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在遙遠(yuǎn)的太空給地球“拍照”，通過技術(shù)手段對“照片”進(jìn)行解譯和分析，就能夠定格地球上各種事物的形態(tài)與分布，感知地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文、人工構(gòu)筑物等不同特征，識別它們在一定時間周期內(nèi)的關(guān)聯(lián)和變化，從而為自然資源保護(hù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)、生態(tài)環(huán)境治理等提供依據(jù)。
這就是有地球“天眼”之稱的遙感技術(shù)。
當(dāng)前，遙感領(lǐng)域已進(jìn)入小時級快速響應(yīng)和亞米級遙感觀測的新時代，遙感影像蘊含的數(shù)據(jù)信息越來越豐富，可挖掘的應(yīng)用價值也越來越大。因此，傳統(tǒng)人工解譯或低自動化的方式難以滿足海量數(shù)據(jù)快速處理、敏捷應(yīng)用的行業(yè)需求，解譯能力供給不足、計算成本高企等問題日益凸顯。
這些在遙感應(yīng)用中面臨的問題，正是人工智能的強(qiáng)項所在。然而，在遙感+AI的發(fā)展中，通用的AI深度學(xué)習(xí)框架在處理具有大場景、多通道、多維度信息的遙感數(shù)據(jù)時并不得心應(yīng)手，通用的計算機(jī)視覺（CV）等深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)算法模型并不能很好地“消化”這些特殊影像，充分提取遙感信息，釋放數(shù)據(jù)價值。換句話說，AI在遙感領(lǐng)域也遭遇了“不懂行”難題。
如何破局？極客網(wǎng)對話中科星圖空間技術(shù)有限公司（以下簡稱“星圖空間”）高級副總裁王一，以及武漢漢達(dá)瑞科技有限公司（以下簡稱“漢達(dá)瑞”）副總經(jīng)理易學(xué)武，看頭部遙感“懂行人”如何以產(chǎn)業(yè)集群的力量推動遙感影像智能解譯方案創(chuàng)新及應(yīng)用落地，書寫遙感+AI發(fā)展的新范式。
算法調(diào)優(yōu)，全場景AI框架讓遙感AI模型開發(fā)事半功倍
遙感影像蘊含豐富的光譜、輻射、紋理和語義等信息，與自然圖像存在較大區(qū)別。要將AI深度學(xué)習(xí)在計算機(jī)視覺等領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展“平移”到遙感領(lǐng)域，就需要根據(jù)行業(yè)特性開發(fā)算法模型。
去年6月，星圖空間GEOVIS iBrain空天大數(shù)據(jù)智能解譯平臺與昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件平臺完成全面適配。在廣西貴港智慧城市建設(shè)項目中，基于GEOVIS iBrian空天大數(shù)據(jù)智能解譯平臺，利用遙感技術(shù)對重點區(qū)域建筑物進(jìn)行自動化解譯識別與違建判別，實現(xiàn)了更及時和準(zhǔn)確的快速信息檢測，為政府相關(guān)部門提供可靠的治理依據(jù)。
星圖空間高級副總裁王一告訴極客網(wǎng)，“我們非?？粗袝N騰的全棧能力，在針對遙感圖像中自動化快速解譯地物、目標(biāo)等要素邊界及時空變化信息等能力進(jìn)行優(yōu)化時，通過底層Atlas硬件+中間層MindSpore AI框架+上層MindX等應(yīng)用套件這一套相匹配的產(chǎn)品組合，可以最大程度的發(fā)揮我們算法自動化、智能化、批量化的解譯優(yōu)勢?！?/p>
今年1月，漢達(dá)瑞中標(biāo)廣東省自然資源一體化服務(wù)數(shù)據(jù)層AI遙感影像解譯及應(yīng)用開發(fā)服務(wù)項目，該項目基于鯤鵬+昇騰+openEuler的國產(chǎn)化軟硬件環(huán)境建設(shè)，可以實現(xiàn)快速高效的模型訓(xùn)練、推理處理、圖像識別等工作，提供更可靠、更高性能、更智能的遙感監(jiān)測行業(yè)數(shù)據(jù)智能識別、提取、分類、監(jiān)測能力，助力時空數(shù)據(jù)治理與一體化管理服務(wù)應(yīng)用的快速落地。
漢達(dá)瑞副總經(jīng)理易學(xué)武表示，“在遙感這樣的關(guān)鍵性產(chǎn)業(yè)，國家及一些重要單位對國產(chǎn)化的要求比較高?；跁N騰AI高性能基礎(chǔ)架構(gòu)，我們將自身在算法、模型方面的特點釋放，結(jié)合遙感特性對AI模型和算法做了很好的優(yōu)化，實現(xiàn)了從資源圖像理解向遙感圖像理解的轉(zhuǎn)變，在對客戶千萬級的樣本管理和模型訓(xùn)練中取得良好效果，在滿足國產(chǎn)化需求的同時，實現(xiàn)了性能上的全面提升?！?/p>
算力普惠，公共算力服務(wù)平臺讓遙感AI應(yīng)用降本增效
遙感作為數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)，從海量遙感影像圖片的解譯分析，到背后AI模型的訓(xùn)練和推理，對計算資源的執(zhí)行效率和成本開支都非常敏感。特別是隨著各行各業(yè)對快速響應(yīng)、高分辨率類遙感應(yīng)用需求的增加，AI算力愈發(fā)成為遙感AI發(fā)展的“攔路虎”。
當(dāng)前，全國超二十家城市已上線人工智能計算中心（AICC），幫助企業(yè)解決算力資源調(diào)用難題。星圖空間和漢達(dá)瑞都選擇了本地AICC來提供算力支持。
星圖空間是西安未來人工智能計算中心首批合作伙伴之一，王一介紹到，“在模型的訓(xùn)練階段需要大算力支撐，在部署階段只需要根據(jù)不同場景增量數(shù)據(jù)做訓(xùn)練調(diào)優(yōu)，這時候大量的算力就可以釋放掉了。但在傳統(tǒng)模式下，企業(yè)需要自行購買AI算力，昂貴的算力在很大程度上提高了企業(yè)的入行門檻，相比而言，AICC的租用模式就更加靈活?！?/p>
易學(xué)武也指出，AI深度學(xué)習(xí)對算力資源有很大的依賴，傳統(tǒng)各事業(yè)單位自建基礎(chǔ)設(shè)施的模式不再適用，單純?yōu)橐粋€項目的生產(chǎn)需要去購置算力資源也不太現(xiàn)實。比如在自然資源項目中，客戶希望將AI作為整個計算資源的基礎(chǔ)底座，服務(wù)省市區(qū)縣多個部門及開發(fā)單位，這就需要對計算資源進(jìn)行靈活自動的調(diào)配。我們與武漢人工智能計算中心的合作，同時利用昇騰AI提供的MindX工具，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求智能調(diào)度分配計算資源，最大化實現(xiàn)算力的高效利用。
擁抱大模型時代，迎接AI+遙感領(lǐng)域的“智能涌現(xiàn)”
當(dāng)算法優(yōu)化和AI算力不再是瓶頸，遙感影像AI解譯平臺便打通了從數(shù)據(jù)入庫、預(yù)處理、樣本生產(chǎn)、樣本管理、模型訓(xùn)練、智能解譯到成果應(yīng)用的完整鏈條，推動AI智能遙感解譯進(jìn)入從算法生產(chǎn)到算法應(yīng)用的自動化、智能化時代，從而實現(xiàn)規(guī)?；?、工業(yè)化的遙感影像處理及應(yīng)用。
而隨著應(yīng)用的深入，具備優(yōu)秀泛化能力、能夠進(jìn)一步降低AI開發(fā)與應(yīng)用門檻的大模型，已經(jīng)成為行業(yè)共識。
星圖空間基于自研大模型，利用昇騰AI提供的調(diào)優(yōu)算法，針對不同場景進(jìn)行應(yīng)用孵化。在廣西貴港智慧城市建設(shè)項目中，以往作業(yè)員通過卷簾對比的方式，純?nèi)斯ひ惶熘荒懿榭?00多平方公里，現(xiàn)在基于單機(jī)自動化一天就能夠提取及比對10余萬平方公里，大大提高了用戶的作業(yè)效率；同時，算法精度和數(shù)據(jù)質(zhì)量能夠滿足監(jiān)測要求，綜合查全率達(dá)到90%以上，建筑物提取邊緣規(guī)整且吻合度高，方便進(jìn)一步加工利用。目前該平臺已經(jīng)落地自然資源、地表覆被監(jiān)測、智慧執(zhí)法監(jiān)測、特種領(lǐng)域目標(biāo)監(jiān)測、雙碳環(huán)保監(jiān)測等需求場景。
漢達(dá)瑞選擇了另一條路徑。2021年12月，該公司加入智能遙感開源生態(tài)聯(lián)盟，與武漢大學(xué)、華為等合作，基于昇騰AI和全球首個遙感影像智能解譯專用框架武漢.LuoJiaNet進(jìn)行方案改造和適配，對高分辨率建筑物、道路、水系、耕地、林地等遙感影像的解譯精度達(dá)到了90%以上。去年7月，漢達(dá)瑞進(jìn)一步將能力集成在自然資源大腦的平臺上，推動地理空間規(guī)劃、耕地保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、應(yīng)急救援等自然資源業(yè)務(wù)場景的數(shù)智化轉(zhuǎn)型。
寫在最后：
每一次技術(shù)水平的變革，都會帶來社會生產(chǎn)力的飛躍。AI改變遙感，昇騰改變AI。當(dāng)更多的“懂行人”集結(jié)起來，合力打通AI+遙感從科研創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)落地的路徑，必將引領(lǐng)AI+遙感融合發(fā)展新范式，加速釋放遙感大模型時代每一個像元的價值！
