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云計算 + AI + 遙感衛(wèi)星,人類對地探測進入黃金時代

發(fā)布時間:2021-03-31 作者:未知

簡述:1858年,法國攝影家圖爾納雄乘坐氣球拍攝了法國巴黎的鳥瞰像片,人類開始用“上帝視角”記錄地球。數百年來,人類通過持之以恒的對地探測來觀察和了解地球母親的奧秘...1858年,法國攝影家圖爾納雄乘坐氣

1858年,法國攝影家圖爾納雄乘坐氣球拍攝了法國巴黎的鳥瞰像片,人類開始用“上帝視角”記錄地球。數百年來,人類通過持之以恒的對地探測來觀察和了解地球母親的奧秘...1858年,法國攝影家圖爾納雄乘坐氣球拍攝了法國巴黎的鳥瞰像片,人類開始用“上帝視角”記錄地球。數百年來,人類通過持之以恒的對地探測來觀察和了解地球母親的奧秘。今天我們生活在一個遙感衛(wèi)星環(huán)繞的世界,云計算正在降低數據存儲和計算成本,人工智能正在減少分析和處理圖像的時間……新技術進一步激發(fā)了地球觀測市場的發(fā)展和創(chuàng)新,人類對地探測進入一個黃金時代。天上有越來越多注視地球的眼睛時至今日,你已經可以在任何特定日期,任何特定地點,通過鼠標滾輪來查看該位置的變化情況。這背后是天上有越來越多注視地球的眼睛,衛(wèi)星遙感技術具備地面覆蓋率高、數據量大的特點,作為獲取空間地理信息的重要手段,所產生的海量對地觀測數據將在各行各業(yè)獲得越來越廣泛的應用。華爾街的基金經理們此前就已經開始用遙感衛(wèi)星監(jiān)測沃爾瑪等大型百貨超市和連鎖餐廳外停車場的車流變化,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。實際上,大部分遙感服務還主要應用在公共服務領域,如地質災害監(jiān)測、國土監(jiān)測等,遙感市場上90%的消費主要來自于政府部門。上世紀70年代,我國也開啟了遙感事業(yè),遙感技術的不斷發(fā)展,從土地確權、不動產登記,到國情普查、環(huán)境整治,再到“一帶一路”、智慧城市……遙感應用得到不斷拓展。如今,遙感衛(wèi)星技術影響著人們生活的方方面面,成為生活和經濟發(fā)展不可缺失的重要組成部分,在應對氣候變化、防災減災、農業(yè)等領域發(fā)揮著至關重要的作用,在國家生態(tài)文明、“一帶一路”建設、軍民融合發(fā)展、科學防災減災等領域,都需要遙感衛(wèi)星技術和數據做支撐。以“一帶一路”沿線國家為例,該區(qū)域沙漠、海洋、高原、山地等分布較多,對應的暴雨、強對流、森林草原火情、沙塵暴等災害損失是全球平均值的兩倍以上。對此,遙感衛(wèi)星可開展全天候、立體化觀測,清晰地捕捉災害變化,并提供大范圍、高時效、直觀精確的各類產品,為對地監(jiān)測發(fā)揮不可替代的重要作用。在臺風天氣期間,遙感衛(wèi)星制作的觀測云圖,可以直觀的觀測臺風變化情況,為政府部門提供決策依據,為居民轉移帶來很大便利。從2008年到現在,中國遙感衛(wèi)星已多次開展全球災害監(jiān)測服務,包括日本海嘯、地震等。目前,南非、泰國、東盟多國與中國都有合作,希望讓中國的衛(wèi)星接收站在海外落地,幫助他國進行災害監(jiān)測或開展人道主義救援工作。11月6日,中國國家航天局做出了一個意義非凡的決定:在澳大利亞舉行的GEO2019年會議周上,宣布推出“中國國家航天局高分衛(wèi)星16m數據共享服務平臺(CNSA-GEO平臺)”以及相關數據政策,將中國高分16米數據對外開放共享??此埔淮纹胀ǖ臄祿蚕恚瑢嶋H上對于推動人類社會可持續(xù)發(fā)展、應對氣候變化和防災減災具有重要意義,得到了國際社會的高度評價。中國數據服務全球進入21世紀以來,遙感數據以每日TB量級在增長,國際遙感衛(wèi)星產業(yè)進入了一個新的發(fā)展階段。作為一種寶貴的數據資源,遙感數據需要被高效的使用,才能發(fā)揮出最大作用和價值,也是對巨額投資的回報。不過,在數據分享和應用上,需要打破區(qū)域、國家、組織之間的限制,以實現衛(wèi)星遙感數據的實時共享服務。實際上,一直以來有許多國際組織在促進遙感數據的全人類共享,區(qū)域之間、國家之間、組織之間大規(guī)模的聯合與共享體系正逐步形成。中國早在2005年參與發(fā)起并成立了地球觀測組織(GEO)時就倡導建立一個綜合、協調和可持續(xù)的全球地球綜合觀測系統(tǒng)。在遵守相關國際公約和各國政策法規(guī)的基礎上,致力在最短的時間、最低的成本和全面、開放的方式交換地面、航空和航天的遙感科學觀測數據,為實現全球的可持續(xù)發(fā)展和千年目標做出貢獻。此次,中國國家航天局決定,將高分一號和高分六號衛(wèi)星16米分辨率的寬幅(WFV)數據對國際組織免費開放,這是中國GEO的重要組成部分。16米衛(wèi)星數據為資源調查與監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測與評價、災害應急監(jiān)測、全球氣候變化、農業(yè)與農村應用、地球科學研究提供了重要的技術支撐,為其他國家,尤其是發(fā)展中國家的可持續(xù)發(fā)展提供了關鍵支持。數據開放后,用戶可通過CNSA-GEO平臺查看三類中國高分16米衛(wèi)星數據:歷史存檔數據、基于存檔數據生成的全球有效覆蓋一張圖、每日拍攝的16米數據。用戶不僅可以通過CNSA-GEO平臺進行數據查詢和下載,還可以在平臺上瀏覽政策標準、數據更新、數據質量檢驗、衛(wèi)星簡介、數據應用產品介紹、應用案例等模塊,用以了解中國高分16米衛(wèi)星數據的共享策略、主要技術指標,以及主要應用領域。在遙感衛(wèi)星產業(yè),中國在短短時間內,已實現從“后來者”,到“追趕者”,再到數據共享的重要“引領者”,中國成果得以服務世界。中國科學院院士、中國工程院院士李德仁曾說過,衛(wèi)星大數據要以全球72億居民的需求作為方向,做成產業(yè)而不僅僅是生意,我們要走一條新路。從“云”上來,到“云”上去任何技術產業(yè)的大力發(fā)展,都離不開諸多技術的積累和賦能。近年來,如火如荼的云計算、人工智能、5G等前沿科技技術正前所未有的速度,重塑和顛覆傳統(tǒng)行業(yè),遙感衛(wèi)星產業(yè)也不例外。隨著遙感衛(wèi)星數據采集技術的快速發(fā)展,分辨率提高,數據下行能力的增強,海量多源的遙感數據將繼續(xù)呈現出爆發(fā)式增長趨勢。很長一段時間以來,遙感數據在存儲、處理、分析和分發(fā)上存在很多問題,海量遙感影像數據的快速處理能力嚴重不足,遙感影像數據的使用效率不高等,嚴重影響了遙感影像使用的效率和空間決策的進行。如何提質增效,讓對地觀測數據發(fā)揮應有作用,是整個產業(yè)面臨的棘手難題。實際上,隨著云計算技術的快速普及,這一問題已經引刃而解,借助云計算和人工智能技術,我們可以按以前無法想象的效率處理圖像。這些新興技術可提供在線,按需,可擴展的圖像處理功能,向全球用戶社區(qū)提供圖像產品和可視化工具,消除非專業(yè)人員的軟件障礙和硬件要求,促進新算法和處理工具的快速集成和部署,將遙感數據與預期的最終用戶直接聯系起來。如近一年兩年來國內大中城市空氣質量的大幅改善,在很大程度上也有賴于云計算、大數據、人工智能和5G等技術的賦能。中國四維測繪技術有限公司(簡稱中國四維)聯合華為云發(fā)布的“四維地球”,其綜合運用大數據、云計算、人工智能、5G等技術,構建的云服務平臺提供包括基礎影像底圖、每日新圖在內的通用遙感產品服務,大幅降低遙感數據使用門檻,實現按需、準實時云端提供高質量遙感數據,時空信息的服務形式在環(huán)境監(jiān)測領域或可帶來顛覆性創(chuàng)新。在氣象遙感行業(yè),通過云技術的賦能,綜合利用多元數據,用高度集成和靈活配置的算法,打造更精準、更迅速的災害預測,中國的氣象科研事業(yè),正全力朝著氣象強國的方向前行。華為云將協助中國氣象局及合作單位,打造基于云+AI的科研服務數據共享平臺,面向科學研究人員開放,該平臺將在公有云上存儲海量遙感數據,科研人員通過算法的線上運行,享受分布式云存儲、動態(tài)計算資源的強力支撐,多方聯手實現國內第一家基于云架構遙感服務,打通運行模式和生態(tài)的機構。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,有包括中國在內的20個國家的科學家此前制定了一項規(guī)模龐大的計劃,建造一個巨型射電望遠鏡陣列,即平方公里陣列射電望遠鏡項目(以下簡稱“SKA項目”)。一個驚人事實是,SKA項目每年存檔數據大約有600PB,在這樣龐大的數字背后,AI所提供的快速數據分析能力對海量數據的處理功不可沒。早在2018年末,中科院上海天文臺便在“2018年第三屆中國SKA科學年度研討會”上宣布與華為簽署SKA項目合作協議?;诖藚f議,華為云將運用自身在大數據、云計算、高性能計算以及人工智能領域的優(yōu)勢,并結合上海天文臺在射電天文方面的優(yōu)勢,共同推進中國SKA區(qū)域中心建設,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集群服務可按需使用、即時開通,該服務可以說是全球最快的AI訓練集群,是目前全球的“算力巔峰”,將為科學研究提供更快的圖像、語音等AI模型訓練,可以讓人類更高效地探索宇宙的奧秘。此次中國高分衛(wèi)星16米數據向全球開放,也離不開云和人工智能等前沿技術助力,中國國家航天局對地觀測與數據中心負責總體設計和運維管理,華為云、中科星圖、航天宏圖和中國資源衛(wèi)星應用中心等多家單位共同研制創(chuàng)建。技術資源的整合促使CNSA-GEO平臺的海量數據處理和實時共享成為可能,面對每天高達1T、32天完成一次全球覆蓋的海量數據,以及來自全球的高并發(fā)訪問量,高分衛(wèi)星現存和未來更新的數據全部上“云”。從“云”上來到“云”上去,確保海量數據處理和實時共享,支持全球用戶同時在線訪問平臺和下載數據,同時還保證了網站少卡頓、低時延、下載速度穩(wěn)定。據了解,僅僅正式發(fā)布不到24小時,平臺訪問量已近20萬次,各項功能均平穩(wěn)高效運行。而這次CNSA-GEO平臺的上線,華為云也正式加入GEO對地觀測數據領域的云計算大家庭。今后,中國還將與GEO各成員國和各國際組織開展更深層次的合作與交流,廣泛開展數據應用和算法科學等研究交流、培訓教育與合作,構建一個基于高分衛(wèi)星和云平臺的生態(tài)系統(tǒng),真正將高分衛(wèi)星數據與行業(yè)應用結合起來。通過對云計算、人工智能、5G等前沿技術資源的整合應用,遙感衛(wèi)星產業(yè)正形成強大的資源合力,產生更高的協同效率,創(chuàng)造更多的發(fā)展紅利。在業(yè)內人士看來,遙感衛(wèi)星產業(yè)有云計算+人工智能+5G等新技術的加持,不只是提質增效,這種技術資源的整合的優(yōu)勢在未來會越發(fā)明顯。
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