打开遥感卫星应用新图景

凭借覆盖面积广、图像质量高、更新速度快的特点，“吉林一号”全球一张图可在环境保护、林业监管、自然资源调查等众多领域开展应用，为政府机构和行业用户提供精细化的遥感信息及产品服务远在苍穹的卫星，可以时时“关注”一座大型工厂的建设情况。无论是施工场地的大型机械运动轨迹，还是施工进展，都能被遥感卫星捕捉记录从4颗卫星到115颗卫星，长光卫星不断提升数据服务能力，进一步拓展应用领域，离不开产业链、人才链、创新链的融合发展文 |《瞭望》新闻周刊记者 孟含琪 唐成卓天际浩瀚，卫星星座俯视万物。9月2日，高清遥感地图“吉林一号”全球一张图正式发布。这张全球地图“大合照”，是从“吉林一号”卫星星座拍摄的690万景卫星影像中，精选120万景影像制作而成。“吉林一号”全球一张图，来自商业遥感卫星公司——长光卫星技术股份有限公司（以下简称“长光卫星”）。自2014年成立以来，长光卫星先后通过24次成功发射，实现115颗“吉林一号”卫星在轨运行，打造了全球最大的亚米级商业遥感卫星星座。从全球遥感地图一张图的制作，让人工智能技术赋能遥感技术，到不断延长产业链上下游，开拓新的合作模式，长光卫星不断探索卫星应用的更多可能，提升遥感数据的要素价值，以小卫星打造高质量发展的新引擎。“吉林一号”星座组网卫星示意图 长光卫星技术股份有限公司供图拼接全球一张图不同于传统地图，遥感地图可以看到真实的地貌。比如，通过遥感地图查看上海外滩，不仅能俯瞰“东方明珠”，还可以看到江上行驶的船只、马路上的车辆。相较于全球同类航天信息产品，“吉林一号”全球一张图的含金量体现在“三高”，即高覆盖率、高空间分辨率及高时间分辨率。高覆盖率是“吉林一号”全球一张图的重要特征。这张遥感地图是由遥感卫星拍摄的影像拼接而成，累计覆盖面积达1.3亿平方公里，实现了除南极洲及格陵兰岛外的全球陆地区域的影像全覆盖。长光卫星数据中心主任于树海说，拼成一张全世界范围的地图，需要获取大面积的数据，还得在一年之内拍完全部数据。而且部分高纬度地区或赤道周围地区云量较大，没办法一次性拍出高质量的卫星图像，就需要反复拍摄。“实现影像全覆盖，来自规模可观的卫星星座保障。”长光卫星运管研究室主任李峰说，“吉林一号”星座已经有115颗在轨卫星，它们分布在不同轨道平面上，可以实现不同时间段、从不同轨道经过同一地点进行频繁观测，一天内可回访30多次。除全覆盖外，该遥感地图还具备小于1米的亚米级分辨率，其中分辨率0.5米的影像占比超90%。相当于卫星在500公里太阳同步轨道上拍摄，能看清地面车辆的前后挡风玻璃和天窗，最清晰的状态下，可以清楚看到斑马线和地面交通标识线。高分辨率背后，源自关键核心技术的攻关。李峰表示，团队攻克了多重覆盖智能化数据筛选、大区域几何纠正及表观一致性处理等关键技术，将大区域卫星数据生产与集群调度深度结合，有效保障了“吉林一号”全球一张图的生产速率及图像质量。当前国外主流的遥感地图，多是由近3到5年拍摄的影像拼接而成，而“吉林一号”全球一张图中，2023年度影像覆盖时相占比超过95%。也就是说，全球一张图中使用的绝大部分影像，均是时效较新的卫星影像。高水平遥感地图代表着高质量服务。凭借覆盖面积广、图像质量高、更新速度快的特点，“吉林一号”全球一张图可在环境保护、林业监管、自然资源调查等众多领域开展业务化应用，为政府机构和行业用户提供精细化的遥感信息及产品服务。于树海表示，以遥感卫星赋能农业为例，基于“吉林一号”全球一张图，人们可准确掌握全球农作物空间分布、种植结构及物候变化等情况，对于全球农业绿色发展等具有重要意义。AI让遥感卫星变“聪明”当远在太空的遥感卫星与前沿热门的人工智能技术“碰撞”，将擦出怎样的高科技“火花”？去年12月至今，一些科研院所和商业航天公司陆续推出人工智能遥感大模型，让人工智能遥感技术获得业内关注。人工智能遥感技术，主要通过对遥感卫星影像数据的深度分析和学习，实现地表特征自动化识别，提高数据处理的效率和解译的准确性。当前，遥感卫星影像广泛应用于农林生产、环境监测、智慧城市、地理测绘、土地规划等领域，“吉林一号”卫星获取的观测数据，已经以PB量级测算，海量遥感数据的高效提取和科学利用，需要强大的数据处理能力和特征提取技术。人工智能赋能，意味着卫星遥感技术又迎新变革。目前，人工智能遥感技术有两种实现方式，一是在卫星上增加人工智能模块，相当于为卫星装上拥有数据解译能力的智能大脑；二是地面建立人工智能大模型，基于深度学习智能处理遥感卫星影像。以大数据和人工智能技术相结合的遥感大模型，推动了多元遥感数据的提取与识别技术发展，改变大量繁琐操作的现状。以农作物定损为例。“人工智能取代人力勾绘农作物地块，快速完成耕地识别，工作效率相比人工作业提升数十倍。”长光卫星农林领域应用负责人曲春梅介绍，遥感卫星拍摄农作物后，需要经历人工标注指定范围，通过卫星遥感光谱分析技术判断识别，经过模型计算分析等过程。人工智能与遥感技术结合后，还可以实施目标识别和变化检测等功能。远在苍穹的卫星，可以时时“关注”一座大型工厂的建设情况。无论施工场地大型机械运动轨迹，还是施工进展，都能被遥感卫星捕捉记录。通过对比多日的施工数据，人工智能遥感技术能自动分析施工进度，根据既定计划的完成进度，分析提出是否追赶进度的建议等。人工智能遥感技术的作用，将覆盖更多社会生产生活领域。例如，通过高分遥感数据监测城市发展，有效指导城市规划和管理，实现交通流量监测、城市绿化覆盖评估；通过监测作物生长状况，指导农业生产与管理，提高作物产量和品质；监测森林覆盖变化、水体污染等，为环境保护提供科学依据……谈及人工智能遥感技术的未来发展，长光卫星市场经理马鉷充满期待：“我国在星上智能处理和地面遥感AI大模型技术上同步发力，推进人工智能遥感技术发展，太空中的卫星将变得越来越‘聪明’。”卫星应用不断涌现2015年10月7日，长光卫星研发运营的“吉林一号”一箭4星成功发射。如今，“吉林一号”115颗在轨卫星，已经组成全球规模最大的亚米级商业遥感卫星星座，成为全球重要的航天遥感信息来源。从4颗卫星到115颗卫星，长光卫星不断提升数据服务能力，进一步拓展应用领域，离不开产业链、人才链、创新链的融合发展。聚链成群，集群成势。长光卫星注重产业链上下游生态塑造，吸引更多相关企业参与生产制造各环节，提高了纵向延伸和横向合作的效率，集群规模和集群效应持续凸显。在产业链上游，长光卫星汇聚了以奥普光电、见真精密机械及长光辰芯等为代表的300余家航天制造相关企业，它们为“吉林一号”卫星配套生产卫星单机电路板、相机结构件、CMOS高性能图像传感器等关键核心部件。卫星订单不断增加，为这些企业带来更多创新和发展机遇。在产业链下游，在农林、水利、环保、交通、自然资源、城市建设等14个领域构建起6类基础数据产品、9类专题产品及20类平台产品组成的产品体系，开发了150余项精准服务，辐射带动企业超过400家。以人才链为总牵引，更好激活创新链、服务产业链。长光卫星不断激发人才创新创造活力，全力构建产才融合发展新格局，为实现高质量发展提供强有力的智力支撑和人才保证。每年招聘季，“长光卫星发车了”的新闻总能登上热搜。为了更好激励人才，长光卫星采取高薪聘请、发放职工交通车、为工作创意提供资金支持等方式，努力打造一个积极且有动力的工作环境。“优秀人才是企业创新发展的根本，我们始终重视人才，保障员工的福利待遇，为员工提供好的干事平台，不断激发员工创新创造活力。”长光卫星党委书记兼副总经理贾宏光说。数据显示，长光卫星的人才队伍规模已扩展至900余人，硕士及以上学历者占比超90%。在今年新入职的员工中，非东北籍贯者的占比更是增至52.5%，非东北地区院校毕业生的比例达到68.5%，这些人才成为高质量发展的重要支撑。“优”产业链，“强”人才链，才能进一步“活”创新链。为了开拓遥感数据的市场运用，长光卫星不断创新合作模式，打造遥感数据服务平台，不断让遥感数据精准赋能各行各业。1月，由长光卫星运营的“吉林一号”卫星宽幅01B星拍摄的影像，登上《自然》子刊《自然地球科学》封面。这张影像被中国科研团队发表的论文《循环经济战略与区域稀土供需平衡》选用。自2023年9月10日上线以来，长光卫星审核通过了超过2200位教育用户申请的“吉林一号”卫星影像数据。这些数据应用于生态环保、地质监测、资源勘探等领域，影像总面积超过120万平方公里，推动着航天信息资源的充分共享，有效解决科研教学中卫星遥感数据“数量少、时效旧、多样性低”的痛点。教育用户开放应用是长光卫星拓展新应用模式的成功尝试之一。为有效推动遥感信息走进千家万户，助力遥感应用走深走实，2023年4月，长光卫星研发团队打造了产业生态的线上前沿阵地——吉林一号网。截至目前，在吉林一号网上，“吉林一号”切片影像数据在线调用次数破200亿次，为各行业用户提供海量遥感数据、软件、方案，用透明价格、标准产品、定制服务解决数据价格贵、获取难、不可预期的行业痛点，打通了遥感应用最后一公里。（新华社）

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