将来,卫星遥感技术可以这么玩…
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作者:付毅飞
不知你有没有想象过这样的情景:
一天,你坐在办公室里突然想起,在国外上大学的孩子正在参加运动会。那是什么样的盛况呢?你打开手机APP操作一番,几十秒后,由卫星拍摄的运动会实时画面就呈现在眼前。
“任何一个老百姓,都可以得到任意时间地点的遥感卫星数据,这是我们的梦想。”中国科学院院士,武汉大学遥感信息工程学院院长、宇航研究院院长龚健雅说,“那时,卫星遥感将是个很大的市场。”
近日,在航天行云科技有限公司等承办的沙龙活动上,龚健雅与大家分享了遥感应用的现状与未来。
多年来,卫星遥感应用经历了对地理要素与目标的普查、详查,资源环境与土地变化监测阶段。
在空间分辨率方面,我国由初代中巴地球资源卫星的19.5米不断提升。
2018年初,随着由中国航天科技集团五院抓总研制的高景一号03、04星成功入轨,我国首个0.5米高分辨率商业遥感卫星星座正式建成。
高景一号拍摄的迪拜哈利法塔
在时间分辨率方面,通过静止轨道卫星、低轨视频卫星,以及卫星编组编队方式,可实现动态监视型对地观测。
例如,我国2015年发射的高分四号卫星,可在地球静止轨道上“凝视”地球,不断获取遥感数据。
高分四号参数
高分四号拍摄的云图
在光谱分辨率方面,2018年发射的高分五号卫星,可通过丰富的光谱信息精细识别地物。
随着卫星空间分辨率和重访能力的迅速跃升,以及凝视型、视频星卫星技术发展,催生了动态能力更高的应用:动态监视。
2015年,由中国长光卫星技术有限公司研制的吉林一号四星发射。该星座计划到2020年发射60颗卫星,其中52颗视频星,8颗推扫卫星;2030年实现138颗卫星在轨组网,具备全球任意地点10分钟内重访能力,成为一个高时间分辨率、高空间分辨率的遥感信息获取平台。
如今,对地观测卫星进入井喷式发展阶段,为定量遥感应用以及态势与目标的监视奠定了基础。
比如,跟踪汽车↓
又如,跟踪飞机↓
那么,未来的智能遥感应用将能怎么玩?龚健雅表示,届时将实现信息的智能提取,以及目标的识别与跟踪。不过,对目标的智能识别与动态跟踪还有大量课题需要研究。
试想一下,如果几千几万颗卫星在天上飞,时刻获取海量数据,依靠人工处理多要命。因此,首先要解决基于深度学习的遥感智能处理技术。包括构建深度卷积神经元网络,以及大量供学习的样本。
如今,人工智能技术已经在图像搜索领域取得重要进展,能否采用该技术从大规模遥感图像数据库中搜索感兴趣的内容?这涉及到如何更加准确的表达复杂遥感图像的语义,以及怎样从海量遥感图像中快速检索满足条件的图像。
国内科研团队正在开展研究,他们提出了基于深度学习的大规模高分遥感图像智能检索方法。
他们在尝试检索体育场↓
提取道路矢量图↓
识别建筑↓
还尝试识别各种奇怪的东西↓
效果暂时不理想,没关系,慢慢学习。龚健雅说,武汉大学研究团队正在建立遥感影像数据库,收集了上百万样本,可供智能处理系统不断学习。
这套系统在目标识别、提取方面已经取得了一定进展。在对重庆城区违建检测试验中,查全率接近94%,不过也错认了不少合法建筑。
中国航天三江集团副总经理张镝认为,如果人工智能识图以及跟踪监视等功能实现,遥感领域的产值将由目前的几百亿元跃升至上万亿元。
真到那一天,世界将大不相同。坐飞机,不用再担心航班失联;办案时,犯罪嫌疑人无处遁形;城市规划管理,决策者有更丰富的数据支持;日常出行,可以随时掌握交通状况……你期待吗?
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