決勝遙感大模型時(shí)代！昇騰AI引領(lǐng)AI+遙感融合發(fā)展新范式

在遙遠(yuǎn)的太空給地球“拍照”，通過(guò)技術(shù)手段對(duì)“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(shí)別它們?cè)谝欢〞r(shí)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(shí)級(jí)快速響應(yīng)和亞米級(jí)遙感觀測(cè)的新時(shí)代，遙感影像蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)信息越來(lái)越豐富，可挖掘的應(yīng)用價(jià)值也越來(lái)越大。因此，傳統(tǒng)人工解譯或低自動(dòng)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(jì)算成本高企等問(wèn)題日益凸顯。

這些在遙感應(yīng)用中面臨的問(wèn)題，正是人工智能的強(qiáng)項(xiàng)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(chǎng)景、多通道、多維度信息的遙感數(shù)據(jù)時(shí)并不得心應(yīng)手，通用的計(jì)算機(jī)視覺(jué)（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(jià)值。換句話說(shuō)，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(duì)話中科星圖空間技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“星圖空間”）高級(jí)副總裁王一，以及武漢漢達(dá)瑞科技有限公司（以下簡(jiǎn)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(dòng)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(chǎng)景AI框架讓遙感AI模型開發(fā)事半功倍

遙感影像蘊(yùn)含豐富的光譜、輻射、紋理和語(yǔ)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(jì)算機(jī)視覺(jué)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(tái)與昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)完成全面適配。在廣西貴港智慧城市建設(shè)項(xiàng)目中，基于GEOVIS iBrian空天大數(shù)據(jù)智能解譯平臺(tái)，利用遙感技術(shù)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域建筑物進(jìn)行自動(dòng)化解譯識(shí)別與違建判別，實(shí)現(xiàn)了更及時(shí)和準(zhǔn)確的快速信息檢測(cè)，為政府相關(guān)部門提供可靠的治理依據(jù)。

星圖空間高級(jí)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(duì)遙感圖像中自動(dòng)化快速解譯地物、目標(biāo)等要素邊界及時(shí)空變化信息等能力進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，通過(guò)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(dòng)化、智能化、批量化的解譯優(yōu)勢(shì)?！?/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(xiàng)目，該項(xiàng)目基于鯤鵬+昇騰+openEuler的國(guó)產(chǎn)化軟硬件環(huán)境建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)快速高效的模型訓(xùn)練、推理處理、圖像識(shí)別等工作，提供更可靠、更高性能、更智能的遙感監(jiān)測(cè)行業(yè)數(shù)據(jù)智能識(shí)別、提取、分類、監(jiān)測(cè)能力，助力時(shí)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(guó)家及一些重要單位對(duì)國(guó)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(diǎn)釋放，結(jié)合遙感特性對(duì)AI模型和算法做了很好的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了從資源圖像理解向遙感圖像理解的轉(zhuǎn)變，在對(duì)客戶千萬(wàn)級(jí)的樣本管理和模型訓(xùn)練中取得良好效果，在滿足國(guó)產(chǎn)化需求的同時(shí)，實(shí)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(tái)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(duì)計(jì)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(duì)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(guó)超二十家城市已上線人工智能計(jì)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(lái)提供算力支持。

星圖空間是西安未來(lái)人工智能計(jì)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(chǎng)景增量數(shù)據(jù)做訓(xùn)練調(diào)優(yōu)，這時(shí)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(gòu)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。”

易學(xué)武也指出，AI深度學(xué)習(xí)對(duì)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€(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)需要去購(gòu)置算力資源也不太現(xiàn)實(shí)。比如在自然資源項(xiàng)目中，客戶希望將AI作為整個(gè)計(jì)算資源的基礎(chǔ)底座，服務(wù)省市區(qū)縣多個(gè)部門及開發(fā)單位，這就需要對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行靈活自動(dòng)的調(diào)配。我們與武漢人工智能計(jì)算中心的合作，同時(shí)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(jì)算資源，最大化實(shí)現(xiàn)算力的高效利用。

擁抱大模型時(shí)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(tái)便打通了從數(shù)據(jù)入庫(kù)、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(dòng)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(dòng)化、智能化時(shí)代，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、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(shí)。

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(duì)不同場(chǎng)景進(jìn)行應(yīng)用孵化。在廣西貴港智慧城市建設(shè)項(xiàng)目中，以往作業(yè)員通過(guò)卷簾對(duì)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(dòng)化一天就能夠提取及比對(duì)10余萬(wàn)平方公里，大大提高了用戶的作業(yè)效率；同時(shí)，算法精度和數(shù)據(jù)質(zhì)量能夠滿足監(jiān)測(cè)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(tái)已經(jīng)落地自然資源、地表覆被監(jiān)測(cè)、智慧執(zhí)法監(jiān)測(cè)、特種領(lǐng)域目標(biāo)監(jiān)測(cè)、雙碳環(huán)保監(jiān)測(cè)等需求場(chǎng)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(gè)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(duì)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(tái)上，推動(dòng)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(chǎng)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(huì)帶來(lái)社會(huì)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(lái)，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(shí)代每一個(gè)像元的價(jià)值！