世界是數字組成的
——GEOVIS平臺與應用

+ 賀鵬梓

創業企業的第一桶金往往要付出極為巨大的努力才能實現。但是對于航天星圖的GEOVIS平臺來說，第一個用戶是國產高分衛星“推”來的。

世界屋脊上的鄉村路

西藏是自駕游愛好者們的圣地，開車去西藏再開回來，值得在朋友圈里炫耀很長時間了。但農村道路勘測可不是這么好玩的事情。過去，自治區交通廳為了統計農村公路的建設和維護情況，需要派遣專門的工作組，開著車把整個自治區的道路跑上一遍。這其中不但要投入可觀的人力物力成本，也會使工作人員面臨很大的風險：西藏的道路經常受到泥石流滑坡、凍土層等因素困擾，開車不是那么安全的事情。

國產高分衛星星座投入使用之后，國防科工局和有關單位制定了數據免費提供的政策。西藏自治區交通廳作為國產高分衛星星座的服務對象之一，很早就得到了高分辨率遙感衛星的圖像。得益于國產高分衛星的先進技術，自治區交通廳的有關工作人員可以從衛星圖像上清晰地看到分布在自治區各個地方的道路，這些道路連接著名山大川、連接著城市、連接著牧區，也連接著大大小小的山村。這為自治區交通廳進行鄉村道路統計和勘測提供了有力的幫助。

但是新的問題隨之出現了。當時，整個遙感行業——包括發達國家——在圖像提取上的精度和效率都不高，無法滿足交通部門對道路信息的提取需求。于是自治區交通廳的同志們拿著衛星圖像來到航天星圖，想試一試人工智能和深度機器學習技術能不能解決自己面臨的問題。

西藏地區道路情況

而航天星圖的創業者們也正好需要一個案例來驗證一下GEOVIS平臺的效能。畢竟，他們之前只在道路密集的中關村地區做過實驗。當西藏自治區的高分衛星圖像載入平臺后，在超級計算機強大運算能力的支撐下，僅僅用了十幾分鐘，整個西藏自治區大小道路就全都從圖像中被提取了出來，速度之快效率之高，稱得上是“溫酒斬華雄”了。

用天眼來找路

智能圖像處理不僅僅用于西藏交通廳的業務中。自2014年起，國家有關部門聯合啟動了北京市、湖南省及西藏自治區作為典型工程示范區，利用遙感技術，開展農村公路調查與核查、交通基礎設施調查、道路災害監測與應急處置、重大道路工程建設監管、公路建設前期輔助支持、基礎設施形變監測等業務應用試點工作。

這類工作的意義何在呢？實際上，由于地理、氣候上的諸多困難，老少邊窮地區的交通建設還有很多“短板”。比如高速公路“斷頭路”較多；國省干線規模偏小，技術等級偏低；農村公路水平不高，防災抗災能力薄弱等等。集中連片特困地區的基礎設施尤其薄弱，這既是全國交通運輸發展的“短板”，也是國家扶貧攻堅的重點和難點，限制著當地經濟的繁榮和人民生活水平的提高。

要解決問題，首先要發現問題，要想把路修好，首先要找到缺路的地方。但是，正如前文所言，用開車下鄉的方式來勘測和統計，不但成本高、風險大，而且有不可忽視的錯誤率。也許一個省的誤差率只有萬分之幾，但對于遼闊的中華大地來說，所涉及到的人口絕對數是非常可觀的，必須加以解決。另外，中國正在經歷高速城鎮化的過程，很多以前的農村公路已經變成了城市道路。所以核清農村公路的規模和具體分布，是一件需要長期、持續實施的工作，靠傳統手段是不可能滿足要求的。

因此，用人工智能來自動提取遙感信息中的道路數據，是一種理想的手段。在西藏、北京、湖南農村道路統計中的成功應用，證明了GEOVIS 5正是這樣一種手段。

能防災 也能救災

GEOVIS 5不僅能夠高精度、高準確率地統計出既有道路，還具有更多功能。

地面形變對道路基礎設施有著嚴重的影響。高分衛星的圖像能夠為人們提供大面積、高精度的地面形變監測手段，GEOVIS 5則能夠迅速實現圖像分析，及時對道路安全風險發出預警、保證交通部門及時采取修整措施。

當自然災害造成道路損毀后，修路是救災的首要工作之一。只要有高分辨率圖像，GEOVIS 5就能在短時間內對道路受災情況作出及時統計，使交通部門得以據此精準投放搶修力量。

航天星圖工作人員安裝高精度定位測量終端，及培訓用戶技術人員使用移動式高精度定位測量終端

讓用戶發現更多用途

交通領域的成功，也讓航天星圖的創業者們產生了新的想法。人工智能和深度學習是通用技術，在遙感領域，它不僅僅能用來處理高分圖像，也能用來處理航空攝影圖像以及其他多源遙感數據，形成融合的地理信息圖景。例如，它能識別道路，也能識別農田、綠化帶、居民區和商業區……引入多光譜數據能力之后，還可以更詳細地分辨地表的屬性。因此，GEOVIS 5既可以用于交通領域，也可以用于國土、環境保護、農業、軍事等所有需要地理信息的領域。因此航天星圖的創業者們選定了下一個行業應用領域——國土資源。目前，有關應用研究工作正在順利推進。

隨著技術的成熟和應用的推廣，航天星圖認識到，要想把遙感圖像智能處理技術的應用擴大到各行各業，所需要的并不僅僅是超級計算機和算法，更不是遙感圖像本身，而是各個用戶部門長期積累的行業專業知識。畢竟，只有這些行業用戶才知道自己需要什么，才知道應該用計算機工具去做些什么。因此，航天星圖正在努力推行產業生態圈的概念，把最新一代產品GEOVIS 5的接口和開發平臺向所有用戶開放，鼓勵他們去開發不同用途的應用模塊。

如果用什么東西來作為比喻的話，GEOVIS 5就像是一個開放接口的操作系統，用戶可以靠自己的力量來開發應用模塊，也可以使用其他人開發的應用模塊。圍繞著操作系統和應用模塊，還有可能開發出各種各樣輔助型、服務型模塊，并衍生出利用GEOVIS 5及其應用程序從事數據服務的商業機構和商業模式。這正是“生態圈概念”所推崇和推動的。

作為一種專業工具，GEOVIS 5不可能像安卓系統那樣產生海量的應用市場，但是基本的理念是相同的。我們可以預期，GEOVIS 5將在未來幾年內催生出繁榮的應用模塊，形成規模化的應用市場，并且衍生出消費化普及化的應用，讓遙感信息直達普通人的手機，真正實現遙感技術的價值。