前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的建筑节能遥感监测的价值阐述，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
作者：施一明 邹骁 谈曦 赖春林 单位：浙江大学智能系统和控制研究所
遥感影像数据预处理主要包括对遥感影像的几何精纠正、遥感影像的镶嵌、遥感影像的配准以及规划专题图和遥感影像的匹配。建筑基础数据主要包括建筑物的坐标、围保、类型等基础数据，主要通过人工统计及其他系统导入的方式获取；建筑能耗数据通过建立在建筑用能体系内的实时能耗采集系统，对建筑的分类分项能耗进行实时采集，并通过网络传输至数据中心。汇总了遥感影像数据和建筑能耗及基础数据后，根据建筑监管业务的不同需要，按照不同的数据颗粒度，对建筑进行建模，并建立建筑节能与绿色建筑模型数据库。在建筑节能评价指标体系的基础上，根据节能及舒适度特征量化描述的集合，并从数据指标体系中选取适当的数据指标进行组合，对建筑的节能数据指标体系定量评价，判断建筑综合能效水平的高低，数据分析与挖掘的结果主要包括：①建筑围保与空调能耗的评估；②城市建筑屋顶可再生能源现状的潜力评估；③城市热岛与城市建筑能耗关联分析；④城市建筑能耗密度分析；⑤城市建筑能耗趋势预测。节能监察大队在数据分析的基础上，对管辖区域内的建筑节能工作开展现状进行评估，并对节能工作效果进行监察。建筑节能主管部门通过监测数据和分析结果，了解建筑节能工作开展的薄弱环节和工作重点，并以监测数据为依据，制定下一阶段的节能政策。
监测对象
监测对象主要包括空间信息数据、建筑动态信息数据、建筑静态信息数据3种。空间信息数据主要包括遥感数据和地理信息数据。建筑动态信息数据主要包括建筑能耗数据和建筑环境气象数据。建筑静态信息数据主要包含建筑物围保系统信息和房地产信息。而监测要素则主要包括以下几种。
1遥感数据热红外遥感影像主要包括地表温度反演和热岛效应反演要素。地表温度反演和热岛效应反演可通过单一热红外通道方法、分裂窗方法、基于MODIS探测仪的白天/夜间MODISLST方法实现。
2建筑能耗主要检测以下要素：(1)建筑围保与空调能耗评估是指通过分析空调冷热负荷所消耗的能量与建筑围保系统的关系，改善建筑围保系统降低空调能耗。(2)可再生能源利用现状及开发潜力评估是指通过对城市建筑物屋顶的光伏、光热、空气源热泵等可再生能源分布的现状普查、分布情况及潜力评估，结合高分遥感技术，对建筑屋顶进行分类识别，筛选出可利用可再生能源的建筑，便于未来开发利用。(3)城市热岛与城市建筑能耗关联分析是指利用分辨率较低的红外遥感图，结合建筑的耗能热岛的分布情况，分析出典型季节和典型时间段(白天、黑夜、冬季、夏季)城市能耗的高密度点与温度高点的关系。(4)城市建筑能耗密度分析是指通过分析城市建筑能耗密度图(白天、夜间)、总能耗/建筑面积、总能耗/占地面积之间的关系，总结出典型城市建筑的能耗密度。(5)城市建筑能耗趋势预测是指通过分析各类建筑的典型建筑能耗，利用地面的房产信息，对建筑物分布做类别区划，通过计算每类建筑的用能特点和面积，计算整个城市的用能情况，对城市未来的能耗趋势做出预测。(6)地表温度反演要素：利用热红外遥感波段数据，采用热红外辐射传输模型反演得到地表温度，具体应用时可根据遥感热红外波段的设置采用单窗或分裂窗算法进行地表温度反演。(7)城市热岛要素：利用地表温度遥感反演数据，分析比较得出城市冷热源分布情况，根据冷然源分布确认城市热岛要素信息。(8)城市建筑物与周边环境要素：利用高分遥感数据，采用面向对象的分类技术，实现建筑物与周边环境要素的空间分布要素信息。
监测数据获取
监测数据的获取应遵循真实性、准确性、时效性、连续性、保密性等原则。(1)真实性原则：监测数据的获取必须遵循客观、真实的工作原则，实行现场、实点、准确采集、填报和集成。(2)准确性原则：数据的准确性主要包括数值的准确性、采集时间的准确性、计量单位的准确性。为确保监测数据的准确性，必须对获取的数据进行审核。(3)时效性原则：监测数据要按照规定的获取周期及时采集、及时审核、快速传输，及时反映建筑能耗和绿色建筑发展趋势，发挥其分析预测效能。(4)连续性原则：一定时期内获取的同一城市的监测数据保证前后连贯，具有相对稳定性和前后可比性，从而保证预测分析的科学性、有效性。(5)保密性原则：通过合法监控、管理监控和技术监控，对获取的监测数据进行保护，保证数据在外界非法侵入和使用、被故意/无意地改造或破坏、被故意或无意地泄漏以及盗窃的情况下得到保护。
可用于建筑能耗监测的遥感数据主要有热红外波段数据和可见光高分数据，包含3种数据类型：BSQ(bandsequential)格式、BIP(bandinterleavedbypix-el)格式、BIL(bandinterleavedline)格式。
(1)建筑动态信息数据。建筑动态信息数据主要包括建筑分项实时能耗数据和建筑环境气象数据。建筑分项实时能耗数据是指能量在建筑内主要用于采暖、供冷、供生活热水，以及风机、炊事设备、照明设备、家电/办公设备、电梯、机房设备、建筑内服务设备和其他特殊功能设备等消耗。建筑环境气象数据是指中国建筑热环境气象数据集中用于热环境分析的地面气候资料，主要包括气温、相对湿度、地面温度、风向风速、日照时数等参数。
(2)建筑静态信息数据。建筑静态信息数据主要包括房地产信息、围保系统信息、空调设备信息、可再生能源系统信息、空间地理信息。房地产信息是指建筑物的类别、用途、占地面积、建筑面积等数据；围保系统信息是指建筑物围保系统的结构、围保材料类别等；空调设备信息是指空调的类型、功率等；可再生能源系统信息是指太阳能光热、太阳能光电、空气源热泵等系统的信息；空间地理信息是指与建筑物空间地理分布有关的信息，表示地表建筑体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。(3)热红外遥感数据。地表物体的温度一般在±40℃之间，平均环境温度为27℃，其辐射峰值位于8～14μm。因此，热红外波段的大气窗口可选为8～14μm之间的波段。(4)高分遥感数据。要能够实现城市建筑物的提取，高分遥感数据的空间分辨率要求达到米级或亚米级要求，波段要求在可见光波段范围内。
监测数据处理与加工
专题数据源有可见光波段高分遥感数据、热红外波段遥感数据、NDVI求取相关波段数据3种。专题数据的基本内容包括建筑物与周边环境分布专题产品、城市冷热源分布专题产品、城市热岛分布专题产品。专题数据算法模型包括面向对象信息提取算法与技术、大气纠正模型、地表反射率算法、地表温度反演单窗算法。对于加工完的数据产品可以分成建筑物与周边环境信息原始矢量产品、地表温度数据两类。#p#分页标题#e#
1影像数据处理辐射纠正：针对选用的遥感数据，采用专业团队提供的定标常数，对遥感数据进行辐射定标。几何纠正：通过计算机或人工目视解译的方式寻找影像地面控制点，采用多项式纠正的模型对遥感数据进行几何纠正，纠正误差要满足0.5个像元误差要求。
2业务数据处理(见表1)
3专题产品成果建筑数据和遥感数据的融合关联，形成遥感应用的专题信息产品。
监测数据建库与管理
1数据建库将所采集或收集到的各类数据、文本、图片等数据，按照基础数据库、业务数据库、服务数据库、模型数据库、案例数据库进行分类，并根据各类数据库的不同特点进行组织和管理，满足海量数据存储、关联、分析、挖掘和可视化的要求。数据内容具体包括基础数据库、业务数据库、服务数据库、模型数据库、案例数据库。
1.1基础数据库主要包括：城市基本信息、建筑基本信息、建筑设计和验收数据、建筑用能特征信息、城市地理空间数据、城市其他共享数据、其他基础数据。
1.2业务数据库业务数据库主要包括：能耗统计数据、能耗实时监测数据、室内监测数据、红外遥感数据、气象实时监测数据、其他业务数据。
1.3服务数据库以基础数据库、业务数据库为来源，构建建筑节能与绿色建筑数据仓库；利用统计模型、分析模型、计算模型等，建立数据集市，满足各层面应用需求，表现形式为图、表、分析报告等。主要包括：统计数据、分析计算数据、分析预测数据、辅助决策数据、其他服务数据。
1.4模型数据库实现设计模型和运行模型数据的集中存储，主要包括：统计模型、设计模型、运行模型、其他模型数据。
1.5案例数据库根据各星级绿色建筑案例、可再生能源在建筑中应用项目案例以及其他相关案例的数据特点和检索需要，建立案例的元数据库，实现所有案例的存储和查询检索。主要包括绿色建筑案例的评价、设计、材料、施工建造等方面的数据。
2数据管理数据管理是指基于建筑节能与绿色建筑数据的海量性、多样性、保密性等要求以及用户群等因素，对数据进行分类分级管理，主要包括海量数据的分类入库、数据共享等级划分、用户分级分类、数据共享方式和数据共享措施等。进行数据管理的方式主要有：(1)建立规范化的数据共享与交换管理机制，保证共享与交换。(2)以数据安全为重点，统一规划，建立信息安全认证体系、运行环境的安全保障系统和功能完备的容灾备份系统，确保数据中心的物理安全、网络安全、系统安全和数据安全。
监测结果应用
1数据核查在应用过程中，对数据进行核查，对数据质量进行控制，对重点和非重点数据进行区别对待，以区分出重点数据，并进行进一步研究分析。
2结果反馈根据应用结果，修正元数据处理的各环节，对数据获取及处理过程进行反馈。可广泛应用于城市建筑节能改造评估、辅助低碳生态城市规划、大面积建筑热能损失调查、建筑物属性特征与热损关联分析、建筑基础属性数据库建设、运行机制建设等方面。
