云正驱动中国卫星遥感数据处理和信息提取这场革命

至顶网CIO与CTO频道 04月27日 人物访谈（文/王聪彬）：各人也许都用过谷歌舆图的街景成果，让你可以足不出户就能看天下，通过将一景一景的图片拼接，并在图像的接边处举办滑腻的羽化，可是这也仅限于各人看看天下。由于图像看似持续，数据却也许与真实环境不符，假如在此基本上做进一步的信息提取就会发生偏差。

在可一连成长这件事上，人们对付行使地球卫星视察数据一向有着庞大的需求，可是行使门槛依然还很高。以是清华大学地球体系科学系通过民众数据资源和时空遥感技能，建造完成了中国2000-2018年间逐季候土地包围和逐年土地操作制图，以及中国30米每日无缝遥感数据集Seamless Data Cube（SDC）。

在此之前中国一向没有直接就能行使的数据（Analysis Ready Data, ARD），此次项目对数据的处理赏罚、贩卖、共享、应用都发生了根天性的改变，对付地球体系视察行业将发生深远影响，清华大学理学院院长、地球体系科学系主任宫鹏传授也称这是一场革命。而云计较在项目标背后提供了焦点的支持，包罗了大量的计较和存储资源，驱动了人工智能和数据的时空建模算法，从而规复和重建了数以万计的各类云污染卫星图像，办理了高效运行PB级数据的说明所带来的挑衅。

清华大学理学院院长、地球体系科学系主任宫鹏传授

为可一连成长提供定量化决定参考

土地包围、土地操作是天然和人类浸染的配合塑造功效，也是人类勾当对土地天然生态体系影响的直接示意情势。环球及地区土地包围数据对绝大大都环球变革研究方针长短常重要的，可以实现像环球情外形况评估、模仿将来环球情形景象，辅佐情形掩护政策的拟定。

跟着人类勾当的加剧，地球外貌正产生前多未有的变革，必要实时、精确地获取地球外貌特征以快速的相识变革。土地包围、土地操作制图是提取遥感视察信息，有力监测地表变革的重要途径。

宫鹏传授指出，此刻天下已有土地包围制图产物存在许多缺陷和题目，第一、制图样本收罗难度大、复用率低；第二、产物机动性差，无法满意更为普及的用户需求；第三、都市、农作物栽培、丛林火警等快速变革地域，难以有用实现同时高空间判别率和高时刻频率检测、近及时土地震态监测；第四、时刻序列制图可较量性较差。

针对这些天下性困难，宫鹏传授团队开拓了首套中国2000-2018年间逐季候土地包围和逐年土地操作图，将天下首套30米、10米土地包围图精度别离进步了20%和10%，以亘古未有的高空间判别率和高时刻频率回响地表名堂与动态变革，这就是中国2000-2018年间逐季候土地包围和逐年土地操作图。可是完成项目标条件必要大量的高质量遥感视察数据，以是作为中间衍出产物首套中国30米每日无缝遥感数据集Seamless Data Cube（SDC）也在其间孕育而生。

首套中国30米判别率逐季候土地包围图

天下独逐一套10米判别率地表包围图

为了办理高空间判别率和频仍的时刻包围之间的斗嘴，并改进部门不完备的环境，清华大学地球体系科学系刘涵博士等提出了一种多维数据立方体的时空数据融合重建框架，该框架具有自动化的，无处事器的端到端出产链，以构建一组无缝、说明停当数据名目标多维数据集。这套数据将大大减轻用户的预处理赏罚承担，将遥感数据的行使范畴扩大到更普及的社区，并为我们提供近及时地球视察的手段。

“首套中国30米每日无缝遥感数据集Seamless Data Cube（SDC）和制图产物代表着中国卫星遥感数据处理赏罚和信息提取的新范式。”宫鹏传授说道，其可以进一步应用于天然灾难防御、农业检测、城乡筹划、生态情形掩护、天气模仿、可一连成长等方面，对百姓经济、社会成长提供定量化的决定参考。

从中国2000-2018年间逐季候土地包围和逐年土地操作图可以看到，我国耕地确其实镌汰，可是今朝耕地面积并没有想象的忧虑，离18亿亩的耕地红线还很远；颠末期空同等性的结算，相识到中国丛林面积在不绝增进，印证了我国丛林掩护工程的高有用性；国度掩护区有较好的土地掩护效应，可是在掩护区周围有较量大的滋扰，有较强的土地操作尚有粉碎的结果。

云与土地制图衍生出无穷应用也许

因为项目必要大量的计较和数据存储资源，宫传授的团队很快就锁定了AWS，由于云计较具备不变性、机动性、机能等多种上风，以是在2019年9月开始了相助。据先容项目行使了10万个vCPU，相等于500强算力里前200位超等计较机所提供的手段，传统的建树也许必要三百到四百个机柜，正是由于云计较让项目标建树周期大大收缩。

同时在构建中国30米每日无缝遥感数据集时必要开放数据集，开放数据集的局限到达PB级，假如将数据存储再计较，会淹灭大量的时刻。宫鹏传授指出，AWS提供了民众数据集，按照差异地区的开放数据集，我们可以在AWS就近地区举办计较，节减了搬运数据的时刻与数据集存储的用度，快速对中共数据集举办计较获得最后的结论。

除了算力和民众数据集，AWS在首套中国30米每日无缝遥感数据集Seamless Data Cube（SDC）和首套中国2000-2018年间逐季候土地包围和逐年土地操作图的建造进程中也给以了许多支撑。

首套中国30米每日无缝遥感数据集Seamless Data Cube（SDC）是基于AWS开放数据集上PB级的遥感数据，构建了假造星座，之后基于AWS无处事器以及容器化的大局限并行计较技能，构建了一套端到端、自动化的Data Cube出产链。基于这条出产链出产了Raw Data Cube，进一步操作团队刘涵博士等自主研发的时空数据融合重建技能天生Seamless Data Cube，并通过特性工程和特性进修技能得到用于制图的Feature Cube，从而构建了一套Multi-level ARD产物系统。

（编辑：河北网）

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