在第十八届中国智慧城市大会上，中国科学院院士周成虎提出了一个大胆构想——构建以低空无人机遥感网为核心的智慧城市“三维天眼”体系。他指出，随着数字孪生城市的兴起，城市空间资源的精细化管理和高效利用成为关键。而将地面以上约600米的低空空域充分开发，部署全天候、智能化的无人机遥感网络，将为智慧城市建设提供强大的立体感知能力，如同为城市装上“天眼”，将深刻重塑城市治理模式和社会经济活动图景。

时代召唤：城市数字化转型

“城市是人类文明的结晶，承载着文明的传承。从古巴比伦的青铜时代城堡，到古希腊哲学闪耀的城邦；从开启现代化的伦敦，到重塑城市形态的纽约；从商朝的殷都、隋唐的长安、明清的北京，到近代的上海、改革开放的深圳……中国的城市同样书写着独具特色的中华文明篇章。摩天大楼作为现代工业文明的象征拔地而起，标志着工业时代的城市繁荣。”周成虎表示，“如今，人类已迈入数字文明时代。城市建设随之进入数字孪生时代。智慧城市旨在解决‘大城市病’，提升政务、民生、经济效能，整合分散的政务民生与经济应用，打破部门间的‘数据孤岛’。在此时代背景下，城市需实现高标准规划、高质量建设、精细化管理，促进空间资源高效利用与综合功能协调发展。基于空间的数字孪生城市应与实体城市同步规划、同步建设、共同生长。城市大数据资产需开放共享，以支撑公共服务与治理决策。”

周成虎院士介绍，我国智慧城市发展历程可追溯至2000年习近平总书记前瞻性提出建设“数字福州”的战略部署，历经探索期、加速期、建设期，现已步入深化期。习近平总书记强调要“加快城市数字化转型”“努力走出一条中国特色超大城市治理现代化的新路”。2024年，国家发改委、国家数据局、财政部、自然资源部联合发布《关于深化智慧城市发展推进城市全域数字化转型的指导意见》，明确了发展目标：到2027年，全国城市全域数字化转型取得明显成效，打造一批横向打通、纵向贯通、各具特色的宜居、韧性、智慧城市；到2030年，全域数字化转型全面突破，人民群众获得感、幸福感、安全感显著提升，涌现一批在数字文明时代具有全球竞争力的中国式现代化城市。

该《意见》提出了三大重点任务方向：一是全方位增强城市数字化转型支撑。建设完善的数字基础设施：深入实施城市云网强基行动、建设数据流通利用基础设施，加快推动公共设施数字化改造、智能化运营。构建数据要素赋能体系，加快完善省、市两级政务数据平台，整合构建全国一体化政务大数据体系，有序推动公共数据开放。二是全过程优化城市数字化转型生态。推进适数字化制度创新，鼓励城市开展管理服务手段、模式和理念的适数字化变革，建立健全相关制度规范，完善规则规范和运行流程体系。推动城市群数字一体化发展，数字经济东西部协作。三是全领域推进城市数字化转型。建立城市数字化共性基础，鼓励有条件的地方推进城市信息模型、时空大数据、国土空间基础信息、实景三维中国等基础平台功能整合、协同发展、应用赋能，为城市数字化转型提供统一的时空框架。培育壮大城市数字经济，促进新型产城融合发展。推进城市精准精细治理，探索建设基于城市统一标识体系的“城市码”，推进房屋建筑、重大项目等“落图+赋码”机制，形成“多码合一、一码互联”的服务治理体系。丰富普惠数字公共服务，优化绿色智慧宜居环境，提升城市安全韧性水平，加强城市物理空间安全管理、安全风险态势感知、数字空间安全管理，推进建设有韧性的城市数据可信流通体系。

周成虎院士认为，BIM（建筑信息模型）和CIM（城市信息模型）是支撑城市数字化转型的重要基础。依托这些基础，才能顺应第四次工业革命浪潮，构建起强大的城市数智时空底座。这将在更广范围、更深层次实现对体力的替代，极大解放人类潜能，实现更高效率、更优品质，从根本上改变建筑行业乃至城市运行模式。

空间拓展：城市发展新维度

周成虎院士表示，数字底座逐渐夯实，城市空间的开发利用开始向立体维度深度拓展，特别是具有巨大潜力的低空领域。

空间是人类生存和发展的基础。从智人走出非洲到蒙古帝国横跨欧亚，人类通过空间拓展获取资源、技术与权力。人类发展史本质上是对多维空间的系统性开发：从适应地理环境到构建社会关系，从技术驱动的物理突破到全球网络的互联互通，每一阶段的空间开发都深刻塑造了文明的形态与轨迹。地表土地空间孕育了绵延千载的农耕经济，近地表空间开启了以摩天大楼为标志的工业经济时代，海洋空间推动了全球版图重构，中高大气空间支撑了航空经济的发展，太空开发则催生了新兴的太空经济。如今，低空空域的开发，正以前所未有的方式深刻改变人类生活与经济发展格局。中国率先提出发展低空经济，将地面以上约600米的空域充分用于智慧城市建设，将重塑整个人类社会经济活动图景。

技术基石：建立城市低空遥感网

“经过近200年的发展，遥感技术已形成地基、航空、航天、低空协同的全空间立体观测体系。”周成虎院士说，“低空遥感是随着无人机等技术成熟而兴起的新型遥感手段。它利用无人机平台集成光学、红外、激光等多种传感器，构建起灵活机动、续航持久、适应全天候作业的遥感数据获取与处理系统。低空遥感与地基遥感、卫星遥感共同构成了全空间遥感立体观测体系。”

构建低空遥感网，需要飞行器（无人机）、地面移动通信网络、遥感地面基站等核心要素。其中，低空无人机遥感智能基站作为新一代测绘装备，扮演着关键角色。它需要满足全场景需求，即全天时、多功能、长航时、移动式、轻量级、高频次。

周成虎院士介绍，根据应用场景差异，遥感地面基站类型包括以下几种。

轻量级基站：赋能轻型无人机，适合狭小区域精细化作业，支持急速换电复飞，实现不间断作业。典型应用包括配电线路、变电站、化工园区、5G设备精细巡检，以及安防、施工监测等。

多功能基站：赋能小型行业级无人机，不惧恶劣环境，支持多功能挂载，满足全场景应用。典型应用包括大气、水质、农业监测，油气、化工泄漏监测，山火、洪水灾害监测，城市管理和基础测绘等综合应用。

长航时基站：赋能固定翼无人机，作业半径超30千米，续航100分钟，飞行速度每小时72千米，适合长距离高效数据采集。典型应用包括交通不便区域（岸线、边区、林场、大型水库）巡查，大面积正射影像、实景三维、点云采集等基础测绘。

航母式基站（移动式全自动机场）：机动灵活，显著延伸无人机作业半径。整车可装配6台无人机，支持异地起降、协同作业。典型应用包括突发山火、重大安保等应急监测，火灾救援、应急抢险等多机协同场景。

全时域基站：兼具多旋翼无人机灵活性与固定翼无人机长航程优势，覆盖范围可达传统旋翼基站的4倍。

这些新型装备的研发与应用，契合了国家发改委对未来产业的布局要求，是构建智慧城市新型基础设施体系的重要组成部分。

与此同时，我国低空遥感科技攻关也取得显著成效，呈现出定量化、自动化、协同化的发展趋势。“十三五”期间，国家重点研发“高频次迅捷无人航空器区域组网遥感观测技术”，旨在构建无人机组网管控与多源数据实时处理系统，实现多架无人航空器快速机动部署、协同作业与数据迅捷处理，服务于环保、自然资源管理、应急、基础测绘等领域。

“十四五”期间，国家提出构建“全时全域无人机遥感网”目标，重点研究“复杂环境无人机全时全域组网观测技术与综合验证”，内容包括实现全时智能化遥感作业、多机多任务协同、航路网规划与风险评估、空地一体观测，攻克复杂环境下全域作业与多机协同、机上实时目标识别与自主规划、实时成图、复杂环境下管控与产品汇聚等关键技术，最终建成遥感无人机全时全域智能观测体系。重点研发方向还包括长航时无人机森林大型动物监测识别、全天候森林火险监测预报与早期探测、非显性滑坡隐患勘测技术装备等。

核心架构：“三维天眼”体系

周成虎院士表示，低空无人机遥感网的核心架构可概括为：“一张网、一个中心、一个工厂、N个应用”。

一张网即针对不同业务场景，部署功能各异的无人机基站，通过统一接入网络，实现核心区7×24小时高频次自主巡检和5分钟内快速响应。

一个中心即智能运行系统，集无人机指挥调度、组网飞行、动态航路规划、安全监测于一体，具备接入千架以上多品牌、多型号无人机的能力，支持百架以上无人机并发调度。

一个工厂即遥感大数据工厂，是集海量高分辨率遥感数据汇聚、自动化数据处理、智能化数据分析、时空数据可视化于一体的软件平台，可实现数据的大规模处理、分析与深加工。

N个应用即面向政府各部门、各行业及社会公众，提供丰富的时空遥感大数据应用解决方案，包括城市管理与综合执法、城市实景三维与低空全息地图等。城市管理与综合执法主要针对私搭乱建等隐蔽性强、易反复的顽疾，无人机高空巡查可有效覆盖地面视觉死角（如屋顶、棚户区），通过航拍影像快速识别在建违建，固定证据，极大提升执法效能。城市实景三维与低空全息地图主要是通过构建覆盖全域、全时的城市动态监测网络，与地面街道摄像头形成互补，共同构成智慧城市的“三维天眼”，即以约15平方千米为基本监测单元，形成覆盖城市的感知网络；依托强大的智慧中心统一管理空中飞行器，确保按需、按时、安全稳定运行；海量数据汇聚至“遥感大数据工厂”进行智能化处理。这种模式将显著降低大规模实景三维测绘成本（估算每平方千米3000至5000元），为构建融合自然资源与规划信息的“城市低空全息地图”提供技术手段。

周成虎院士指出，未来20至30年，中国城市化进程仍将持续，预计将有3亿多人从农村进入城市。智慧城市建设是支撑这一宏伟进程的关键，低空无人机遥感网作为智慧城市的“三维天眼”，是数字底座在立体空间感知维度的重要延伸。智慧城市建设将助推高效、便捷、安全的生活，重塑未来城市形态，并有望成为21世纪的引领性产业。