人工智能将如何加持? 从太空到地面

2022-07-25 20:27:10   编辑:小美
导读两千多年前,阿基米德没有告诉世人这个支点在哪里;两千多年后,人类通过科技找到了服务地球的数字化道路。

“只要你给我一个支点,我就能撬动地球。”

两千多年前,阿基米德没有告诉世人这个支点在哪里;两千多年后,人类通过科技找到了服务地球的数字化道路。

2020年10月,位于中国胶东半岛的青岛西海岸发射了一个平台,该平台收集了0.5米高分辨率的卫星图像。在人工智能的加持下,几秒钟内,工作人员就能全面掌控空间地理信息要素及其变化。一天之内完成了青岛西海岸新区2000多平方公里范围内的建筑物变更检测工作,效率提高了几十倍。

遥感产业的蓬勃发展,为地球上的人们和各行各业提供了“上帝视角”的维度。更值得期待的是,随着数据和智能的加入,遥感卫星数据和技术、大数据和云计算的汇集,使得遥感应用朝着高时间、高空间、高光谱的方向更加深入民用领域。

耕地提取

在工业场景中,遥感和人工智能技术,除了气象监测、海洋环境监测、农业监测、环境监测四大领域,已经成为碳中和、二氧化碳排放峰值背景下,智能遥感重点关注的应用场景。

人工智能助力遥感卫星产业商业化。

遥感卫星已经诞生很多年了,是第一类卫星。近年来,随着技术的发展,卫星逐渐变小。一次火箭发射将更多的遥感卫星送入太空。卫星数量的增加带来了监测频率的增加和成本的降低,遥感影像的商业价值迎来了新的增长点。

前瞻产业研究院数据显示,2012-2019年,中国遥感卫星产业市场规模从40.83亿元增长到75.5亿元,复合增长率为9.1%。有机构预测,到2023年,中国卫星遥感市场规模将达到105亿元。

整个全球市场也在高速增长,很多机构都做出了乐观的预测。

根据全球市场研究咨询公司Markets and Markets的遥感服务市场报告,2016年全球遥感服务市场规模为97亿美元,2017年为106.8亿美元,预计2022年将达到216.2亿美元,2017-2022年复合年增长率为15.14%。

市场研究机构Research and Markets发布的《全球卫星遥感市场轨迹与分析》预测,到2024年,全球卫星遥感服务市场规模将达到70亿美元,亚太地区是增长最快的市场,在2021年至2024年的预测期内,年复合增长率为20.4%。

此外,大观研究公司的研究预测,到2027年全球遥感技术市场规模有望达到296.1亿美元,2020-2027年复合年增长率为11.6%。

为什么这么多机构关注遥感服务行业并给出高增长预测?

过去,遥感数据处理量大,信息提取困难,成为卫星遥感行业发展的一大难题。“以前遥感数据很少,长时间的处理可以人工完成。现在数据多了,人工的方法已经不能满足用户的需求了。”三年前,有业内人士预测,大数据、人工智能技术和遥感服务的结合是“必不可少的”。

的确,随着人工智能、云计算、高速移动互联网技术等新一代信息技术的发展,遥感卫星产业开始突破商业价值临界点,在应急管理、经济建设、环境治理、民生等诸多领域得到广泛应用,显示出其广阔的市场空间。

国务院去年2月发布的“十四五”国家应急体系规划指出:充分利用物联网、工业互联网、遥感、视频识别、第五代移动通信(5G)等技术,提高灾害事故监测和感知能力,优化自然灾害监测站点布局,完善应急卫星观测星座,构建空、天、地、海一体化的灾害事故监测预警网络。广泛部署智能化、网络化、集成化、小型化传感终端,对高危行业安全监控实行全国联网或省(自治区、直辖市)内区域联网。

在今年5月国务院发布的《乡村建设行动实施方案》中,也提到加快农业农村遥感卫星等天基设施建设,建立农业农村大数据体系,推进重要农产品全产业链大数据建设。发展智慧农业,深入实施“互联网+”农产品出村进城工程和“数商兴农”行动,建设智慧农业气象平台。

国家大力鼓励发展卫星遥感产业,本质上是促进地理信息产业数据采集方式的升级。数据采集方式的升级将推动中下游产业的整体变革和升级,遥感产业与人工智能的结合,“数字地球服务商”的产业生态已经在形成。

尚科技的SenseRemote遥感影像智能解译系列产品,可以变身麦田“守望者”,不仅能准确识别小麦种植范围,快速判断小麦长势变化,还能准确监测、准确识别作物变化、土地利用变化等具体情况,为农业部门及时监督管理提供重要信息支撑。

2021年某地冬小麦生长分布图

疫情期间,商汤科技通过不同时期的高分遥感影像和自主研发的车辆检测算法,对比了上海新能源某超级工厂3月初和6月初的影像数据。通过厂外停放车辆的数量,结合当前车辆交付数量和销售收入的数据,可以为车厂在此期间的整体生产经营提供分析依据。

大规模、快速、高质量地生产遥感影像和信息,每天更新一张全球地图,形成一个动态的地球平台,使企业和人们在决策前获得更客观的变化信息,从而衍生出大量新兴的场景和商业空间。

推广绿色金融等新的应用场景。

早在几年前,硅谷一家名为“Orbital Insight”的公司就引起了外界的关注。

这家公司通过卫星照片,连续五年分析了美国百货连锁公司JC Penney在美国96家连锁零售店的25万个室外停车场的停车情况,从而预测这家百货公司的业绩。经过数据分析,这家百货公司的股价与美国所有商店门前的停车总量高度相关。

Orbital Insight是一家成立于2013年的公司,迄今为止已经筹集了1.25亿美元,包括红杉资本和谷歌风投。现在,它的业务已经扩展到能源和工业、国防、房地产、消费品和金融服务等领域。

事实上,通过卫星遥感技术服务金融市场已经成为许多海外公司的重要业务部门,包括Planet,OneView,笛卡尔实验室,RSMetric和其他创业公司。

在金融保险领域,planet通过地理空间成像解决方案洞察全球变化的速度,并提供保险公司和金融机构所需的信息,以弥合信息和数据差距,并在危急情况下采取有效行动。

Oneview也是通过卫星遥感技术,可以跨越地理平面和时间,广泛监测资产、趋势和变化;还能够在机会出现时识别机会,评估相关事件的影响,并验证或质疑声明。

近年来,在中国市场,卫星遥感产业结合新一代信息技术,催生了绿色金融、新能源等领域的新场景。

比如,对于光伏、风电等清洁能源项目,如果银行提供绿色信贷服务,如何在贷后监管每一笔绿色信贷,避免企业的“洗绿”行为?这时候,智能遥感就成了最好的监管路径。

在中国企业中,AI公司商汤科技通过其自主研发的光伏识别算法模型,可以准确识别光伏设施的分布、面积和变化,并能高效发现耕地中的光伏,从而服务于耕地保护和光伏工程监管。

海外大坝的施工和运行监控

商汤科技基于AI算法,结合卫星遥感影像,场景能力延伸至辅助银行、保险等相关金融场景。它在选址适宜性评估、施工和运行监控以及异常情况(停工、灾难等)的及时预警和预测方面不断为行业提供巨大潜力。)对于海外重大绿色项目,偏远地区的光伏、风电、水电等清洁能源项目等。

据了解,商汤研发了十余种AI智能遥感影像解译算法,形成了从遥感解译工具、算法培训平台、在线云解译服务的产品矩阵。

在双碳背景下,碳汇隐藏着巨大的潜力。

在绿色金融领域,随着全球绿色低碳发展趋势日益增强,碳汇已经成为一个极具空间潜力的细分领域。

碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施吸收大气中二氧化碳,从而降低大气中温室气体浓度的机制。

1999年,我国开展了第六次全国森林资源连续清查,遥感技术开始在业务上应用,在实现清查系统全覆盖、提高森林资源清查精度、防止森林资源清查结果评估等方面发挥了巨大作用。有了机器学习和数字模型的加入,森林碳汇的统计可以事半功倍:通过“遥感数据+AI”,可以为森林蓄积量、碳储量、碳汇测算提供基础数据。

目前遥感在森林碳汇方面可以发挥很大的作用。利用遥感数据计算植被指数、叶面积指数、材积等。,然后利用这些因素与生物量的密切关系来估算区域生物量。根据各地森林的不同实际情况,可以选择不同的AI算法模型,也可以直接建立适合研究区域的数学模型。

例如,在林业碳汇项目中,商汤科技通过SenseLayers商汤智能遥感解译算法生产应用平台,智能检测识别林业碳汇标的林地分布范围和面积,帮助查询识别林业碳汇贷款/林业碳汇保险等贷前/预承保标的,包括碳汇贷款简化业务流程,主要包括:贷前调查-碳汇价值评估-贷款适宜性评估-贷后监管等。

林地碳储量示意图

据国际投资机构预测,随着对森林碳汇等自然资源碳库的投资,森林碳汇的供给不断增加,到2025年全球碳抵消需求将超过碳汇供给;碳交易价格将翻倍,碳抵消市场规模将达到1500亿美元。

无论从政策走向还是技术测算,因为遥感和人工智能的结合,双碳背景下碳汇发展空间巨大。

装甲,技术赋能

事实上,在卫星遥感应用和服务市场上,参与者很多,甚至非常分散。据不完全统计,涉及的企事业单位有上百家,但规模普遍较小,综合应用和服务能力较弱。

但近两年,随着行业巨头的进入,整个行业正在发生巨大的变化,包括微众推出“揽月”,从资产管理的角度切入;阿里云达摩院推出AI EARTH,整合计算能力,为遥感、气象等多源对地观测数据提供云计算分析服务。尚科技从AI层面切入。

“遥感卫星数据的一个特点是数据量非常大,AI当然可以作为加速器发挥关键作用,更快更准确地提取信息和识别目标,并对提取的信息进行更准确的分类统计。”国内航天科技的一位联合创始人说。

AI商汤科技公司卫星遥感技术布局,现已形成商汤SenseRemote探测图形化一站式遥感解译工具软件、SenseRemote图层一站式智能遥感解译算法生产应用平台、SenseEarth首个智能遥感在线解译平台的产品矩阵,推动AI+遥感的规模化应用。

与其他玩家不同,商汤科技的优势包括视觉图像识别、AI算法和计算能力。

根据Jost Sullivan发布的《2021年中国计算机视觉市场报告》,商汤在计算机视觉领导者象限中排名第一,在“成长指数”和“创新指数”两项指标上均领先。

同时,商汤科技的SenseCore输出的AI算力是世界领先的。截至2021年底,投入使用的23个超级计算集群具备每秒1170亿次浮点运算(1.17万亿次)的能力;新建成的新一代人工智能计算中心于2022年1月在上海临港正式启用,设计峰值计算能力为3740亿次浮点运算(3.74 exaflops),可在一天内完成全球最大参数的ai模型训练,带动AI模型准确率和模型产量快速提升。

对于遥感卫星产业衍生出的各种新兴产业和场景,商汤科技的这些底层技术可谓是加速器的存在,更是如虎添翼。

在卫星遥感领域,商汤科技正在寻找一条漫长的轨迹,这家企业身上“数字地球服务商”的印记正在改变。如果阿基米德活到今天,他会大吃一惊。

绿色经济的大变革时代

中国提出,到2030年和2060年,二氧化碳排放峰值将达到碳中和。在“十四五”规划纲要中,双碳战略和人工智能都被放在非常重要的位置。

在“双碳”目标下,通过赋能AI技术,积极发挥森林、林业、草原、海洋碳汇的潜力和作用,大力发展绿色金融,开展支持环境改善、应对气候变化、节约和高效利用资源的经济活动,是实现绿色低碳发展的重要环节。

在全球范围内,因为双碳发展,很多企业也将ESG(环境、社会和公司治理)作为长期发展的重要考量之一。全球最大的基金管理公司贝莱德(BlackRock)首席执行官拉里·芬克管理着约9万亿美元的资产,他在年度信中写道:“气候风险就是投资风险”,所有决策都将基于ESG标准。

尚科技在2021年度财报中明确了“2025年二氧化碳排放峰值,2030年碳中和,2050年净零排放”的目标,并成立碳中和发展研究中心,推动集团环保战略的具体实施,探索以自我减排和AI赋能为抓手的科技减碳可行路径。

例如,商汤科技在上海临港建设的亚洲最大智能计算中心(简称“AIDC”),实时核查能源使用的核心指标,旨在从能源系统优化、节能技术应用、低碳运维三个方向推进节能减排。尚科技通过提供大规模柔性计算能力和高性能深度学习平台,实现AI模型的大规模、低成本、高效率量产,从而降低AI模型生产的平均能耗,实现绿色人工智能。

“清澈的海水和郁郁葱葱的山脉是无价的资产”,遥感卫星结合人工智能技术,促进碳汇和碳汇信用的发展。无论是新能源汽车的蓬勃发展,还是光伏产业的“新年”,抑或是“绿色金融”的发展,在5G时代,在计算算法技术趋于成熟的技术红利中,绿色经济正在发生巨变。

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