专业化环境感知研究理论

环境感知技术能突破连续、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，形成多尺度综合感知技术和标准体系，提升城市时空信息感知服务能力。认知“空天地’平台的观测能力，深度协同“位置-图像视频’感知手段，实现城市群至街区的地表要素变化信息、人车物运动目标和室内地下复杂场景的在线感知，并提供按需服务。当前城市要素感知手段丰富，但存在不同程度的时空观测盲区，无法完全满足地表要素的动态连续感知需求。环境感知技术在公园内流河设置水质监测，采用浮标观测技术，可全天候、连续、定点观测水质。专业化环境感知研究理论

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。视觉环境感知研究公园内用水、用电的监测和统计，数据传输采用环境感知技术，数据上报至智慧公园平台。

相较于图像感知、可穿戴感知等技术，基于普通商用设备的无线感知不需在环境中部署任何**传感设备，也不需感知目标携带任何传感器，具有普适程度高、感知范围广、感知成本低、不侵扰用户、不泄露隐私等特点和优势，是实现城市感知的理想形式，具有广阔的应用前景。无线感知关注的主要科学问题是：1）无线感知的理论模型和一般机理，揭示感知极限；2）无线感知的精细性和鲁棒性，降低环境改变、个体差异等对性能的影响。针对城市感知需求和上述科学问题，西北工业大学人机物融合智能计算团队在国家自然科学基金、国家“973计划”等科研项目的支持下，在国际上较早开展并持续深入开拓移动群智感知、智能无线感知相关理论与方法研究，取得系列创新成果。一、移动群智感知结合移动群智感知关键科学问题，重点在感知任务分配、感知数据汇聚、群智融合计算等方面开展研究工作。

依托“物联网与智慧城市关键技术及示范”国家重点研发计划重点专项“城市多尺度综合感知技术与体系”，国内多家单位强强联合，开展基于空天地集成化传感网的城市综合感知相关技术研发、平台集成与应用示范。其主要目标在于实现城市群至街区尺度的自然地表要素、人车物运动目标和街区复杂场景的在线感知，获取海量时空数据，构建多尺度综合感知服务系统，并提供主动按需即时服务。主要研究内容包括：①建立多尺度综合感知指标、共性技术与标准体系，研究城市群地表要素空间无缝感知技术，构建城市群地表要素无缝感知系统和典型产品；②研究多尺度智能光场视频成像与分析技术，建立十亿像素光场视频成像装置和城市多尺度交通感知分析平台；③研发精细场景时空感知设备与在线监测技术，构建街区突发事件立体感知网；④研制城市多尺度综合感知服务系统，开展城市群至街区尺度暴雨内涝、区域交通和江河湖生态环境示范。智慧城市环境感知技术它是一种实现城市泛在感知与深度智能的新愿景。

智慧社区是以互联网为依托，运用环境感知技术将家庭中的智慧家居系统社区的物联系统和服务整合在一起，使社区管理者、用户和各种智慧系统形成各种形式的信息交互，以达到更加方便快捷的管理，给用户带来更加舒适的“数字化”生活体验。智慧社区的提出是以智能、人文、服务为理念，通过整合街道管理和服务运行的关键信息，探索社会管理、社区服务、惠民兴业的发展新途径，以打造管理精细化、服务人文化、运行社会化、手段信息化、工作规范化、技术现代化的现代街道工作运行新模式。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。视觉环境感知研究

环境感知系统从前期利用云计算和分布式技术辅助大数据存储和挖掘，实现数据模式分析。专业化环境感知研究理论

针对如何利用群智感知数据实现语义增强理解的问题，提出基于物理空间的群物交互信息增强理解视觉感知数据语义的方法，利用物理空间与信息空间在感知和收集能力方面的差异性和互补性提高信息理解能力。以城市公共信息快速传播与共享为应用背景，通过关联物理空间与信息空间进行跨空间转发，挖掘和利用多维物理空间群物交互特征对信息空间语义进行增强感知和理解。在信息空间利用OCR识别技术、图像特征提取方法和数理统计方法，可以获得数据和数据集的一部分特征；在物理空间根据群物交互信息，进一步提取群体、物体以及群物交互特征（包括人-感知对象-地点之间的交互信息熵、偏好等），得到人对地点和对内容的偏好以及不同感知对象、地点之间的关联，进一步结合人的社交信息，提出基于多标签分类与启发式规则融合的方法，解决视觉感知数据的语义分类与语义标注问题。专业化环境感知研究理论