作者：施一明 鄒驍 談曦 賴春林 單位：浙江大學(xué)智能系統(tǒng)和控制研究所

遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括對(duì)遙感影像的幾何精糾正、遙感影像的鑲嵌、遙感影像的配準(zhǔn)以及規(guī)劃專題圖和遙感影像的匹配。建筑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括建筑物的坐標(biāo)、圍保、類型等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要通過人工統(tǒng)計(jì)及其他系統(tǒng)導(dǎo)入的方式獲取；建筑能耗數(shù)據(jù)通過建立在建筑用能體系內(nèi)的實(shí)時(shí)能耗采集系統(tǒng)，對(duì)建筑的分類分項(xiàng)能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)中心。匯總了遙感影像數(shù)據(jù)和建筑能耗及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，根據(jù)建筑監(jiān)管業(yè)務(wù)的不同需要，按照不同的數(shù)據(jù)顆粒度，對(duì)建筑進(jìn)行建模，并建立建筑節(jié)能與綠色建筑模型數(shù)據(jù)庫(kù)。在建筑節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)節(jié)能及舒適度特征量化描述的集合，并從數(shù)據(jù)指標(biāo)體系中選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行組合，對(duì)建筑的節(jié)能數(shù)據(jù)指標(biāo)體系定量評(píng)價(jià)，判斷建筑綜合能效水平的高低，數(shù)據(jù)分析與挖掘的結(jié)果主要包括：①建筑圍保與空調(diào)能耗的評(píng)估；②城市建筑屋頂可再生能源現(xiàn)狀的潛力評(píng)估；③城市熱島與城市建筑能耗關(guān)聯(lián)分析；④城市建筑能耗密度分析；⑤城市建筑能耗趨勢(shì)預(yù)測(cè)。節(jié)能監(jiān)察大隊(duì)在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)管轄區(qū)域內(nèi)的建筑節(jié)能工作開展現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)節(jié)能工作效果進(jìn)行監(jiān)察。建筑節(jié)能主管部門通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，了解建筑節(jié)能工作開展的薄弱環(huán)節(jié)和工作重點(diǎn)，并以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，制定下一階段的節(jié)能政策。

監(jiān)測(cè)對(duì)象

監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括空間信息數(shù)據(jù)、建筑動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)、建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)3種?？臻g信息數(shù)據(jù)主要包括遙感數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)。建筑動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括建筑能耗數(shù)據(jù)和建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)。建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包含建筑物圍保系統(tǒng)信息和房地產(chǎn)信息。而監(jiān)測(cè)要素則主要包括以下幾種。

1遙感數(shù)據(jù)熱紅外遙感影像主要包括地表溫度反演和熱島效應(yīng)反演要素。地表溫度反演和熱島效應(yīng)反演可通過單一熱紅外通道方法、分裂窗方法、基于MODIS探測(cè)儀的白天/夜間MODISLST方法實(shí)現(xiàn)。

2建筑能耗主要檢測(cè)以下要素：(1)建筑圍保與空調(diào)能耗評(píng)估是指通過分析空調(diào)冷熱負(fù)荷所消耗的能量與建筑圍保系統(tǒng)的關(guān)系，改善建筑圍保系統(tǒng)降低空調(diào)能耗。(2)可再生能源利用現(xiàn)狀及開發(fā)潛力評(píng)估是指通過對(duì)城市建筑物屋頂?shù)墓夥⒐鉄帷⒖諝庠礋岜玫瓤稍偕茉捶植嫉默F(xiàn)狀普查、分布情況及潛力評(píng)估，結(jié)合高分遙感技術(shù)，對(duì)建筑屋頂進(jìn)行分類識(shí)別，篩選出可利用可再生能源的建筑，便于未來開發(fā)利用。(3)城市熱島與城市建筑能耗關(guān)聯(lián)分析是指利用分辨率較低的紅外遙感圖，結(jié)合建筑的耗能熱島的分布情況，分析出典型季節(jié)和典型時(shí)間段(白天、黑夜、冬季、夏季)城市能耗的高密度點(diǎn)與溫度高點(diǎn)的關(guān)系。(4)城市建筑能耗密度分析是指通過分析城市建筑能耗密度圖(白天、夜間)、總能耗/建筑面積、總能耗/占地面積之間的關(guān)系，總結(jié)出典型城市建筑的能耗密度。(5)城市建筑能耗趨勢(shì)預(yù)測(cè)是指通過分析各類建筑的典型建筑能耗，利用地面的房產(chǎn)信息，對(duì)建筑物分布做類別區(qū)劃，通過計(jì)算每類建筑的用能特點(diǎn)和面積，計(jì)算整個(gè)城市的用能情況，對(duì)城市未來的能耗趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)。(6)地表溫度反演要素：利用熱紅外遙感波段數(shù)據(jù)，采用熱紅外輻射傳輸模型反演得到地表溫度，具體應(yīng)用時(shí)可根據(jù)遙感熱紅外波段的設(shè)置采用單窗或分裂窗算法進(jìn)行地表溫度反演。(7)城市熱島要素：利用地表溫度遙感反演數(shù)據(jù)，分析比較得出城市冷熱源分布情況，根據(jù)冷然源分布確認(rèn)城市熱島要素信息。(8)城市建筑物與周邊環(huán)境要素：利用高分遙感數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑物與周邊環(huán)境要素的空間分布要素信息。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)遵循真實(shí)性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性、連續(xù)性、保密性等原則。(1)真實(shí)性原則：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取必須遵循客觀、真實(shí)的工作原則，實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)點(diǎn)、準(zhǔn)確采集、填報(bào)和集成。(2)準(zhǔn)確性原則：數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性主要包括數(shù)值的準(zhǔn)確性、采集時(shí)間的準(zhǔn)確性、計(jì)量單位的準(zhǔn)確性。為確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。(3)時(shí)效性原則：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要按照規(guī)定的獲取周期及時(shí)采集、及時(shí)審核、快速傳輸，及時(shí)反映建筑能耗和綠色建筑發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)揮其分析預(yù)測(cè)效能。(4)連續(xù)性原則：一定時(shí)期內(nèi)獲取的同一城市的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保證前后連貫，具有相對(duì)穩(wěn)定性和前后可比性，從而保證預(yù)測(cè)分析的科學(xué)性、有效性。(5)保密性原則：通過合法監(jiān)控、管理監(jiān)控和技術(shù)監(jiān)控，對(duì)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，保證數(shù)據(jù)在外界非法侵入和使用、被故意/無(wú)意地改造或破壞、被故意或無(wú)意地泄漏以及盜竊的情況下得到保護(hù)。

可用于建筑能耗監(jiān)測(cè)的遙感數(shù)據(jù)主要有熱紅外波段數(shù)據(jù)和可見光高分?jǐn)?shù)據(jù)，包含3種數(shù)據(jù)類型：BSQ(bandsequential)格式、BIP(bandinterleavedbypix-el)格式、BIL(bandinterleavedline)格式。

(1)建筑動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)。建筑動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括建筑分項(xiàng)實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)和建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)。建筑分項(xiàng)實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)是指能量在建筑內(nèi)主要用于采暖、供冷、供生活熱水，以及風(fēng)機(jī)、炊事設(shè)備、照明設(shè)備、家電/辦公設(shè)備、電梯、機(jī)房設(shè)備、建筑內(nèi)服務(wù)設(shè)備和其他特殊功能設(shè)備等消耗。建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)是指中國(guó)建筑熱環(huán)境氣象數(shù)據(jù)集中用于熱環(huán)境分析的地面氣候資料，主要包括氣溫、相對(duì)濕度、地面溫度、風(fēng)向風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等參數(shù)。

(2)建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)。建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括房地產(chǎn)信息、圍保系統(tǒng)信息、空調(diào)設(shè)備信息、可再生能源系統(tǒng)信息、空間地理信息。房地產(chǎn)信息是指建筑物的類別、用途、占地面積、建筑面積等數(shù)據(jù)；圍保系統(tǒng)信息是指建筑物圍保系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、圍保材料類別等；空調(diào)設(shè)備信息是指空調(diào)的類型、功率等；可再生能源系統(tǒng)信息是指太陽(yáng)能光熱、太陽(yáng)能光電、空氣源熱泵等系統(tǒng)的信息；空間地理信息是指與建筑物空間地理分布有關(guān)的信息，表示地表建筑體及環(huán)境固有的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律。(3)熱紅外遙感數(shù)據(jù)。地表物體的溫度一般在±40℃之間，平均環(huán)境溫度為27℃，其輻射峰值位于8～14μm。因此，熱紅外波段的大氣窗口可選為8～14μm之間的波段。(4)高分遙感數(shù)據(jù)。要能夠?qū)崿F(xiàn)城市建筑物的提取，高分遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率要求達(dá)到米級(jí)或亞米級(jí)要求，波段要求在可見光波段范圍內(nèi)。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與加工

專題數(shù)據(jù)源有可見光波段高分遙感數(shù)據(jù)、熱紅外波段遙感數(shù)據(jù)、NDVI求取相關(guān)波段數(shù)據(jù)3種。專題數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容包括建筑物與周邊環(huán)境分布專題產(chǎn)品、城市冷熱源分布專題產(chǎn)品、城市熱島分布專題產(chǎn)品。專題數(shù)據(jù)算法模型包括面向?qū)ο笮畔⑻崛∷惴ㄅc技術(shù)、大氣糾正模型、地表反射率算法、地表溫度反演單窗算法。對(duì)于加工完的數(shù)據(jù)產(chǎn)品可以分成建筑物與周邊環(huán)境信息原始矢量產(chǎn)品、地表溫度數(shù)據(jù)兩類。