云計(jì)算 + AI + 遙感衛(wèi)星，人類對(duì)地探測(cè)進(jìn)入黃金時(shí)代

1858年，法國(guó)攝影家圖爾納雄乘坐氣球拍攝了法國(guó)巴黎的鳥(niǎo)瞰像片，人類開(kāi)始用“上帝視角”記錄地球。數(shù)百年來(lái)，人類通過(guò)持之以恒的對(duì)地探測(cè)來(lái)觀察和了解地球母親的奧秘...1858年，法國(guó)攝影家圖爾納雄乘坐氣球拍攝了法國(guó)巴黎的鳥(niǎo)瞰像片，人類開(kāi)始用“上帝視角”記錄地球。數(shù)百年來(lái)，人類通過(guò)持之以恒的對(duì)地探測(cè)來(lái)觀察和了解地球母親的奧秘。今天我們生活在一個(gè)遙感衛(wèi)星環(huán)繞的世界，云計(jì)算正在降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算成本，人工智能正在減少分析和處理圖像的時(shí)間……新技術(shù)進(jìn)一步激發(fā)了地球觀測(cè)市場(chǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新，人類對(duì)地探測(cè)進(jìn)入一個(gè)黃金時(shí)代。天上有越來(lái)越多注視地球的眼睛時(shí)至今日，你已經(jīng)可以在任何特定日期，任何特定地點(diǎn)，通過(guò)鼠標(biāo)滾輪來(lái)查看該位置的變化情況。這背后是天上有越來(lái)越多注視地球的眼睛，衛(wèi)星遙感技術(shù)具備地面覆蓋率高、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，作為獲取空間地理信息的重要手段，所產(chǎn)生的海量對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)將在各行各業(yè)獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。華爾街的基金經(jīng)理們此前就已經(jīng)開(kāi)始用遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)沃爾瑪?shù)却笮桶儇洺泻瓦B鎖餐廳外停車場(chǎng)的車流變化，繼而比其他人更早知道有用的商業(yè)信息，作出有效的商業(yè)決策。實(shí)際上，大部分遙感服務(wù)還主要應(yīng)用在公共服務(wù)領(lǐng)域，如地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、國(guó)土監(jiān)測(cè)等，遙感市場(chǎng)上90%的消費(fèi)主要來(lái)自于政府部門(mén)。上世紀(jì)70年代，我國(guó)也開(kāi)啟了遙感事業(yè)，遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，從土地確權(quán)、不動(dòng)產(chǎn)登記，到國(guó)情普查、環(huán)境整治，再到“一帶一路”、智慧城市……遙感應(yīng)用得到不斷拓展。如今，遙感衛(wèi)星技術(shù)影響著人們生活的方方面面，成為生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺失的重要組成部分，在應(yīng)對(duì)氣候變化、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在國(guó)家生態(tài)文明、“一帶一路”建設(shè)、軍民融合發(fā)展、科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，都需要遙感衛(wèi)星技術(shù)和數(shù)據(jù)做支撐。以“一帶一路”沿線國(guó)家為例，該區(qū)域沙漠、海洋、高原、山地等分布較多，對(duì)應(yīng)的暴雨、強(qiáng)對(duì)流、森林草原火情、沙塵暴等災(zāi)害損失是全球平均值的兩倍以上。對(duì)此，遙感衛(wèi)星可開(kāi)展全天候、立體化觀測(cè)，清晰地捕捉災(zāi)害變化，并提供大范圍、高時(shí)效、直觀精確的各類產(chǎn)品，為對(duì)地監(jiān)測(cè)發(fā)揮不可替代的重要作用。在臺(tái)風(fēng)天氣期間，遙感衛(wèi)星制作的觀測(cè)云圖，可以直觀的觀測(cè)臺(tái)風(fēng)變化情況，為政府部門(mén)提供決策依據(jù)，為居民轉(zhuǎn)移帶來(lái)很大便利。從2008年到現(xiàn)在，中國(guó)遙感衛(wèi)星已多次開(kāi)展全球?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)服務(wù)，包括日本海嘯、地震等。目前，南非、泰國(guó)、東盟多國(guó)與中國(guó)都有合作，希望讓中國(guó)的衛(wèi)星接收站在海外落地，幫助他國(guó)進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)或開(kāi)展人道主義救援工作。11月6日，中國(guó)國(guó)家航天局做出了一個(gè)意義非凡的決定：在澳大利亞舉行的GEO2019年會(huì)議周上，宣布推出“中國(guó)國(guó)家航天局高分衛(wèi)星16m數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)（CNSA-GEO平臺(tái)）”以及相關(guān)數(shù)據(jù)政策，將中國(guó)高分16米數(shù)據(jù)對(duì)外開(kāi)放共享?？此埔淮纹胀ǖ臄?shù)據(jù)共享，實(shí)際上對(duì)于推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、應(yīng)對(duì)氣候變化和防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義，得到了國(guó)際社會(huì)的高度評(píng)價(jià)。中國(guó)數(shù)據(jù)服務(wù)全球進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，遙感數(shù)據(jù)以每日TB量級(jí)在增長(zhǎng)，國(guó)際遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。作為一種寶貴的數(shù)據(jù)資源，遙感數(shù)據(jù)需要被高效的使用，才能發(fā)揮出最大作用和價(jià)值，也是對(duì)巨額投資的回報(bào)。不過(guò)，在數(shù)據(jù)分享和應(yīng)用上，需要打破區(qū)域、國(guó)家、組織之間的限制，以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享服務(wù)。實(shí)際上，一直以來(lái)有許多國(guó)際組織在促進(jìn)遙感數(shù)據(jù)的全人類共享，區(qū)域之間、國(guó)家之間、組織之間大規(guī)模的聯(lián)合與共享體系正逐步形成。中國(guó)早在2005年參與發(fā)起并成立了地球觀測(cè)組織（GEO）時(shí)就倡導(dǎo)建立一個(gè)綜合、協(xié)調(diào)和可持續(xù)的全球地球綜合觀測(cè)系統(tǒng)。在遵守相關(guān)國(guó)際公約和各國(guó)政策法規(guī)的基礎(chǔ)上，致力在最短的時(shí)間、最低的成本和全面、開(kāi)放的方式交換地面、航空和航天的遙感科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)全球的可持續(xù)發(fā)展和千年目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。此次，中國(guó)國(guó)家航天局決定，將高分一號(hào)和高分六號(hào)衛(wèi)星16米分辨率的寬幅（WFV）數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)際組織免費(fèi)開(kāi)放，這是中國(guó)GEO的重要組成部分。16米衛(wèi)星數(shù)據(jù)為資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)、全球氣候變化、農(nóng)業(yè)與農(nóng)村應(yīng)用、地球科學(xué)研究提供了重要的技術(shù)支撐，為其他國(guó)家，尤其是發(fā)展中國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展提供了關(guān)鍵支持。數(shù)據(jù)開(kāi)放后，用戶可通過(guò)CNSA-GEO平臺(tái)查看三類中國(guó)高分16米衛(wèi)星數(shù)據(jù)：歷史存檔數(shù)據(jù)、基于存檔數(shù)據(jù)生成的全球有效覆蓋一張圖、每日拍攝的16米數(shù)據(jù)。用戶不僅可以通過(guò)CNSA-GEO平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和下載，還可以在平臺(tái)上瀏覽政策標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)、衛(wèi)星簡(jiǎn)介、數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品介紹、應(yīng)用案例等模塊，用以了解中國(guó)高分16米衛(wèi)星數(shù)據(jù)的共享策略、主要技術(shù)指標(biāo)，以及主要應(yīng)用領(lǐng)域。在遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，中國(guó)在短短時(shí)間內(nèi)，已實(shí)現(xiàn)從“后來(lái)者”，到“追趕者”，再到數(shù)據(jù)共享的重要“引領(lǐng)者”，中國(guó)成果得以服務(wù)世界。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士李德仁曾說(shuō)過(guò)，衛(wèi)星大數(shù)據(jù)要以全球72億居民的需求作為方向，做成產(chǎn)業(yè)而不僅僅是生意，我們要走一條新路。從“云”上來(lái)，到“云”上去任何技術(shù)產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，都離不開(kāi)諸多技術(shù)的積累和賦能。近年來(lái)，如火如荼的云計(jì)算、人工智能、5G等前沿科技技術(shù)正前所未有的速度，重塑和顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)也不例外。隨著遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速發(fā)展，分辨率提高，數(shù)據(jù)下行能力的增強(qiáng)，海量多源的遙感數(shù)據(jù)將繼續(xù)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，遙感數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)、處理、分析和分發(fā)上存在很多問(wèn)題，海量遙感影像數(shù)據(jù)的快速處理能力嚴(yán)重不足，遙感影像數(shù)據(jù)的使用效率不高等，嚴(yán)重影響了遙感影像使用的效率和空間決策的進(jìn)行。如何提質(zhì)增效，讓對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)揮應(yīng)有作用，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)面臨的棘手難題。實(shí)際上，隨著云計(jì)算技術(shù)的快速普及，這一問(wèn)題已經(jīng)引刃而解，借助云計(jì)算和人工智能技術(shù)，我們可以按以前無(wú)法想象的效率處理圖像。這些新興技術(shù)可提供在線，按需，可擴(kuò)展的圖像處理功能，向全球用戶社區(qū)提供圖像產(chǎn)品和可視化工具，消除非專業(yè)人員的軟件障礙和硬件要求，促進(jìn)新算法和處理工具的快速集成和部署，將遙感數(shù)據(jù)與預(yù)期的最終用戶直接聯(lián)系起來(lái)。如近一年兩年來(lái)國(guó)內(nèi)大中城市空氣質(zhì)量的大幅改善，在很大程度上也有賴于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和5G等技術(shù)的賦能。中國(guó)四維測(cè)繪技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)四維）聯(lián)合華為云發(fā)布的“四維地球”，其綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、5G等技術(shù)，構(gòu)建的云服務(wù)平臺(tái)提供包括基礎(chǔ)影像底圖、每日新圖在內(nèi)的通用遙感產(chǎn)品服務(wù)，大幅降低遙感數(shù)據(jù)使用門(mén)檻，實(shí)現(xiàn)按需、準(zhǔn)實(shí)時(shí)云端提供高質(zhì)量遙感數(shù)據(jù)，時(shí)空信息的服務(wù)形式在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域或可帶來(lái)顛覆性創(chuàng)新。在氣象遙感行業(yè)，通過(guò)云技術(shù)的賦能，綜合利用多元數(shù)據(jù)，用高度集成和靈活配置的算法，打造更精準(zhǔn)、更迅速的災(zāi)害預(yù)測(cè)，中國(guó)的氣象科研事業(yè)，正全力朝著氣象強(qiáng)國(guó)的方向前行。華為云將協(xié)助中國(guó)氣象局及合作單位，打造基于云+AI的科研服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，面向科學(xué)研究人員開(kāi)放，該平臺(tái)將在公有云上存儲(chǔ)海量遙感數(shù)據(jù)，科研人員通過(guò)算法的線上運(yùn)行，享受分布式云存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)計(jì)算資源的強(qiáng)力支撐，多方聯(lián)手實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)第一家基于云架構(gòu)遙感服務(wù)，打通運(yùn)行模式和生態(tài)的機(jī)構(gòu)。再比如，人類為更全面、深入了解行星和星系的誕生和暗能量謎團(tuán),有包括中國(guó)在內(nèi)的20個(gè)國(guó)家的科學(xué)家此前制定了一項(xiàng)規(guī)模龐大的計(jì)劃，建造一個(gè)巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣列，即平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“SKA項(xiàng)目”)。一個(gè)驚人事實(shí)是，SKA項(xiàng)目每年存檔數(shù)據(jù)大約有600PB，在這樣龐大的數(shù)字背后，AI所提供的快速數(shù)據(jù)分析能力對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理功不可沒(méi)。早在2018年末,中科院上海天文臺(tái)便在“2018年第三屆中國(guó)SKA科學(xué)年度研討會(huì)”上宣布與華為簽署SKA項(xiàng)目合作協(xié)議。基于此協(xié)議,華為云將運(yùn)用自身在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、高性能計(jì)算以及人工智能領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),并結(jié)合上海天文臺(tái)在射電天文方面的優(yōu)勢(shì),共同推進(jìn)中國(guó)SKA區(qū)域中心建設(shè),致力用AI賦能宇宙探索。而今年9月份華為云發(fā)布的華為云EI集群服務(wù)可按需使用、即時(shí)開(kāi)通,該服務(wù)可以說(shuō)是全球最快的AI訓(xùn)練集群,是目前全球的“算力巔峰”，將為科學(xué)研究提供更快的圖像、語(yǔ)音等AI模型訓(xùn)練，可以讓人類更高效地探索宇宙的奧秘。此次中國(guó)高分衛(wèi)星16米數(shù)據(jù)向全球開(kāi)放，也離不開(kāi)云和人工智能等前沿技術(shù)助力，中國(guó)國(guó)家航天局對(duì)地觀測(cè)與數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)和運(yùn)維管理，華為云、中科星圖、航天宏圖和中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心等多家單位共同研制創(chuàng)建。技術(shù)資源的整合促使CNSA-GEO平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)共享成為可能，面對(duì)每天高達(dá)1T、32天完成一次全球覆蓋的海量數(shù)據(jù)，以及來(lái)自全球的高并發(fā)訪問(wèn)量，高分衛(wèi)星現(xiàn)存和未來(lái)更新的數(shù)據(jù)全部上“云”。從“云”上來(lái)到“云”上去，確保海量數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)共享，支持全球用戶同時(shí)在線訪問(wèn)平臺(tái)和下載數(shù)據(jù)，同時(shí)還保證了網(wǎng)站少卡頓、低時(shí)延、下載速度穩(wěn)定。據(jù)了解，僅僅正式發(fā)布不到24小時(shí)，平臺(tái)訪問(wèn)量已近20萬(wàn)次，各項(xiàng)功能均平穩(wěn)高效運(yùn)行。而這次CNSA-GEO平臺(tái)的上線，華為云也正式加入GEO對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)領(lǐng)域的云計(jì)算大家庭。今后，中國(guó)還將與GEO各成員國(guó)和各國(guó)際組織開(kāi)展更深層次的合作與交流，廣泛開(kāi)展數(shù)據(jù)應(yīng)用和算法科學(xué)等研究交流、培訓(xùn)教育與合作，構(gòu)建一個(gè)基于高分衛(wèi)星和云平臺(tái)的生態(tài)系統(tǒng)，真正將高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)與行業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。通過(guò)對(duì)云計(jì)算、人工智能、5G等前沿技術(shù)資源的整合應(yīng)用，遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)正形成強(qiáng)大的資源合力，產(chǎn)生更高的協(xié)同效率，創(chuàng)造更多的發(fā)展紅利。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)有云計(jì)算+人工智能+5G等新技術(shù)的加持，不只是提質(zhì)增效，這種技術(shù)資源的整合的優(yōu)勢(shì)在未來(lái)會(huì)越發(fā)明顯。