低空数字底座:地理信息与气象服务如何守护低空经济安全?

低空产业圈 2025-06-20 07:00

厘米级三维地图、实时湍流预警、全域数字孪生,这些看不见的技术正支撑着低空经济在神州大地上安全起航。

清晨的山东日照港,一架无人机轻盈升空,精准飞向靠泊货轮。高清摄像头快速捕捉水尺刻度,数据实时回传后台。短短几分钟,工作人员便收到了货物重量计算结果——这项“空中理货”服务让效率提升3倍以上,彻底告别了传统人工观测的高风险作业模式。

在云南山地,农业无人机按照三维数字化底座规划的航线,在50-70亩的标准化地块间自主飞行。飞手只需扫描二维码,遥控器便自动下载作业路线,一键完成植保任务。

农药使用量因此减少20%-30%,而防治效果反而提升了10%-20%。

这些场景背后,是低空数字底座这一隐形基础设施的强力支撑。随着2025年政府工作报告明确提出“培育壮大”低空经济,这一新质生产力的核心领域正迎来爆发式增长。

据中国民航局预测,到2025年我国低空经济市场规模将达到1.5万亿元,而实现这一万亿级产业安全发展的关键,正系于地理信息与气象服务的深度赋能。

01 低空经济井喷,数字底座成关键基础设施

2024年被业界称为“中国低空经济元年”,从中央到地方,政策红利密集释放。国家发改委成立低空经济发展司,广东、重庆、山东等省市相继出台行动方案,共同指向一个核心支撑——低空数字底座。

广东省在行动方案中明确提出构建“全省一体化数字低空底座”,整合三维地理信息、城市信息模型和低空飞行空域数据,为低空管理服务体系提供数字化基础支撑。

在技术层面,数字底座包含两大支柱:高精度地理信息系统和精细化气象服务体系。前者为低空飞行提供空间基准,后者则为安全飞行扫除气象障碍。

深圳市龙华区率先打造出全域全信创数字孪生底座,整合全区28万物联感知设备,实现了从建筑、道路到地下管廊的全要素数字化。

“我们在了解影响低空飞行安全和效率的主要气象因素基础上,研究清楚这些因素的反馈阈值。”粤港澳大湾区气象监测预警预报中心常务副主任蔡银寅指出,“比如某种飞行器,多大风力有危险,逆风多少角度会增加成本。”

低空经济的竞争本质上是数字底座的竞争。截至2024年底,全国在册通用机场达475个,计划建设超5000个垂直起降场。这些物理基础设施必须与数字底座深度融合,才能支撑低空经济安全高效运行。

02 厘米级地理信息,构建低空三维数字空间

地理信息是低空数字底座的骨架。在重庆市的行动方案中,推动数字低空建设的首要任务就是整合三维地理信息、城市信息模型等数据资源,打造一体化低空数字底座。

2024年12月,烟台市牟平区颁发了全国首张低空经济数据资源登记证书。其数据集涵盖房屋边界、POI数据、正射影像和倾斜摄影等厘米级精度地理信息,总量达1.57TB,构建了覆盖全域的数字孪生底座。

“该数据集能为低空物流规划、低空农业管理等新兴业态提供高精度、多维度数据支撑。”牟平区大数据服务中心表示。在应急救援场景,这套系统可快速生成三维模型与高清影像,为救援决策提供关键支持。

云南唯恒基业科技在山地农业实践中开创了 “空中测绘-地面编码-云端管理” 模式。通过无人机航测数据,将种植基地精准划分为标准化地块,利用GIS技术完成地块边界矢量化处理,建立农田数字化编码体系。

这种网格化管理模式解决了丘陵地带农业无人机作业难题。每个50-70亩的分区都设有二维码标牌,飞手扫码即可自动下载作业航线,大幅降低了操作门槛。

日照市在山东省率先搭建了 “四网合一” 的低空飞行综合智慧管理平台,集设施网、空联网、航路网、服务网于一体。该平台已在矿山、光伏等领域开展巡检工作,让无人机成为城市管理的“空中哨兵”。

03 气象服务突破,破解低空飞行安全难题

“低空飞行具有‘一高两短’特征,即飞行密度频次高,单次飞行时间短、距离短。”气象专家指出,这一特性决定了其安全运行必须以实况观测为主,而非传统预报。

福州市气象局开发的低空经济飞行气象保障系统,融合多源数据实现了对低空区域全方位监测。系统内置智能识别预警模块,遇有低空湍流、微下击暴流等危险天气立即报警,并结合气象条件动态优化飞行路线。

2025年初,福州市在闽侯县大湖乡建成全国首部S波段相控阵双偏振天气雷达,与多部X波段雷达及风廓线雷达组网,构建起垂直低空气象数据监测网络。这一系统能提供近地层不同高度的关键气象要素,为无人机安全运行保驾护航。

气象条件的细微变化可能带来致命风险。2020年1月美国篮球明星科比直升机坠毁事故,直接原因就是大雾和低云。专家分析指出,低空风切变、强降水、晴空湍流等天气现象在低空空域易发频发,对飞行安全构成严重威胁。

“微下击暴流的突发性和威力对低空飞行器构成极大挑战。”气象专家警告,这种伴随雷暴出现的强烈下降气流,时间尺度仅2-10分钟,飞行器几乎没有反应时间。

2024年12月中国气象局印发《低空经济气象科技创新工作方案(2024—2030年)》,统筹布局重点任务,包括建立低空气象立体监测感知和预报预警共性技术体系等五大方向。

04 技术融合攻坚,打通低空经济发展瓶颈

发展低空经济的核心难点在于多源数据融合与实时处理。龙华区的实践提供了范本——该区攻关数据库、三维图形渲染引擎等技术难点,采用全自主可控的崖山数据库、鲲鹏处理器等核心软硬件,打造出国内首款100%国产化数字孪生引擎。

这一突破打破了国外UE4、Cesium等商用三维引擎的垄断,并通过了3000并发的二维数据压力测试,实现了从底层架构到前端呈现的全域全信创。

在通信技术领域,5G-A成为支撑低空经济的关键技术。深圳市计划3年内建设8000个5G-A基站和500个通感一体化基站,通过高频段信号实现对低空飞行器的厘米级定位。

工信部等三部门联合推进5G网络向5G-A升级演进,基础电信运营商纷纷提出2025年扩大5G-A基础设施建设目标。

气象监测技术也迎来突破。中国气象局边界层气象重点创新团队聚焦有云覆盖边界层多尺度精细观测,在边界层动力参数高精度反演算法等领域取得进展,实现了全天候分钟级边界层动力参数“CT”扫描。

“明确飞行器的技术参数,了解气候特征,针对不同低空飞行器梳理高影响天气类别,建立低空飞行与天气关联的数据库至关重要。”蔡银寅强调。粤港澳大湾区气象监测预警预报中心正收集整理研究低空气象组网优化布局,获取非管制空域内流场关键特征。

05 应用场景爆发,数字底座赋能千行百业

数字底座的完善催生了多元应用场景落地。在福州市,“低空+医疗”“低空+蓝色粮仓”等新模式不断涌现。2025年3月,该市气象局与福州高新区签署协议,将共建全国首个低空气象科普教育基地,并联合开展低空经济科研项目合作。

日照市创新推出航空研学、航空旅游、飞行体验等项目,解锁 “低空+文旅” 新玩法。29岁学员朱家毅的梦想颇具代表性:“学成后,我要驾驶飞机在高空向女友求婚,给她一个难忘的浪漫时刻。”

物流领域变革尤为显著。物流企业在珠三角部署的“丰翼无人机”,日均完成山区、海岛配送5000余单,运输成本较传统方式降低60%。美团已在全国开通53条航线,累计完成订单超40万单。

农业领域,无人机应用已覆盖全国21亿亩次,飞行小时数占整个无人机行业的98%。航空植保统防统治效果较农民自防提升10%至20%,农药使用量减少20%至30%。

龙华区在全国率先打造基于数字孪生的低空交通运行管理平台,探索搭建面向全社会运营的无人机空港。该区布设4000多个监测点,15分钟内即可实现自动侦测全覆盖,支撑应急救援、安防巡查等场景应用。

在“百千万工程”赋能方面,无人机指挥调度体系深化了信息综合平台应用。结合省域治理“一网统管”和智慧城市建设,无人机、eVTOL在城市管理、安防巡查、水务监测等领域的应用不断深化。

06 未来发展趋势,低空数字底座演化路径

随着低空经济向纵深发展,数字底座建设呈现三大趋势:全域化覆盖、实时化响应和资产化运营。

全域化覆盖加速推进。重庆市计划构建低空数字底座,开展空域环境普查,编制低空目视航图。广东省则要求各地市结合实际编制无人机起降设施布局规划,形成多场景、多主体、多层次的起降点网络。

实时化响应成为刚需。福州市气象局党组书记、局长陈敏艳表示,将进一步推动垂直低空气象数据监测网络建设,不断深化拓展低空经济气象保障应用场景服务。

资产化运营取得突破。烟台市牟平区颁发的全国首张《数据资源登记证书》,标志着低空经济数据资源资产化迈出关键一步。这些厘米级地理信息数据不仅是数字孪生底座的基础,更成为具有明确权属的新型资产。

政策体系也在不断完善。2024年12月国家发改委成立低空经济发展司;2025年政府工作报告将低空经济定位为“新质生产力的核心地位”;各地政府密集出台行动方案,共同推动低空数字底座标准化建设。

“2025年将是低空经济全面提速、创新发展之年。”全国人大代表周曙光建议,应在国家层面依托高速路网加快建设“智能低空天网”,将其作为国家重大新型基础设施。

低空经济的未来图景已在日照港的无人机理货、云南山地的农业播撒、福州医疗航线的气象护航中初现轮廓。数字底座如同无形的神经网络,链接着厘米级地理信息与秒级气象数据,支撑着3000米以下的飞行活动安全运行。

随着全国超过5000个垂直起降场的规划建设,以及80%国产化数字孪生底座的普及应用,中国正构建起全球规模最大的低空数字基础设施体系。

当烟台牟平区的1.57TB三维数据资产完成登记,当深圳5G-A基站实现厘米级定位,低空经济已从概念走向现实——这片曾经寂静的天空,正成为新质生产力竞逐的万亿级新蓝海。

低空经济的真正门槛不在飞行器本身,而在那些看不见的数字地基。

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