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就在近日，由國家自然科學基金委信息科學部、“空間信息網絡基礎理論與關鍵技術”重大研究計劃指導專家組主辦的遙感圖像稀疏表征與智能分析競賽，也剛剛落幕。這已經是國家自然科學基金委籌辦的第三屆關于遙感圖像稀疏表征與智能分析的競賽，而這三年以來隨著競賽賽題的變化，一個明顯的趨勢就是，遙感與AI的結合方式正在變得越來越豐富。
從年設置智能影像目標檢測和智能壓縮兩個賽題，到第二年又增加了光學圖像識別、SAR遙感圖像識別、遙感衛星追蹤三個賽題。而在今年，大賽在決賽中設置了基于華為昇騰AI處理器的遙感圖像解譯加分賽，要求參賽隊伍須將決賽算法模型移植于Atlas 200 DK AI平臺，實現算法模型的推理計算，更是切實展現了AI與遙感相遇創造出的無限機會。
如此一來，這次比賽中的團隊也就格外引人矚目——他們的成果，或許能夠給AI+遙感的未來帶來更多可能。
之作：用少樣本學習，讓遙感圖像檢測機智起來
在比賽中，由來自中國科學院空天信息創新研究院趙忠明、孟瑜研究員團隊的鄧毓弸、節永師、張懿、陳靜、劉文雅組成的的“機智隊”獲得本次大賽的特等獎，而他們所選擇的賽題就是遙感圖像變化檢測。
遙感圖像變化檢測可以對同一地點的不同時相數據進行變化檢測處理，在資源和環境監測、地理國情監測、自然災害評估等領域具有高度的實用價值。目前遙感圖像變化檢測的前沿算法在數據層面以及算法設計層面均具有一定局限性，導致算法在實際應用時效率低下。機智隊的解決方案是應用將近兩年來AI中非常火熱的少樣本學習，在數據樣本相對不太豐富的前提下，盡可能通過遷移學習和樣本泛化，提升數據的利用效率。終機智隊的模型在精度和效率上都表現優異，獲得了整場比賽的特等獎，也證實了AI與遙感之間無限的契合空間。
其實細細看來本次比賽的幾個單元設置，我們可以發現AI之于遙感的產業價值，正在被越來越多人認知。
在很長一段時間內，遙感技術捕捉到的信息都應用于氣象、環境、地質資源、農業林業等等領域的研究與觀測之中。實際遙感作為一種能夠越過地理障礙對目標進行遠距離測探的技術，所累積下的圖像資源對于很多行業都有利用價值。但很多時候遙感圖像的分析和觀測還需要專家親自參與，人力問題成了遙感圖像難以被更多產業利用的關鍵。
這時通過AI技術替代人力，直接將遙感圖像數據轉化成可直接應用于產業的方法論工具，自然就成為了打通遙感技術產業價值的關鍵秘鑰。
像是遙感衛星視頻跟蹤這一賽題，就將汽車、飛機、火車、輪船等交通工具作用跟蹤對象，這一技術對于智慧物流、智慧交通等等領域都有不小的應用價值。而在遙感圖像語義分割賽題中，主辦方提供了包含15種典型土地利用類型的圖像數據，對于這些數據的分析結果，對于智慧城市中的城市規劃建設也有很高的應用價值。獲得特等獎的機智隊，他們提出的技術創新如果應用到AI防災等領域之中，也能幫助遙感技術更好地發揮作用，對于災害情況進行的分析甚至預測。
關鍵一招：算力如何讓AI+遙感翻過三個山坡
我們注意到，機智隊在終推理環節時將計算任務分為了兩部分，一部分設置在云端，另一部分則應用了邊緣計算。這種分布式計算極大地提升了模型的推理效率。背后提供支持的，顯然是華為為競賽提供的Atlas 200 DK AI套件。這一套件通過外圍接口釋放出了華為Ascend 310芯片的強勁算力，更擁有快速搭建、便于迭代的特征，方便參賽盡快熟悉上手，并且在不斷調整策略時可以實現算法的快速更新迭代，讓參賽者無需在模型與硬件之間的對接上浪費時間。
在這一案例中我們也能發覺，在AI與遙感結合的產業邏輯中，算力這一元素起到的作用正在越來越大。
例如，算力在哪，AI+遙感就在哪。
處理遙感圖像，本身就意味著海量的計算需求出現。能否滿足不同的計算需求，也意味著AI+遙感能否潛入更多場景。例如在中低空遙感領域，有很多追蹤類的任務，像是追蹤災害蔓延軌跡，或是追蹤野生動物。這種時間緊任務重的計算工作，就考驗著無人機、攝像頭等等終端設備中能否搭載AI算法實現實時識別追蹤，也就考驗著終端的計算能力。
又比如，算力有多普惠，AI+遙感就有多普惠。
在AI時代我們可以深刻的感覺到算力如同一種貨幣，AI任務的完成需要多少成本都是明碼標價的。但從產業層面來講，一定要在引入AI+遙感的成本和收益之中找到平衡、找到拐點，才能挖掘出AI+遙感的應用價值。換句話說，不斷降低應用算力的門檻和成本，才能讓更多產業應用上AI+遙感。
后還有，算力生態有多完善，AI+遙感的生態就有多完善。
當AI賦能遙感，幫助遙感進入產業化應用時，也意味著遙感圖像將要成為企業所處理眾多數據中的一種。遙感圖像數據想要融入整體技術架構之中，需要讓遙感數據能夠在儲存、傳輸和處理上與企業整體業務進行配合。而這也往往考驗著企業是否擁有一個完善的算力生態，來分布處理不同類型的數據，使得不同計算模式互相配合。換句話說，AI+遙感的應用能否走向常態化，還要看算力生態是否足夠完善。
當算力幫助AI+遙感翻過這三個山坡后，我們一定能看到遙感技術在更多產業中散發耀眼的光芒。
結束語
不難發現，在全場景框架之下，AI與遙感的結合如同相遇。遙感技術的應用補充了對于物理世界圖像化捕捉的重要一環——從面孔之微到星云之著，都可以化作供給計算機理解分析的圖像數據。而全場景AI提供的，是讓計算機更理解遙感圖像的契機，在中高空追逐珍惜野生動物的無人機中，在通過幾十年來氣象遙感圖像分析氣候變化的服務器里。
而計算，或許就是牽引兩人共赴的登山繩，讓AI與遙感從此有了追求共同目標的可能。
浙公網安備 33010602000006號
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