近兩年來，兩院院士李德仁曾在多次公開演講中提及挖掘遙感大數(shù)據(jù)的話題。李德仁院士指出，測繪人員應(yīng)不限于空間數(shù)據(jù)的采集，還應(yīng)繼續(xù)深入做空間數(shù)據(jù)挖掘，夜光遙感正是這樣一個新領(lǐng)域。夜光遙感數(shù)據(jù)可以用于社會經(jīng)濟參數(shù)估算、城市化和區(qū)域發(fā)展評估、人道主義危機評估、光污染分析等領(lǐng)域。

　　在篩選貧困地區(qū)方面，日間衛(wèi)星影像比夜光遙感更實用

　　無獨有偶，美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)經(jīng)濟學(xué)家也著手利用衛(wèi)星影像的解析，對區(qū)域發(fā)展問題進行了分析研究。近日，美國《科學(xué)》雜志上報告了這一研究成果。

　　開展這項研究工作的是由美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)經(jīng)濟學(xué)家馬歇爾·伯克(Marshall Burke)率領(lǐng)的一支社會學(xué)家和計算機科學(xué)家組成的研究團隊，他們的目標(biāo)是調(diào)查全球貧困問題。

　　在李德仁院士的研究中，通過對比 1995、2001、2007、2013年美國軍事氣象衛(wèi)星獲取的夜光遙感影像，可以揭示不同區(qū)域的城市化和經(jīng)濟增長規(guī)律，直觀地展示“一帶一路”沿線國家的社會經(jīng)濟發(fā)展動態(tài)。夜光的快速增長也能反映出快速的城市化和經(jīng)濟增長。

　　然而，夜光遙感數(shù)據(jù)在貧困問題研究方面還有一定局限性，因為從夜光遙感影像上來看，經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)與絕對貧困地區(qū)之間并無太大差別。這就促使馬歇爾·伯克決定采用一種新的思路：利用日間衛(wèi)星圖像，來篩選貧困地區(qū)。

　　然而，這些圖像也僅僅顯示出了絕對貧困地區(qū)和中等貧困地區(qū)之間的一些細(xì)微差別。兩者都具有泥濘的、坑坑洼洼的道路，蜿蜒地延伸到一個個小村莊。盡管白天的衛(wèi)星圖像包括了其他一些關(guān)鍵指標(biāo)：與最近的水源或最近的城市市場有多遠(yuǎn)，農(nóng)田在哪里等重要信息，但仍舊無法得出重要的結(jié)論。

　　人工智能+遙感衛(wèi)星影像，效果穩(wěn)準(zhǔn)狠

　　這樣的難度并沒有打倒馬歇爾·伯克的研究團隊，因為他們發(fā)現(xiàn)，人工智能技術(shù)將破解這樣的難題。

　　實際上，人工智能技術(shù)在遙感領(lǐng)域的應(yīng)用并不少見。泰伯網(wǎng)此前曾報道過的Orbital Insight公司正是利用人工智能技術(shù)對高分辨率影像加以分析的典型代表。顯然，衛(wèi)星影像經(jīng)過分析詮釋后具有潛在的經(jīng)濟價值。

　　馬歇爾·伯克的研究小組創(chuàng)新性地使用一種機器學(xué)習(xí)技術(shù)，徹底改變了機器視覺領(lǐng)域，其策略大致如下：首先得到一個目標(biāo)變量是已知的數(shù)據(jù)集，通常為人均收入。隨后，在這些數(shù)據(jù)的一個子集的基礎(chǔ)上訓(xùn)練計算機，從而創(chuàng)建一個統(tǒng)計模型，能夠準(zhǔn)確預(yù)測其余數(shù)據(jù)中的隱藏變量。

　　他們專注于5個非洲國家——尼日利亞、坦桑尼亞、烏干達(dá)、馬拉維和盧旺達(dá)。這些國家都有很大比例的人口生活在絕對貧困地區(qū)，并且來自地面的良好調(diào)查數(shù)據(jù)為計算機做出的任何預(yù)測提供了依據(jù)。

　　最終，利用白天的衛(wèi)星圖像預(yù)測某一地區(qū)處于絕對貧困線以下情況的準(zhǔn)確率可為81%，并且在預(yù)測收入不足這一數(shù)字一半的某些地區(qū)時的準(zhǔn)確率為99%，與此同時，調(diào)研成本大大降低。

　　對于這種衛(wèi)星影像+人工智能的創(chuàng)新性做法，許多行業(yè)專家進行了評估。其中，紐約州帕利塞茲市哥倫比亞大學(xué)地球研究所政治學(xué)家馬克·李維(Marc Levy)表示，這項研究表明衛(wèi)星圖像加上地面調(diào)查將比任何一種單獨方式更為強大，特別是在那些進行地面調(diào)查很困難甚至不可能的地區(qū)。

　　遙感領(lǐng)域的新維度

　　衛(wèi)星影像又豈止用在對貧困地區(qū)的調(diào)研領(lǐng)域?通過對城市與鄉(xiāng)村的持續(xù)觀測，衛(wèi)星影像可以為經(jīng)濟學(xué)家們提供關(guān)于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的直觀判斷依據(jù)，為經(jīng)濟政策制定提供必要的技術(shù)支持。

　　如今，越來越多的微小衛(wèi)星已成功發(fā)射升空，執(zhí)行著“天眼”的對地觀測任務(wù)，衛(wèi)星發(fā)射成本日益降低，也將加快衛(wèi)星影像在各行各業(yè)的應(yīng)用，包括測繪、規(guī)劃、國土與海洋、經(jīng)濟學(xué)等多個領(lǐng)域。

　　實際上，不止是衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)可以被加以利用，基于遙感數(shù)據(jù)的增值產(chǎn)品還很多，應(yīng)用領(lǐng)域也很寬泛。用戶既可以使用根據(jù)衛(wèi)星影像直接形成的產(chǎn)品，還可以使用遙感衛(wèi)星的衍生服務(wù)領(lǐng)域形成的增值數(shù)據(jù)產(chǎn)品，諸如對旅游景區(qū)人流的跟蹤，這也將是遙感衛(wèi)星領(lǐng)域的一大新趨勢。（文|泰伯網(wǎng) 龍薇）