低空经济拥有巨大的潜力,在全球范围内掀起了一股发展热潮。从农业领域的无人机植保作业,到工业生产中的物流运输,再到服务业的旅游观光和应急救援,低空经济的身影无处不在,为经济增长和社会发展开辟了新的空间。
在国家战略的宏伟蓝图中,低空经济被赋予了重要使命。2021年,中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》,正式从国家规划层面吹响了发展低空经济的冲锋号,为其发展奠定了坚实的政策基础。随后,一系列政策文件如雨后春笋般相继出台,有效规范了无人机产业的发展秩序,为其强劲增长和广泛应用提供了有力支撑。进入2024年,低空经济的政策利好持续释放。全国两会将低空经济首次写入政府工作报告,并纳入新质生产力范畴,这一举措无疑为低空经济的发展注入了强大的动力。“低空经济”一词入选2024年度十大科技名词。
据不完全统计,2024年全国已有20余个省、自治区、直辖市将低空经济写入地方政府工作报告,从地方层面积极响应国家号召,纷纷出台相关政策措施,加大对低空经济的支持力度,形成了从国家到地方的全方位政策扶持体系。
低空经济的产业布局呈现出多元化、协同化的发展态势,涵盖了低空制造、低空飞行、低空保障和综合服务等多个核心板块。地理信息不仅为低空经济发展打造数字底座、提供安全保障,更需深度嵌入低空经济价值链,把握这一万亿级市场机遇。
实景三维中国助力低空经济
在低空经济蓬勃发展的浪潮中,实景三维中国建设宛如一座坚固的数字底座,为其安全、健康发展提供了不可或缺的支撑。它以独特的技术优势和丰富的数据资源,为低空空域的精细化管理、低空飞行的安全保障以及低空经济的创新发展注入了强大动力。
自2019年自然资源部明确提出推进实景三维中国建设以来,这一宏大工程便踏上了稳步推进的征程。截至目前,已组织建设了735万平方千米不同精细程度的地形级、城市级、部件级实景三维数据,为美丽中国建设提供了统一的时空基础框架。
实景三维中国建设对低空经济的支撑作用是全方位、多层次的。在低空空域数字化方面,它通过高精度的三维模型,将现实中的低空空域环境进行数字化呈现,为低空空域的规划、管理和使用提供了直观、准确的基础数据。借助实景三维技术,可以清晰地看到低空空域内的地形地貌、建筑物分布、障碍物位置等信息,从而动态评价低空空域风险,合理规划低空飞行航路,避免飞行冲突,保障空域安全,提高空域利用效率。
在空域管理方面,实景三维数据为低空飞行的实时监控和管理提供了有力支持。通过与无人机飞行信息管理系统的对接,管理人员可以实时掌握无人机的飞行位置、高度、速度等信息,并结合实景三维模型,对无人机的飞行状态进行全面监控。一旦发现异常情况,如无人机偏离预定航线、进入禁飞区域等,能够及时采取措施进行处置,确保低空飞行的安全有序。
在低空安全飞行方面,实景三维技术为飞控手提供了更加真实、准确的飞行环境信息。飞控手可以通过机载设备实时查看周边的地形地貌、建筑物及障碍物等信息,提前做好飞行规划和应对措施,有效降低飞行风险。在山区等复杂地形环境中飞行时,飞控手可以借助实景三维模型提前了解地形变化,避免因视线受阻而发生碰撞事故。
展望未来,随着技术的不断进步和应用的不断深化,实景三维中国建设将在低空经济领域发挥更加重要的作用。到2035年,实景三维中国有望实现更加全面、精细的覆盖,为低空经济的发展提供更加精准、高效的数据支持。实景三维技术将与人工智能、大数据、物联网、5G—A/6G等新兴技术深度融合,实现低空飞行的智能化管理和运营。通过人工智能算法对实景三维数据进行分析,可以实现对低空飞行需求的精准预测,优化飞行航线规划,提高空域资源的利用效率。
发展自主可控的新型航图
在低空经济蓬勃发展的进程中,测绘地理信息扮演着不可或缺的重要角色。测绘地理信息在实景三维产品升级、航图变革以及农业植保领域应用等方面发挥着关键作用,为低空经济的稳健前行奠定了坚实基础。
航图作为飞行器飞行的重要指引,在低空经济发展中面临着深刻的变革。传统航图在比例尺、适用对象等方面存在诸多局限。比如,传统航图主要服务于运输航空和通用航空,其比例尺较小,侧重于宏观层面的导航信息展示。而在低空飞行领域,尤其是无人机广泛应用的当下,传统航图的局限性愈发凸显:无人机低空飞行时,需要更精准的地形、障碍物等微观信息以确保飞行安全,传统航图难以满足这一需求,其提供的信息在精度和详细程度上都无法满足无人机对复杂低空环境的感知和应对要求;传统航图主要为人眼识别和飞行员操作设计,对于无人机自主飞行而言,缺乏机器可读的数字化产品和智能交互功能,难以实现与无人机飞行控制系统的无缝对接。
掌握自主可控的航图对于我国低空经济的安全发展至关重要。回顾历史,长城航空因母公司受到美国制裁,导航数据供应商停供航图资料及导航数据库,短短数周便丧失运行能力,最终破产。2022年,俄乌冲突期间,国际航图供应商对俄罗斯用户全面停止服务,给俄罗斯的航空业带来了巨大冲击。
这些案例深刻警示我们,国际航图长期被国外公司垄断,不仅服务价格高昂,而且存在严重的安全风险,是民航运行中典型的“卡脖子”领域。一旦在关键时期失去航图支持,整个低空经济体系将面临瘫痪的危险。因此,发展自主可控的航图,是摆脱外部制约、保障低空经济安全稳定发展的必然选择。
为了满足低空经济发展的需求,必须构建高精度、高动态、高可信的新型航图。这种航图在精度方面,不仅要具备精确的几何坐标信息,还要对地表物体的属性进行详细标注,如建筑物的高度、性质,高架电线的位置、高度等,为低空飞行器提供准确的环境感知数据。在高动态更新方面,能够实时反映地面环境的变化,如临时施工、人员聚集等情况,确保航图信息始终与实际环境保持一致。借助先进的传感器技术和数据传输网络,实现对地面信息的实时采集和快速更新,使航图能够在分钟级甚至秒级的时间内完成数据更新。在高可信方面,要对航图中的障碍物信息进行严格验证和审核,确保其准确性和可靠性。
创新升级实景三维产品
实景三维产品作为低空经济的重要支撑,需要进行创新升级,以更好地服务于低空空域、低空飞行的安全管理和高效运行。
服务于低空经济的实景三维与传统实景三维存在显著区别。在标示障碍物方面,传统实景三维可能会忽略一些对低空飞行有潜在威胁的小型障碍物,如广告牌、天线等。而服务于低空经济的实景三维则必须将这些障碍物纳入采集范围,并进行精确的三维建模,以确保低空飞行器能够及时发现并避开这些障碍物。
在特殊要素方面,传统实景三维主要关注一般性的地理信息,而低空实景三维则更加注重高价值高风险的特殊要素,如高铁、输电线、医院、学校等。这些要素对于低空飞行安全至关重要,一旦发生碰撞,将造成严重的后果。在动态信息方面,传统实景三维的数据更新周期较长,难以满足低空飞行对实时动态信息的需求。而低空实景三维则强调对人员集聚、活动举办等动态信息的快速采集和更新,以保障低空飞行的安全。
针对低空飞行的特殊需求,需要加强对相关要素的采集与更新。对于高价值特殊要素,采用高精度的测绘技术进行详细的三维建模,包括其位置、高度、形状等信息。利用激光雷达技术对高铁线路进行高精度扫描,获取其精确的三维坐标和地形信息,为低空飞行器提供准确的避让参考。
在高动态信息采集方面,结合物联网、大数据等技术手段,实现对地面动态信息的实时监测和快速更新。通过在人员密集场所部署传感器,实时采集人员数量、分布等信息,并及时更新到实景三维模型中。利用社交媒体数据和实时监控视频,获取活动举办、交通拥堵等信息,为低空飞行提供实时的环境情报。
为了实现新型实景三维产品的生产和更新,需要同步发展相关的技术和标准。在技术方面,应不断探索和应用新的测绘技术和数据处理方法,如倾斜摄影测量、三维激光扫描、人工智能图像识别等。倾斜摄影测量技术能够快速获取地物的多角度影像,通过数据处理生成高精度的三维模型。人工智能图像识别技术则可以对采集到的影像数据进行自动分析和识别,快速提取出障碍物、特殊要素等信息。
在标准方面,应制定适用于低空经济的实景三维数据标准,包括数据采集、处理、存储、更新等环节的规范,明确数据的精度要求、格式标准、更新频率等,确保不同地区、不同部门的数据能够相互兼容和共享,从而为低空经济的发展提供统一的数据支持。