从太空到地面，人工智能如何加持？

　　“只要给我一个支点，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，人类通过科技独辟蹊径，找到了一条服务地球的数字之路。 　　2020年10月，位于中国胶东半岛的青岛西海岸上线了一个平台，汇聚了0.5米高分辨率卫星影像，通过人工智能的加持，数秒时间，工作人员就能全方位掌控空间地理信息要素及其变化情况，一天内完成青岛西海岸新区2000多平方公里范围内的建筑物变化检测工作，效率提升数十倍。 　　遥感卫星行业的蓬勃发展，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，遥感卫星数据与技术、大数据、云计算集合，让遥感应用以高时间、高空间、高光谱的方向，更加深入到民用领域。 　　耕地分块提取 　　行业场景中，遥感加上人工智能技术，除了在气象监测、海洋环境监测、农业监测和环境监测四大领域伸展拳脚，在碳中和、碳达峰的背景下，绿色金融、现代农业、新能源领域，都成为智能遥感聚焦的应用场景。 　　人工智能助力遥感卫星行业商业化 　　遥感卫星的诞生已有很多年，是最早上天的一类卫星。最近几年，随着技术的发展，卫星逐步趋于小型化，一次火箭的发射，将更多的遥感卫星带入太空，卫星数量的增多，带来了监测频次的提升和成本的降低，遥感图片的商业价值迎来了新的增长点。 　　根据前瞻产业研究院数据，2012-2019年，中国遥感卫星行业市场规模由40.83亿元上升至75.50亿元人民币，复合增长率达9.1%。有机构预计到2023年，我国的卫星遥感市场规模将达105亿元。 　　整个全球市场，同样是高速增长，多家机构都做出了乐观的预测。 　　根据全球市场研究咨询公司MarketsandMarkets的遥感服务市场报告，2016年全球遥感服务市场总体规模为97亿美元，2017年为106.8亿美元，预测到2022年将达到216.2亿美元，2017-2022年全球遥感服务市场规模年复合增长率为15.14%。 　　市场研究机构ResearchandMarkets发布的《全球卫星遥感市场轨迹与分析》预测，全球卫星遥感服务市场到2024年将达到70亿美元，亚太地区是增长最快的市场，2021-2024年预测期内的复合年增长率为20.4%。 　　此外，GrandViewResearch的研究预计，到2027年全球遥感技术市场规模预计将达到296.1亿美元，从2020年到2027年的复合年增长率为11.6%。 　　为什么如此多机构关注遥感服务行业，并给出高增长的预测？ 　　过去很多年，遥感数据处理量大、提取信息难，这成为卫星遥感行业破圈发展面临的难题。“过去遥感数据少，靠人工方式可以进行长周期处理。现在数据多了，人工方式满足不了用户需求。”三年前就有业内人士预计，大数据、人工智能技术与遥感服务结合“必不可少”。 　　确实，随着人工智能、云计算、高速移动互联技术等新一代信息技术的发展，遥感卫星行业开始突破商业价值的临界点，并广泛应用于应急管理、经济建设、环境治理、大众民生等诸多领域，越来越显示出其广阔的市场空间。 　　去年2月国务院印发的《“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感知能力，优化自然灾害监测站网布局，完善应急卫星观测星座，构建空、天、地、海一体化全域覆盖的灾害事故监测预警网络。广泛部署智能化、网络化、集成化、微型化感知终端，高危行业安全监测监控实行全国联网或省(自治区、直辖市)范围内区域联网。 　　今年5月国务院印发的《乡村建设行动实施方案》中也提到，加快建设农业农村遥感卫星等天基设施，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，构建智慧农业气象平台。 　　国家大力鼓励卫星遥感产业发展，本质上是推动地信产业数据采集方式升级，而数据采集方式的升级将推动中下游产业整体变迁与升级，遥感行业与人工智能的结合，“数字地球服务商”这样的产业生态已经在形成中。 　　商汤科技的SenseRemote遥感影像智能解译系列产品，可以化作麦田“守望者”，不仅能精准识别小麦种植范围，快速判定小麦生长的变化情况，还能够精确监测、准确识别作物变化、土地利用变化等具体情况，为农业部门及时监管治理提供了信重要息支撑。 　　某地2021年冬小麦长势分布图 　　疫情期间，商汤科技通过不同时期高分遥感影像，结合自研的车辆检测算法，对比上海新能源某超级工厂的3月初和6月初的影像数据，通过对工厂外停放的整车数量，再结合当期汽车交付数量、销售业务收入等数据，即可对该时间段车厂整体生产经营情况提供分析依据。 　　遥感影像与信息高质量大规模快速生产，全球一张图每天更新，形成动态地球平台，洞察地表及时变化，让企业和人们在决策前得到更客观的变化信息，由此衍生出大量的新兴场景和商业空间。 　　催生绿色金融等新应用场景 　　早在几年前，硅谷有一家叫作“轨道视野（OrbitalInsight）”的企业引起外界的关注。 　　这家公司通过卫星照片，连续5年分析了一家美国百货连锁公司JCPenney在全美96个连锁零售店的25万个室外停车场的停车情况，从而预判这家百货公司的业绩情况。经过数据分析，这家百货公司的股价，与全美国所有店面门口的停车总数高度相关。 　　轨道视野（OrbitalInsight），这家公司2013年成立，迄今累计融资1.25亿美元，其中包括红杉资本（SequoiaCapital）和谷歌风险投资（GoogleVentures），如今其业务扩容到了能源与工业、国防、房地产、消费品和金融服务等板块。 　　实际上，通过卫星遥感技术为金融市场服务，早已成为很多海外公司的重要业务板块，包括planet,Oneview,DescartesLabs,RSmetric等一批创业型的公司。 　　planet在金融保险领域，通过地理空间成像解决方案，洞察全球变化的速度，提供保险公司和金融机构所需的情报，以弥合信息和数据差距，并在关键情况下采取有效行动。 　　Oneview也是通过卫星遥感技术，能够广泛监测资产、趋势和跨地理平面和时间的变化测量；也能够在机会出现时识别机会，评估相关事件的影响，验证或质疑索赔。 　　这几年，在中国市场，与新一代信息技术融合的卫星遥感行业，催生了绿色金融、新能源等领域的新场景。 　　比如光伏、风电项目等清洁能源项目，银行如果发放绿色信贷服务，如何对放出的每一笔绿色信贷做贷后监管，规避企业的“漂绿”行为，这时，智能遥感就成为最好的监管路径。 　　在中国的企业中，AI公司商汤科技通过自主研发的光伏识别算法模型，能够精准识别光伏设施分布、面积以及变化，对耕地范围建设光伏可以高效发现，如此就能服务耕地保护和光伏工程监管。 　　海外某大坝建设运营监测 　　基于AI算法，商汤科技结合卫星遥感影像，场景能力延伸至辅助银行、保险等相关金融场景，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的选址适宜性评估、建设及营运监测、异常情况（停工、受灾等）的及时预警预报等，不断赋予行业降本增效、提升产能、监管预测等巨大潜力。 　　据了解，商汤已研发了十余种AI智能遥感解译影像算法，并形成了从遥感解译工具、算法训练平台、在线云解译服务的产品矩阵。 　　双碳背景下，碳汇隐藏巨大潜力 　　而在绿色金融领域，随着全球绿色低碳发展的趋势日益增强，碳汇成为空间潜力很大的细分领域。 　　碳汇，指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的机制。 　　1999年中国启动第六次全国森林资源连续清查，遥感技术开始了业务化应用，对实现清查体系全覆盖、提高森林资源调查精度、防止森林资源清查结果评估等发挥了巨大作用。随着机器学习、数字模型的加入，又让森林碳汇统计事半功倍：通过“遥感数据+AI”，可为森林蓄积量、碳储量、碳汇计量，提供基础数据。 　　目前，遥感可以在森林碳汇方面发挥很大的作用。利用遥感数据计算植被指数、叶面积指数、材积等，然后利用这些因子与生物量的密切关系估算区域的生物量。针对各地森林不同实际情况，可选择不同的AI算法模型，或直接建立适合研究区域的数学模型。 　　比如在林业碳汇项目上，商汤科技通过SenseLayers商汤智能遥感解译算法生产及应用平台，智能化检测与识别林业碳汇标的的林地分布范围及面积情况，助力林业碳汇贷/森林碳汇保险等贷前/承保前的标的范围核对及识别，包括在碳汇贷的业务简化流程主要为：贷前调查——碳汇价值评估——贷款适宜评估——贷后监管等。 　　林地碳储量示意图 　　根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，森林碳汇供应不断增长，并且到2025年全球碳抵消的需求量将超过碳汇的供应量；碳汇价格将出现翻倍增长，碳抵消市场规模将达到1500亿美元。 　　不管是政策趋势，还是技术算力，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。 　　科技铠甲，技术赋能 　　实际上，在卫星遥感的应用与服务领域市场，玩家很多，甚至说非常分散，据不完全统计，涉及的企事业单位达上百家，但规模普遍较小，综合应用及服务能力偏弱。 　　不过这两年，随着行业巨头的进入，整个行业正在发生着巨大的变化，包括微众推出“揽月”，从资管角度切入；阿里云达摩院推出了AIEARTH，集合算力支撑，提供遥感、气象等多源对地观测数据的云计算分析服务。商汤科技则从AI的层面切入。 　　“遥感卫星数据的一个特性就是数据量非常大，AI一定能在其中起到很关键的加速器的作用，更快更准确地进行信息提取和目标识别，并对提取出来的信息做更加精准的分类统计。”一国内航天科技的联合创始人说。 　　AI公司商汤科技在卫星遥感技术的布局，如今已形成了商汤SenseRemoteDetection图形化一站式的遥感解译工具软件、SenseRemoteLayers一站式智能遥感解译算法生产及应用平台、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。 　　和其他玩家不同，商汤科技的优势，包括视觉图像识别，还有AI算法、算力。 　　根据弗若斯特沙利文发布的《2021年中国计算器视觉市场报告》，商汤在计算器视觉领导者象限中位列第一，且「增长指数」及「创新指数」双维度全面领先。 　　同时，商汤科技SenseCore输出的AI算力规模，可谓全球领先。截至2021年底，23个投入使用的超算集群总算力为每秒1.17百亿亿次浮点计算(1.17exaflops)；而新建的新一代人工智能计算中心也于2022年1月在上海临港正式落成启用，设计峰值算力可达3.74百亿亿次浮点计算(3.74exaflops)，可以一天之内完成训练目前全世界参数量最大的AI模型，带动AI模型准确率和模型产量快速提升。 　　对遥感卫星行业衍生出的各类新兴行业和场景而言，商汤科技的这些底层技术，都可谓是加速器一般的存在，如虎添翼。 　　在卫星遥感领域，商汤科技正找到了一条很长的赛道，这家企业身上的“数字地球服务商”的印记，正在变身。如果阿基米德活到现在，他预计也将惊叹不已。 　　绿色经济的大变革时代 　　中国提出2030年前碳达峰，2060年碳中和，在“十四五”规划纲要中，双碳战略和人工智能都被摆在了非常重要的位置。 　　在“双碳”目标下，用AI技术赋能，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、应对气候变化和资源节约高效利用的经济活动，正是实现绿色低碳发展的重要一环。 　　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)列入长远发发展的重要考量之一。全球最大的基金管理公司贝莱德（BlackRock），管理约9万亿美元资产，其首席执行官拉里·芬克在年度信中写道：“气候风险就是投资风险”，所有决策都将以ESG标准为基础。 　　商汤科技在2021年年财报中明确「2025年计划实现碳达峰，2030年力争实现运营碳中和，2050年实现净零排放」的目标，并成立碳中和发展研究中心负责推动本集团环境战略的具体落实，以自我降碳与AI赋能为出发点，探索技术减碳的可行路径。 　　比如商汤科技在上海临港建设的亚洲最大的智算中心(「AIDC」)，实时校核能源使用核心指标，旨在从能源系统优化、节能技术应用和低碳运维三个方向推动节能减排。商汤科技，还通过提供大规模的弹性算力、高性能的深度学习平台，实现AI模型的规模化、低成本及高效化量产，从而降低AI模型生产的平均能源消耗，实现绿色人工智能。 　　“绿水青山就是金山银山”，遥感卫星加上人工智能技术，促进碳汇、碳汇信贷等发展，不管是新能源汽车的蓬勃发展，还是光伏产业迎来“新春”，亦或是“绿色金融”的发展，在5G时代，算力算法技术趋于成熟的技术红利中，绿色经济正在经历一场大变革。