自1月23日武汉“封城”以来，身处“疫区”一线的中国科学院院士、中国工程院院士、国际欧亚科学院院士，武汉大学学术委员会主任、测绘遥感信息工程国家重点实验室学术委员会主任、摄影测量与遥感学家李德仁先生，已经在家里“宅”了40多天。
虽然为了抗击新冠疫情闭门不出，但李德仁院士却通过网络和电话，做了一系列工作。
火神山医院和雷神山医院，承载着战胜疫情的殷切期待。两家医院建设过程中，李德仁院士团队协调国内外卫星持续观测并提供环境评估，从航天遥感视角见证中国速度和中国力量，助力疫区监测与疫情防控。
3月2日晚，李德仁院士应邀担任WGDC2020|“科技与产业的共振”系列公益直播课程首场嘉宾，为产业内外及社会各界人士讲述他对疫情之下智慧城市建设的思考与建议。
“上帝视角”围观火神山建设
“宅家”期间，上亿人次进行了对火神山、雷神山建设的“围观”，其中利用航空遥感从太空俯瞰的“围观”方式，被称为“上帝视角”。李德仁院士牵头多家单位成立联合工作组，调动高分二号、吉林一号03星、珠海一号、哨兵1 号 A 星、法国pleiades 高分辨率光学卫星等国内外各单位的多颗卫星，对火神山、雷神山建设过程进行观测，在回应公众关切的同时，利用卫星遥感技术为相关单位提供医院建设过程中的环境评估，助力疫区监测与疫情防控。通过卫星图像对比，能够直观看到两所医院的建设进展情况。2019年10月29日高分二号拍摄的分辨率0.8米全色多光谱影像上，拟建设火神山医院所在区域被树木覆盖。而在2020年1月28日吉林一号高分03星对建设中的火神山医院进行拍摄时，可以明显看出北区箱式板房基础建筑工作基本完成，其他区域箱式板房建筑工作全面展开，工程进度良好 。到了1月31日，吉林一号拍摄的火神山局部区域影像图显示，火神山医院项目的基础建设工作已基本完成。2月4日，吉林一号再次对已经建成并投产使用中的火神山医院进行拍摄，可以看出医院已经在运行中。
卫星图像也见证了火神山医院建设的艰苦过程，卫片和数据背后，是数以万计建设者的汗水，是中国速度创造的又一次奇迹。1月29日晚21点32分，吉林一号视频03星夜光卫星（分辨率1.0m）拍摄下的火神山工地仍是灯火通明。初步分析发现，火神山医院工地的夜间平均亮度是北侧住宅小区的4.3倍，是西侧道路的9.48倍，说明工地上正在开展极其高强度的建设活动。同时，根据变异系数分析发现，工地的灯光变异系数是住宅小区的 41%，是道路的35%，说明工地的灯光变异小、灯光分布均一（而道路和住宅小区的灯光分布较为零散），工地绝大部分区域在夜间也在进行高强度施工。但就在见证奇迹的同时，也有不少人担心医院建设对当地环境产生的影响，遥感影像分析，让大家把心放回了肚子里。珠海一号高光谱影像拍摄了火神山、雷神山医院建设前与建设中邻近水域水环境高光谱影响，对比分析显示，火神山、雷神山医院建设阶段邻近水域均没有形成明显的浑浊度带，两个时相卫星影像大气校正后水体光谱信号均没有明显变化，说明施工过程对该水域没有产生污水排放与泥沙扰动等较大的水环境影响。哨兵1号A星（分辨率20m × 5m）则对医院建设前后的地表稳定性进行了分析，结果表明，火神山医院地基稳定，可以支持快速、高强度的施工。 “汶川地震时，我们尚没有能力对地区进行长期形变监测。”李德仁院士回忆道，“但现在，高分卫星已经发射12颗，商业化卫星也有几十颗，这些卫星能通力协作的工作，能够持续完成对火神山、雷神山建设的监测。”他表示，后期仍将协调相关卫星对医院周边水体、形变进行长期监测。
网格GIS打通疫情防控最后一公里
“疫情中，智慧城市建设是否发挥出了应有作用？武汉市早已开始智慧城市建设，为什么还是要封城？”对于这些疑惑，李德仁院士也给予解答。“什么是智慧城市？在我看来，智慧城市是通过城市二维、三维的空间信息框架，把在里面活动的人、车、物通过物联网、云计算、5G等技术，在网络空间中实时采集他们的动态数据，再通过城市的智慧大脑产生正确反馈，进而指挥城市运营”。李德仁院士介绍。“客观的讲，和全世界相比，我们国家的智慧城市建设还是有不少优秀的案例。比如城市网格化，在世界上做的并不多，但在中国做的很好。”早在2005年，当时的湖北省委书记俞正声就批示武汉市要建立网格化精细管理，时任市委书记苗圩和市长李宪生牵头相关部门同李德仁院士团队合作，在武汉市建立了覆盖全市域16万个基础网格、近1500余万人口、400万套房屋、109万法人组织、200万部件等社会治理要素的大数据资源池，建成城市网格化管理与服务平台。该平台一直服务至今，已成为基层治理体系重构的重要支点。疫情发生后，这一“基于最小空间管理单元‘人、房、组织、事件、部件’的融合，基于空间多级网格社会治理信息的自动综合和关联聚类”的系统，为疫情防控发挥了重要作用。相关单位将确诊、疑似病人与社会管理资源池进行比对，获取人口实际居住情况，以此进行密切接触人员监管，并分析疫情传播规律以及公共设施对疫情传播造成的影响。此外，基于网格化管理体系，各部门协同开发了“微邻里”全渠道在线抗疫平台，上线31天，小时访问量最高达到260万，最高并发数达到3000；开发上线“肺炎自查上报”系统，系统通过定位自动上报所在地社区服务中心，由社区安排就诊服务，以实现患者分级分流就诊，截至3月2日0时已收到肺炎自查上报41394例；建立拉网群治群防“关爱群”4785个，社区网格员每天通过“关爱群”了解被隔离居民、居家困难的孤寡老人的体温和生活状况，及时解决生活困难、协助就医就诊。各类基于网格GIS开发的应用在全国各地推行，成为打通抗击疫情最后一公里的利器。2 月11 日，杭州市率先实施健康码。领取绿码的人员凭码通行，领取红码和黄码的人员需按规定隔离并健康打卡，在满足条件后将转为绿码。2月29日,国家政务服务平台推出“防疫健康信息码”，民众可以一码知晓个人防疫健康风险。维智科技（WAYZ）上线的疾控 AI 分析平台（ WDCIP ）为卫生防疫部门提供病情溯源精细分析、风险预警精确提醒、人群预警、接触预警、格网防控全局一体化管理等功能，维智科技疫情生活助手“疫情通”，则为用户提供细化到商圈、小区、楼宇的风险评估、服务设施分布及安全出行提示。在疫情防控工作中，地理信息、导航定位等技术，在医院建设、物资运送、巡防管控等方面均发挥了重要作用。北斗高精度定位设备，确保火神山和雷神山医院的测量标绘工作迅速完成。立得小型智能消杀机器人实现无人消杀、武汉大学小珈机器人在雷神山病区运输药物和三餐，京东无人配送机器人实现无人配送等机器人，也都需要智能自动化定位以识别方向。
疫情暴露智慧城市建设问题
“中国智慧城市进展很快，但之前的智慧城市建设都为了服务于正常城市管理，要在不封城的情况下满足疫情防控需求，仍然存在诸多不足。最突出的是时空轨迹数据不全、精度不高，城市网格管理的精细程度不够，数据共享程度不足，公民知情权与数字隐私权之间存在矛盾4大问题。”
“我们技术有很大的进步，也有很多优秀的成果，但还达不到老百姓希望和要求的水平。可以看到，每个城市都有很多智慧城市的优秀案例，可要把所有事都做好，从来不是一日之功”。李德仁院士表示，重大疫情暴露了我国智慧城市建设还在初期阶段，没有达到十分精细化、实时化、智能化管理的程度。虽然现在地理信息数据可以记录时空轨迹，但数据不全、精度不高。另外，最初建立城市网格系统是用于城市管理，主要针对大众服务，对于突发传染病的管理，需要管理到每个人和每个角落，精细程度还不够。武汉之所以“封城”，很大原因在于无症状病毒携带者难以防控。目前手机记录位置和轨迹主要依靠基站定位，这就意味着，在城市中只能精确到100米，在乡村可能精确范围在300-500米。而这些数据又掌握在三大运营商手中，病人及携带者的数据在卫健委及各个医院手里，数据是保密的，开放权在公安部门，数据没有直接连通和开放的渠道。 类似情况出现在很多场景中，有些数据在卫健委、在医院，有些数据在公安、人社等部门，有些数据在手机供应商手里，散在在各个部门的数据如果不能集成在一起，要想做好利用时空信息的防控非常困难，这才有了“封城”的无奈决定。当然，这里也涉及到一个问题，公民的知情权和数据隐私权之间的矛盾应该如何调和。手机里记录了每个人的位置和轨迹数据，个人对这些数据有隐私权。但同时，面对重大突发疫情，公民也有知情权，需要知道自身有没有被传染的风险，这关系到每个人的生命安全。这就需要有关部门基于这一次疫情带来的风险与提示，更好的协调二者之间的矛盾。这次疫情中也能看出，这一矛盾通过云平台和大数据等技术是可以解决的。李德仁院士介绍，现在的做法是，只获取个人轨迹信息，但隐去姓名、性别等个人信息，数据交于相关部门内部，公众掌握有限的知情权。这样既可以保护个人隐私，又能够满足防控需求。 “但我认为，这些不完全是问题，也将是未来改进的方向。随着国家实力的增强，我们要吸取经验教训，让智慧城市一步步更加智慧。为了早日实现这一目标，需要加快新兴智能产业发展，提升数字经济和社会治理能力。” 李德仁院士表示。
让网络空间的“城墙”代替封城
如果再发生类似事件，能否运用时空数据网格化精细管理手段，代替封城？李德仁院士的答案是：“可以。”但前提是，需要建立一个基于时空大数据的国家级疫情防控体系。这首先要解决“数据不全、精度不高”的问题。“十三五”期间，利用手机传感器、射频信号等声、光、电、场各种设备的定位功能融合集成，进行室内外多源融合高精度定位（米级，亚米级）的“羲和计划”被提出。按照手机多源融合室内定位算法，在观测量层面紧耦融合12种定位源的任意组合，可实现高可用优于1米的定位精度。这一计划如果大规模推广，就可以避免这次疫情中定位几十米、甚至数百米不连续的情况。“基于这一理念，建议建设一个时空大数据的国家级疫情防控体系。以这次疫情为例，这个体系可以实时采集确诊病历、疑似病历、密切接触者以及发烧待查的人的数据，并可以反推其过去十四天乃至更长时间的活动轨迹，建立数据库。这个数据库中的数据来源、个人信息是保密的，但公民可以根据个人的手机信息查询自身疫情防控风险范围。”这需要公安、人社、城建、卫健、工信等部门，以及信息服务商、互联网服务商联动，形成一个多系统集成的系统（system of system），在整个中央疾病防控管理体系下来建设，需要上层积极引导。“封城是个非常痛苦的决定。”李德仁院士建议，国家级疫情防控要尽早建设：“疾病防控效率也受到春节假期的影响，但网络空间开通疫情防控系统的建设不影响人们在现实空间的活动，不会因为过年等一些特殊情况耽误预测。系统建成后，平时可以作为基础功能安装在每个人的手机里，一旦发生类似情况，就可以在发生第10例，甚至第1例确诊病例时迅速启动，第一时间确定每个人和病毒携带者之间的交集。系统稳定之后，还可以基于此开发各类相关应用。”“我们现在所处的时代，网络空间的发展正在逐渐弥补物理空间上受到的局限，和100年前西班牙流行疾病爆发时已不可同日而语。网络空间上的城墙建立起来后，系统一旦启动，就可以迅速确立每个人和病毒携带者之间的交集，只要没有交集，就不可能感染，也就不用封城了。” 李德仁院士表示。“通过这次防疫，我认为这个国家级疫情防控机制应该抓紧时间做起来，做到世界最好、最先。等到对病毒‘打仗’的时候才建，那不行。”李德仁院士希望，各位同行能共同努力，在十四五期间把前面提到的4个问题解决掉，把“羲和计划”落实下去。而这，也将给相关产业带来新的机会。比如现在的城市空间框架大多数是二维的，少数是三维的，要做到从二维到三维、从室外到室内、从地上到地下，把精度都做到米级，这将有数万亿级的市场等待去开拓。基于此，再把各种内置化的应急系统放到手机里，发现问题随时调动，可以进一步提高社会治理的能力。“我现在只是开个头，大家共同探讨未来发展的可能性，智慧城市需要更加智能，智慧程度和功能都需要增加，相信‘十四五’阶段将有更多的技术成果得到应用。”在课程结束时，李德仁院士用这样充满信心的话语作为总结：“我们中国人会加油、自强，空间产业也将得到振兴，科学抗疫，中国必胜！”