+ 賀鵬梓

創(chuàng)業(yè)企業(yè)的第一桶金往往要付出極為巨大的努力才能實(shí)現(xiàn)。但是對于航天星圖的GEOVIS平臺來說，第一個(gè)用戶是國產(chǎn)高分衛(wèi)星“推”來的。

世界屋脊上的鄉(xiāng)村路

西藏是自駕游愛好者們的圣地，開車去西藏再開回來，值得在朋友圈里炫耀很長時(shí)間了。但農(nóng)村道路勘測可不是這么好玩的事情。過去，自治區(qū)交通廳為了統(tǒng)計(jì)農(nóng)村公路的建設(shè)和維護(hù)情況，需要派遣專門的工作組，開著車把整個(gè)自治區(qū)的道路跑上一遍。這其中不但要投入可觀的人力物力成本，也會使工作人員面臨很大的風(fēng)險(xiǎn)：西藏的道路經(jīng)常受到泥石流滑坡、凍土層等因素困擾，開車不是那么安全的事情。

國產(chǎn)高分衛(wèi)星星座投入使用之后，國防科工局和有關(guān)單位制定了數(shù)據(jù)免費(fèi)提供的政策。西藏自治區(qū)交通廳作為國產(chǎn)高分衛(wèi)星星座的服務(wù)對象之一，很早就得到了高分辨率遙感衛(wèi)星的圖像。得益于國產(chǎn)高分衛(wèi)星的先進(jìn)技術(shù)，自治區(qū)交通廳的有關(guān)工作人員可以從衛(wèi)星圖像上清晰地看到分布在自治區(qū)各個(gè)地方的道路，這些道路連接著名山大川、連接著城市、連接著牧區(qū)，也連接著大大小小的山村。這為自治區(qū)交通廳進(jìn)行鄉(xiāng)村道路統(tǒng)計(jì)和勘測提供了有力的幫助。

但是新的問題隨之出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)，整個(gè)遙感行業(yè)——包括發(fā)達(dá)國家——在圖像提取上的精度和效率都不高，無法滿足交通部門對道路信息的提取需求。于是自治區(qū)交通廳的同志們拿著衛(wèi)星圖像來到航天星圖，想試一試人工智能和深度機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能不能解決自己面臨的問題。

西藏地區(qū)道路情況

而航天星圖的創(chuàng)業(yè)者們也正好需要一個(gè)案例來驗(yàn)證一下GEOVIS平臺的效能。畢竟，他們之前只在道路密集的中關(guān)村地區(qū)做過實(shí)驗(yàn)。當(dāng)西藏自治區(qū)的高分衛(wèi)星圖像載入平臺后，在超級計(jì)算機(jī)強(qiáng)大運(yùn)算能力的支撐下，僅僅用了十幾分鐘，整個(gè)西藏自治區(qū)大小道路就全都從圖像中被提取了出來，速度之快效率之高，稱得上是“溫酒斬華雄”了。

用天眼來找路

智能圖像處理不僅僅用于西藏交通廳的業(yè)務(wù)中。自2014年起，國家有關(guān)部門聯(lián)合啟動(dòng)了北京市、湖南省及西藏自治區(qū)作為典型工程示范區(qū)，利用遙感技術(shù)，開展農(nóng)村公路調(diào)查與核查、交通基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查、道路災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急處置、重大道路工程建設(shè)監(jiān)管、公路建設(shè)前期輔助支持、基礎(chǔ)設(shè)施形變監(jiān)測等業(yè)務(wù)應(yīng)用試點(diǎn)工作。

這類工作的意義何在呢？實(shí)際上，由于地理、氣候上的諸多困難，老少邊窮地區(qū)的交通建設(shè)還有很多“短板”。比如高速公路“斷頭路”較多；國省干線規(guī)模偏小，技術(shù)等級偏低；農(nóng)村公路水平不高，防災(zāi)抗災(zāi)能力薄弱等等。集中連片特困地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施尤其薄弱，這既是全國交通運(yùn)輸發(fā)展的“短板”，也是國家扶貧攻堅(jiān)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，限制著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的提高。

要解決問題，首先要發(fā)現(xiàn)問題，要想把路修好，首先要找到缺路的地方。但是，正如前文所言，用開車下鄉(xiāng)的方式來勘測和統(tǒng)計(jì)，不但成本高、風(fēng)險(xiǎn)大，而且有不可忽視的錯(cuò)誤率。也許一個(gè)省的誤差率只有萬分之幾，但對于遼闊的中華大地來說，所涉及到的人口絕對數(shù)是非?？捎^的，必須加以解決。另外，中國正在經(jīng)歷高速城鎮(zhèn)化的過程，很多以前的農(nóng)村公路已經(jīng)變成了城市道路。所以核清農(nóng)村公路的規(guī)模和具體分布，是一件需要長期、持續(xù)實(shí)施的工作，靠傳統(tǒng)手段是不可能滿足要求的。

因此，用人工智能來自動(dòng)提取遙感信息中的道路數(shù)據(jù)，是一種理想的手段。在西藏、北京、湖南農(nóng)村道路統(tǒng)計(jì)中的成功應(yīng)用，證明了GEOVIS 5正是這樣一種手段。

能防災(zāi) 也能救災(zāi)

GEOVIS 5不僅能夠高精度、高準(zhǔn)確率地統(tǒng)計(jì)出既有道路，還具有更多功能。

地面形變對道路基礎(chǔ)設(shè)施有著嚴(yán)重的影響。高分衛(wèi)星的圖像能夠?yàn)槿藗兲峁┐竺娣e、高精度的地面形變監(jiān)測手段，GEOVIS 5則能夠迅速實(shí)現(xiàn)圖像分析，及時(shí)對道路安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)出預(yù)警、保證交通部門及時(shí)采取修整措施。

當(dāng)自然災(zāi)害造成道路損毀后，修路是救災(zāi)的首要工作之一。只要有高分辨率圖像，GEOVIS 5就能在短時(shí)間內(nèi)對道路受災(zāi)情況作出及時(shí)統(tǒng)計(jì)，使交通部門得以據(jù)此精準(zhǔn)投放搶修力量。

航天星圖工作人員安裝高精度定位測量終端，及培訓(xùn)用戶技術(shù)人員使用移動(dòng)式高精度定位測量終端

讓用戶發(fā)現(xiàn)更多用途

交通領(lǐng)域的成功，也讓航天星圖的創(chuàng)業(yè)者們產(chǎn)生了新的想法。人工智能和深度學(xué)習(xí)是通用技術(shù)，在遙感領(lǐng)域，它不僅僅能用來處理高分圖像，也能用來處理航空攝影圖像以及其他多源遙感數(shù)據(jù)，形成融合的地理信息圖景。例如，它能識別道路，也能識別農(nóng)田、綠化帶、居民區(qū)和商業(yè)區(qū)……引入多光譜數(shù)據(jù)能力之后，還可以更詳細(xì)地分辨地表的屬性。因此，GEOVIS 5既可以用于交通領(lǐng)域，也可以用于國土、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、軍事等所有需要地理信息的領(lǐng)域。因此航天星圖的創(chuàng)業(yè)者們選定了下一個(gè)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域——國土資源。目前，有關(guān)應(yīng)用研究工作正在順利推進(jìn)。

隨著技術(shù)的成熟和應(yīng)用的推廣，航天星圖認(rèn)識到，要想把遙感圖像智能處理技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)大到各行各業(yè)，所需要的并不僅僅是超級計(jì)算機(jī)和算法，更不是遙感圖像本身，而是各個(gè)用戶部門長期積累的行業(yè)專業(yè)知識。畢竟，只有這些行業(yè)用戶才知道自己需要什么，才知道應(yīng)該用計(jì)算機(jī)工具去做些什么。因此，航天星圖正在努力推行產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的概念，把最新一代產(chǎn)品GEOVIS 5的接口和開發(fā)平臺向所有用戶開放，鼓勵(lì)他們?nèi)ラ_發(fā)不同用途的應(yīng)用模塊。

如果用什么東西來作為比喻的話，GEOVIS 5就像是一個(gè)開放接口的操作系統(tǒng)，用戶可以靠自己的力量來開發(fā)應(yīng)用模塊，也可以使用其他人開發(fā)的應(yīng)用模塊。圍繞著操作系統(tǒng)和應(yīng)用模塊，還有可能開發(fā)出各種各樣輔助型、服務(wù)型模塊，并衍生出利用GEOVIS 5及其應(yīng)用程序從事數(shù)據(jù)服務(wù)的商業(yè)機(jī)構(gòu)和商業(yè)模式。這正是“生態(tài)圈概念”所推崇和推動(dòng)的。

作為一種專業(yè)工具，GEOVIS 5不可能像安卓系統(tǒng)那樣產(chǎn)生海量的應(yīng)用市場，但是基本的理念是相同的。我們可以預(yù)期，GEOVIS 5將在未來幾年內(nèi)催生出繁榮的應(yīng)用模塊，形成規(guī)模化的應(yīng)用市場，并且衍生出消費(fèi)化普及化的應(yīng)用，讓遙感信息直達(dá)普通人的手機(jī)，真正實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)的價(jià)值。