从太空看祖国,原来如此美丽

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不知不觉间,2010年代已经走到了最后一个月,如果给这十年的热词做一个总结,“黑科技”三个字绝对在列。


“黑科技”一词,最早是在日本动画《全金属狂潮》中出现的术语,原意指凌驾于人类现有的科技之上犹如魔法的技术,比如《星际争霸》中驱动神族行动的蓝色幽能。


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当时间进入到了21世纪的第二个十年,这种“魔法”却在中国人身边接力出现,大到寻找地外文明的“天眼”射电望远镜、世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”、运算速度9.3亿亿次/秒的“神威·太湖之光超级计算机”,小到在一块玻璃屏幕上划一划就能解决衣食住行的智能手机和扫一扫二维码就能完成交易的移动支付。


这些例子似乎都在诉说着,2010年代是一个“黑科技”大爆发的时代。


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而就在2010年代即将结束的最后一个月,又有一项将推进人类社会变革的技术加入了这支“黑科技”大军,它就是“阿里云数字地球引擎-卫星数据与增值服务平台”


大多数人单看这个名字肯定会发出疑问,里面每个字都认识可连在一起究竟是什么意思?其实把这一长串文字简单总结一下的话,那就只有四个字“卫星遥感”。


有人可能要说了,卫星遥感诞生都快50年了,怎么就算黑科技了?


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确实,遥感技术的诞生可追溯至1972年美国发射的第一颗遥感卫星。其原理是让卫星利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别地面物质的性质和运动状态。


简单粗暴一点的解释就是用卫星把一个超高像素的照相机送到太空里,咔嚓咔嚓的给地球拍照,从而了解地球的状态。


自从有了卫星遥感,人类就可以从太空跟踪云层、台风的变化,预测天气预防灾害。



或者规避云层在不同时间段拍摄多张照片,然后把这些照片拼合起来就能得一目了然的看到一大片区域的地貌状况。


下面这些照片就是《云南省第一次全国地理国情普查公报》中记录的遥感影像,昆明市禄劝县的云龙水库,水库细长且蜿蜒不断,像是一条匍匐在大地上的一条巨龙。


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大理州云龙县的地形湖水抱城,形似太极。


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寻甸小黄坡则是在梯田和山间公路的组合下,呈现出了一副抽象派油画的风情。


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在普通人眼中,这些遥感影像为我们展现了壮丽河山的美不胜收,而在专业人士眼里,它不仅美更有大大的现实作用。


人们不必再翻山越岭进行实地勘测,而只要根据相片和少量的地面实况就能绘制出一套地形、地质、水文图,不仅效率高,而且质量好。假如用老的勘测方法,要把天山北麓的土地资源普查一遍,就要1万人工作六年左右;而用遥感只需10多人几个月就能完成。


不仅是地表,通过红外遥感设备,还可以探测沉睡在地下的各种矿藏。我国曾利用红外遥感照片,调查云南的地热资源和放射性矿床。


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但是,即便经历了半个世纪的发展,卫星遥感技术依然存在这一个从诞生之初便难以填补的短板,那就是过于依赖人类肉眼去判断和分析。


时至今日,卫星遥感影像数据规模急剧增长,据统计,截至目前,全球在轨的遥感卫星数量已有数百颗,每年产生的数据规模达到数十PB,同时单个影像数据量也极为庞大,仅凭肉眼观测和经验分析的方式耗时长且容易出错。

想想人类的眼睛在玩“大家来找茬”时候,面对两张并不复杂的相似图片找区区几个错误都不一定能全部发现,更别说要在以平方公里为单位的遥感图像上找区别了。


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特别是在用于观察人类活动频繁的区域时,这种短板效应更是明显。根据资料统计,北京规划与自然资源委员会每天需要比对北京近150万亩的耕地卫星遥感照片,从中找出违章大棚及破坏农田等违法行为,每次分析都要花费数月时间。


也就是针对遥感技术的这个短板,“阿里云数字地球引擎-卫星数据与增值服务平台”诞生了。

而它之所以能被称为“黑科技”,正是因为其核心所在——AI+云计算



目前,阿里云数字地球引擎正在和全球顶级卫星数据公司合作,通过达摩院遥感AI技术对各个卫星公司提供的数据进行处理。

数字地球引擎采用了全新的时空数据库技术,不仅在空间维度上可提供分辨率0.5m、1m、2m到5m及多光谱数据。

让大到森林、湖泊的面积、小到农作物生长全都一目了然。



还会在时间维度上记录和分析多种地貌目标的信息,并对它们进行智能识别。


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达摩院在遥感影像智能分析大赛DeepGlobe夺冠


然后这些多维数据会按照标准进行规模化存储、跨模型融合计算等处理。

高强度的像素级调用和计算测试表明,阿里云数字地球引擎在数据写入、重采样等耗时操作上具备5-27倍性能提升。


举例来说,阿里遥感AI技术不但可以帮住农民丈量农田土地,预警自然灾害。


更能通过卫星影像中的变化特征,对建筑、土地、河流等目标信息的智能识别,大幅改善了传统人工解译遥感影像耗时长、效率低等弊端。

仅在短短几分钟内就找出之前需要几个月才能对比发现的破坏农田违法行为,把破坏第一时间消灭在萌芽阶段。


让这种大型的“大家来找茬”变得不再复杂。



不仅针对农业,阿里遥感AI技术这次对传统遥感技术做出的是全领域革命性的补完。


城市管理者,利用阿里遥感AI技术可以规范基础建设,让城市朝着更科学更数字化的方向发展。



在“全国大棚房问题专项整治行动”中,北京市规划和自然资源委员会联合达摩院与阿里云,已率先利用这项技术,实现大棚房90%的监测准确率。


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北京农田大棚房遥感AI自动识别

阿里遥感AI技术还会在观测农业、城市变化的基础上,为商业公司和个人提供金融行情走势分析,让AI助力商业判断。



可以说,阿里遥感AI的出现不但让地球变成了真正的数字地球,让人类观察地球就像观察自己的皮肤。


也达成了阿里助人类进步、促国家发展,为企业服务的使命,正如阿里巴巴集团副总裁、阿里云智能数字政府事业部总经理许诗军所说的:

“数字地球引擎是一个共创、开放的平台,我们希望与合作伙伴一起用云计算、人工智能等技术帮助政府、企业、个人用户记录地球每一寸土地的变迁。



阿里云数字地球引擎,让地球的明天开始增值。

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