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

遙感影像數(shù)據(jù)預處理主要包括對遙感影像的幾何精糾正、遙感影像的鑲嵌、遙感影像的配準以及規(guī)劃專題圖和遙感影像的匹配。建筑基礎數(shù)據(jù)主要包括建筑物的坐標、圍保、類型等基礎數(shù)據(jù)，主要通過人工統(tǒng)計及其他系統(tǒng)導入的方式獲取；建筑能耗數(shù)據(jù)通過建立在建筑用能體系內的實時能耗采集系統(tǒng)，對建筑的分類分項能耗進行實時采集，并通過網(wǎng)絡傳輸至數(shù)據(jù)中心。匯總了遙感影像數(shù)據(jù)和建筑能耗及基礎數(shù)據(jù)后，根據(jù)建筑監(jiān)管業(yè)務的不同需要，按照不同的數(shù)據(jù)顆粒度，對建筑進行建模，并建立建筑節(jié)能與綠色建筑模型數(shù)據(jù)庫。在建筑節(jié)能評價指標體系的基礎上，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)指標體系中選取適當?shù)臄?shù)據(jù)指標進行組合，對建筑的節(jié)能數(shù)據(jù)指標體系定量評價，判斷建筑綜合能效水平的高低，數(shù)據(jù)分析與挖掘的結果主要包括：①建筑圍保與空調能耗的評估；②城市建筑屋頂可再生能源現(xiàn)狀的潛力評估；③城市熱島與城市建筑能耗關聯(lián)分析；④城市建筑能耗密度分析；⑤城市建筑能耗趨勢預測。節(jié)能監(jiān)察大隊在數(shù)據(jù)分析的基礎上，對管轄區(qū)域內的建筑節(jié)能工作開展現(xiàn)狀進行評估，并對節(jié)能工作效果進行監(jiān)察。建筑節(jié)能主管部門通過監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結果，了解建筑節(jié)能工作開展的薄弱環(huán)節(jié)和工作重點，并以監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，制定下一階段的節(jié)能政策。

監(jiān)測對象

監(jiān)測對象主要包括空間信息數(shù)據(jù)、建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)、建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)3種。空間信息數(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)信息和房地產信息。而監(jiān)測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反演要素。地表溫度反演和熱島效應反演可通過單一熱紅外通道方法、分裂窗方法、基于MODIS探測儀的白天/夜間MODISLST方法實現(xiàn)。

2建筑能耗主要檢測以下要素：(1)建筑圍保與空調能耗評估是指通過分析空調冷熱負荷所消耗的能量與建筑圍保系統(tǒng)的關系，改善建筑圍保系統(tǒng)降低空調能耗。(2)可再生能源利用現(xiàn)狀及開發(fā)潛力評估是指通過對城市建筑物屋頂?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、分布情況及潛力評估，結合高分遙感技術，對建筑屋頂進行分類識別，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聯(lián)分析是指利用分辨率較低的紅外遙感圖，結合建筑的耗能熱島的分布情況，分析出典型季節(jié)和典型時間段(白天、黑夜、冬季、夏季)城市能耗的高密度點與溫度高點的關系。(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/占地面積之間的關系，總結出典型城市建筑的能耗密度。(5)城市建筑能耗趨勢預測是指通過分析各類建筑的典型建筑能耗，利用地面的房產信息，對建筑物分布做類別區(qū)劃，通過計算每類建筑的用能特點和面積，計算整個城市的用能情況，對城市未來的能耗趨勢做出預測。(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，具體應用時可根據(jù)遙感熱紅外波段的設置采用單窗或分裂窗算法進行地表溫度反演。(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)，采用面向對象的分類技術，實現(xiàn)建筑物與周邊環(huán)境要素的空間分布要素信息。

監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取

監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取應遵循真實性、準確性、時效性、連續(xù)性、保密性等原則。(1)真實性原則：監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取必須遵循客觀、真實的工作原則，實行現(xiàn)場、實點、準確采集、填報和集成。(2)準確性原則：數(shù)據(jù)的準確性主要包括數(shù)值的準確性、采集時間的準確性、計量單位的準確性。為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，必須對獲取的數(shù)據(jù)進行審核。(3)時效性原則：監(jiān)測數(shù)據(jù)要按照規(guī)定的獲取周期及時采集、及時審核、快速傳輸，及時反映建筑能耗和綠色建筑發(fā)展趨勢，發(fā)揮其分析預測效能。(4)連續(xù)性原則：一定時期內獲取的同一城市的監(jiān)測數(shù)據(jù)保證前后連貫，具有相對穩(wěn)定性和前后可比性，從而保證預測分析的科學性、有效性。(5)保密性原則：通過合法監(jiān)控、管理監(jiān)控和技術監(jiān)控，對獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行保護，保證數(shù)據(jù)在外界非法侵入和使用、被故意/無意地改造或破壞、被故意或無意地泄漏以及盜竊的情況下得到保護。

可用于建筑能耗監(jiān)測的遙感數(shù)據(jù)主要有熱紅外波段數(shù)據(jù)和可見光高分數(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)建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)。建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括建筑分項實時能耗數(shù)據(jù)和建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)。建筑分項實時能耗數(shù)據(jù)是指能量在建筑內主要用于采暖、供冷、供生活熱水，以及風機、炊事設備、照明設備、家電/辦公設備、電梯、機房設備、建筑內服務設備和其他特殊功能設備等消耗。建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)是指中國建筑熱環(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、相對濕度、地面溫度、風向風速、日照時數(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)主要包括房地產信息、圍保系統(tǒng)信息、空調設備信息、可再生能源系統(tǒng)信息、空間地理信息。房地產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)的結構、圍保材料類別等；空調設備信息是指空調的類型、功率等；可再生能源系統(tǒng)信息是指太陽能光熱、太陽能光電、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的信息，表示地表建筑體及環(huán)境固有的數(shù)量、質量、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)。要能夠實現(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到米級或亞米級要求，波段要求在可見光波段范圍內。

監(jiān)測數(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求取相關波段數(shù)據(jù)3種。專題數(shù)據(jù)的基本內容包括建筑物與周邊環(huán)境分布專題產品、城市冷熱源分布專題產品、城市熱島分布專題產品。專題數(shù)據(jù)算法模型包括面向對象信息提取算法與技術、大氣糾正模型、地表反射率算法、地表溫度反演單窗算法。對于加工完的數(shù)據(jù)產品可以分成建筑物與周邊環(huán)境信息原始矢量產品、地表溫度數(shù)據(jù)兩類。