术已成为智慧城市的关键技术之一。本书在城市综合感知概念的基础上，系统论述城市综合感知指标体系与系统、城市综合感知共性技术体系、城市群地表要素无缝感知、城市关键节点人车物智能感知、城市街区精细场景自主感知和城市综合感知服务系统等。
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序
前言
第1章 城市感知概述 1
1.1 城市感知简要介绍 1
1.1.1 城市感知的概念 1
1.1.2 城市感知的作用 2
1.1.3 城市感知的内容 2
1.1.4 城市感知的手段 5
1.2 城市感知相关技术 7
1.2.1 城市感知数据采集 7
1.2.2 城市感知数据传输 8
1.2.3 城市感知数据存储 9
1.2.4 城市感知数据处理 10
1.2.5 城市感知信息服务 11
1.3 城市感知信息平台 11
1.3.1 城市感知的基础信息平台 11
1.3.2 城市感知的时空信息平台 11
1.3.3 城市感知的专题应用平台 12
1.4 城市感知发展趋势 13
1.4.1 集成化的感知 13
1.4.2 智能化的感知 14
1.4.3 即时化的感知 14
第2章 城市综合感知 16
2.1 城市综合感知的概念 16
2.2 城市综合感知的体系框架 18
2.2.1 城市多尺度综合感知指标体系 19
2.2.2 空天地协同感知共性技术体系 21
2.2.3 城市多尺度综合感知标准规范体系 22
2.3 城市综合感知的关键技术 22
第3章 城市综合感知指标体系与系统 24
3.1 城市综合感知指标体系框架 24
3.1.1 顶层架构 24
3.1.2 观测能力与需求 26
3.1.3 元模型框架 27
3.1.4 元数据结构 29
3.2 城市综合感知典型指标体系 33
3.2.1 暴雨内涝综合感知指标体系 33
3.2.2 区域交通综合感知指标体系 41
3.2.3 江河湖生态综合感知指标体系 45
3.3 城市综合感知指标观测映射 52
3.3.1 映射原理 52
3.3.2 映射方法 52
3.3.3 映射流程 53
3.3.4 映射实例 56
3.4 城市综合感知指标管理系统 59
3.4.1 系统架构 59
3.4.2 设计原则 61
3.4.3 功能设计 62
3.4.4 功能实现 62
第4章 城市综合感知共性技术体系 71
4.1 概述 71
4.2 能力认知 72
4.2.1 城市感知网观测任务刻画 72
4.2.2 城市感知网观测能力认知 76
4.3 关联协同 80
4.3.1 关联协同理论基础 80
4.3.2 关联协同模型框架 81
4.3.3 关联耦合模式与判别规则 82
4.3.4 关联耦合模式求解 84
4.4 优化构网 85
4.4.1 点面观测时空构网 86
4.4.2 移动观测规划控制 88
4.4.3 大规模传感器构网问题解算 89
4.4.4 多观测构网方案 90
4.5 即时服务 91
4.5.1 观测即服务 91
4.5.2 规划即服务 91
4.5.3 告警即服务 92
4.6 典型案例 93
4.6.1 城市群典型地表要素任务刻画 93
4.6.2 城市群典型地表要素基础观测能力认知 93
4.6.3 城市群典型地表要素关联协同 98
4.6.4 城市群典型地表要素优化构网 101
第5章 城市群地表要素无缝感知 103
5.1 概述 103
5.2 多源数据融合感知技术 103
5.2.1 城市感知网多源数据分类 103
5.2.2 城市感知网多源数据融合的必要性 104
5.2.3 城市感知网多源数据融合层次 105
5.2.4 城市感知网多源数据融合典型方法 105
5.3 不透水面融合感知与无缝产品 108
5.3.1 不透水面融合感知方法 108
5.3.2 多尺度不透水面融合感知产品 112
5.4 土壤水分融合感知与无缝产品 114
5.4.1 城市群土壤水分感知数据源分类 115
5.4.2 城市群尺度土壤水分融合感知产品 117
5.4.3 城市郊区尺度土壤水分感知产品 119
5.4.4 重点街区尺度土壤水分感知产品 121
5.5 城市群降水融合感知与无缝产品 122
5.5.1 初始降水空间划分 123
5.5.2 降水特征空间构建 123
5.5.3 星地融合偏差校正 125
5.5.4 降水融合感知产品 126
5.6 城市群地表要素无缝感知系统 127
5.6.1 系统概述 127
5.6.2 系统架构 127
5.6.3 功能组成 128
5.6.4 系统接口 129
5.6.5 功能实现 130
第6章 城市关键节点人车物智能感知 136
6.1 概述 136
6.2 亿级像素光场计算成像技术与装置 136
6.2.1 亿级像素光场装置构建 136
6.2.2 亿级像素光场计算成像技术 139
6.3 城市密集人群行为在线视觉分析技术 148
6.4 城市景物深度估计与场景语义分割技术 150
6.4.1 城市景物深度估计技术 150
6.4.2 城市场景语义分割技术 154
6.5 城市车流动态跟踪分析技术 156
6.5.1 车流动态跟踪的挑战 157
6.5.2 车辆目标检测方法 158
6.5.3 车辆目标跟踪方法 160
6.5.4 联合训练检测和跟踪模型 160
6.6 典型应用 161
6.6.1 行人检测和人脸识别 161
6.6.2 车辆跟踪、计数与车牌识别 161
6.6.3 车辆违规检测与异常事件报警 161
第7章 城市街区精细场景自主感知 163
7.1 概述 163
7.2 总体框架 163
7.3 室内地下自主感知技术与测图设备 164
7.3.1 街区室内地下自主时空信息感知技术 164
7.3.2 机器人三维测图设备 171
7.4 街区环境RFID智能感知技术与微网设备 177
7.4.1 低功耗远距离RFID智能传感器技术 177
7.4.2 RFID城市环境感知微网 180
7.5 突发场景手机众包成像技术与终端设备 184
7.5.1 室内地下场景的众包建模与感知技术 184
7.5.2 手机众包成像终端 189
7.6 街区精细场景立体在线感知网原型 193
7.6.1 街区突发事件立体感知网 193
7.6.2 街区立体感知网测试实验 201
7.6.3 街区立体感知网的部署和运行 205
第8章 城市综合感知服务系统 208
8.1 概述 208
8.2 需求分析和总体设计 208
8.2.1 系统需求 208
8.2.2 设计原则 210
8.2.3 用户分析 211
8.2.4 总体设计 212
8.2.5 系统架构 212
8.2.6 关键技术点 217
8.2.7 典型部署 226
8.3 空天地协同感知子系统 229
8.3.1 概述 229
8.3.2 技术路线 229
8.3.3 模块说明 229
8.4 多源大数据管理子系统 231
8.4.1 概述 231
8.4.2 技术路线 232
8.4.3 模块说明 232
8.5 在线融合分析子系统 235
8.5.1 概述 235
8.5.2 技术路线 236
8.5.3 模块说明 236
8.6 综合感知服务子系统 241
8.6.1 概述 241
8.6.2 技术路线 241
8.6.3 模块说明 241
8.7 综合感知运维子系统 244
8.7.1 概述 244
8.7.2 技术路线 244
8.7.3 模块说明 245
8.8 综合感知可视化子系统 245
8.8.1 概述 245
8.8.2 技术路线 246
8.8.3 模块说明 246
8.9 典型应用 246
8.9.1 在暴雨内涝场景中的应用 246
8.9.2 在江河湖生态环境场景中的应用 248
8.9.3 在区域交通场景中的应用 250
8.9.4 在灾害天气场景交通感知与应急服务中的应用 254
第9章 总结与展望 256
参考文献 257
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