空間數(shù)據(jù)2.0的時(shí)代可能是空間數(shù)據(jù)的流化

+ 張晟宇

空間數(shù)據(jù)2.0的時(shí)代可能是空間數(shù)據(jù)的流化

+ 張晟宇

傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)應(yīng)用模式概括來說主要是兩種：

一種是定性的圖像解譯，尤其是在傳統(tǒng)的衛(wèi)星偵察等應(yīng)用中，通過對(duì)遙感圖像的判讀來確定圖像上有什么，是什么。這種空間數(shù)據(jù)的使用方式往往取決于判讀人員的專業(yè)程度，因此局限性較大。一方面這種方式難以處理海量的圖像數(shù)據(jù)，一方面也存在諸多的不確定性。

另一種使用方式是定量化的分析,例如從光譜分析來獲得大氣二氧化碳的濃度，再如通過人工智能對(duì)遙感圖像中儲(chǔ)油罐陰影的分析來獲得儲(chǔ)油量等等。雖然基于空間信息數(shù)據(jù)的定量化分析一般對(duì)空間遙感器、定標(biāo)和分析模型都提出了很高的要求，但定量化分析能夠提供更加準(zhǔn)確和豐富的信息。

目前在空間數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，衛(wèi)星圖像處理技術(shù)和空間探測器兩方面都出現(xiàn)了躍進(jìn)式發(fā)展的趨勢。首先，隨著人工智能等技術(shù)的發(fā)展，能夠從空間數(shù)據(jù)中提取出的有效信息量變得愈加豐富。與此同時(shí)，數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出以往的對(duì)地觀測衛(wèi)星計(jì)劃紛紛上馬，出現(xiàn)了像Planet這樣擁有衛(wèi)星數(shù)量超過300顆的商業(yè)公司。

基于此，我們可以預(yù)見到，一個(gè)空間信息流化的時(shí)代正在到來。

空間數(shù)據(jù)的流化可以理解為在不久的將來，空間中遙感器數(shù)量足夠多，形成全球覆蓋、全時(shí)數(shù)據(jù)、全波段數(shù)據(jù)的空間探測系統(tǒng)，并因此產(chǎn)生一個(gè)空間數(shù)據(jù)的洪流。人們在這個(gè)洪流之上可以開發(fā)實(shí)現(xiàn)極其豐富的空間應(yīng)用。

空間信息數(shù)據(jù)流化不但是技術(shù)發(fā)展帶來的趨勢，數(shù)據(jù)利用方式的改變，也將導(dǎo)致人類對(duì)于空間認(rèn)知的巨大升級(jí)。這一升級(jí)為專業(yè)用戶、甚至使用智能終端的普通人帶來的變革，主要體現(xiàn)在以下方面。

空間數(shù)據(jù)成為基礎(chǔ)設(shè)施

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)興起之初，很少有人能夠預(yù)見到，最終流量和帶寬成為了基礎(chǔ)設(shè)施，像水和空氣一樣滲透到各個(gè)領(lǐng)域。正是基于高帶寬的互聯(lián)，才成就了在流量基礎(chǔ)上建立起的極度豐富的各類應(yīng)用與服務(wù)。為支撐和滿足龐大的移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用，如今通信基站的數(shù)量已經(jīng)多得驚人。而5G時(shí)代到來后，基站的數(shù)量更將倍增。然而，絕大多數(shù)用戶并不關(guān)注或者說不能非常明顯地感受到這些基站的存在，我們更關(guān)心的是連接的速度和信息的容量。

筆者認(rèn)為，未來的空間信息獲取也必將發(fā)展出類似的形態(tài)。隨著各種類型的空間數(shù)據(jù)獲取衛(wèi)星在以過去數(shù)倍、甚至數(shù)十倍的速度進(jìn)入空間，獲取的信息在時(shí)間軸的分布上不再是離散的點(diǎn)狀，而是成為連續(xù)的曲線，同時(shí)將這個(gè)時(shí)間投射到全球的空間上，我們就會(huì)獲得溪流匯聚的數(shù)據(jù)洪流。屆時(shí)，空間數(shù)據(jù)將產(chǎn)生今天的人們難以想象的應(yīng)用及價(jià)值，而它也將成為社會(huì)賴以生存發(fā)展的物質(zhì)條件。

如今我們還十分關(guān)心每一顆衛(wèi)星能獲取什么樣的空間數(shù)據(jù)，在不久的將來，我們更應(yīng)該關(guān)心的是對(duì)應(yīng)特定目標(biāo)和特定地區(qū)我們獲取的數(shù)據(jù)豐富度。

這些數(shù)據(jù)的豐富程度將直接影響我們所能提供的服務(wù)。如同我們使用幾K的帶寬無法看視頻一樣，如果沒有包含了高精度空間、波譜、輻射分辨率的全面數(shù)據(jù)，我們構(gòu)建出的上層應(yīng)用也將是非常有限的。

將空間數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)設(shè)施來建設(shè)，有利于實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，從而使所有用戶可以從源源不斷的數(shù)據(jù)流水中，根據(jù)自己的應(yīng)用需求來精準(zhǔn)獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并形成產(chǎn)品。從而將數(shù)據(jù)背后的空間行為和空間特征挖掘出來，形成有價(jià)值的空間信息。

用戶紅利的爆發(fā)

如今遙感領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展還十分的滯后，距離第一顆返回式遙感衛(wèi)星進(jìn)入空間已過去了半個(gè)世紀(jì)，人們對(duì)于遙感信息的使用還停留在圖像判讀和非常初步的圖像處理上。

造成這一現(xiàn)象的原因之一是，由于空間數(shù)據(jù)長期被定位為重要的戰(zhàn)略資源，具有使用權(quán)的用戶非常有限，可以接觸并使用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的用戶主要集中在軍事、政府、科研層面。

然而商業(yè)化進(jìn)程使這一現(xiàn)象得到改變。近年來，衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，商業(yè)衛(wèi)星數(shù)量日益增多，其獲取的數(shù)據(jù)也越來越全面。這就導(dǎo)致了，基于衛(wèi)星遙感影像處理的空間數(shù)據(jù)挖掘企業(yè)，猶如雨后春筍般涌現(xiàn)的局面。

我們非常欣喜地看到，空間數(shù)據(jù)進(jìn)入一個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，利用這些數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)全球礦產(chǎn)的開采量分析、物流統(tǒng)計(jì)，甚至某地區(qū)、某國家的商業(yè)繁榮度分析。這一切都得益于越來越多的企業(yè)進(jìn)入這一領(lǐng)域，深挖、創(chuàng)新，為用戶提供豐富的應(yīng)用。從而不斷地為這個(gè)行業(yè)帶來紅利。

靜態(tài)切片認(rèn)知到動(dòng)態(tài)全局認(rèn)知

如今對(duì)空間信息的獲取，得到的是一個(gè)時(shí)間切片上的靜態(tài)狀態(tài)。同時(shí)通過這種手段獲取的空間數(shù)據(jù)非常有限，例如如果沒有經(jīng)過特殊規(guī)劃，同一地區(qū)、同一目標(biāo)的圖像獲取間隔可能會(huì)達(dá)到數(shù)天、數(shù)月甚至完全不會(huì)有更新。

正是因?yàn)檫@樣的限制，目前實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的獲取仍停留在只針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的數(shù)據(jù)獲取進(jìn)行規(guī)劃的層面。即便如此，對(duì)這些區(qū)域的信息獲取仍然無法實(shí)現(xiàn)長期動(dòng)態(tài)的水平。

然而隨著人工智能等技術(shù)的發(fā)展，我們對(duì)于空間數(shù)據(jù)的認(rèn)知能力將大大增強(qiáng)，過去被認(rèn)為沒有價(jià)值地區(qū)的數(shù)據(jù)也有可能能挖掘出有用的信息。因此全球全時(shí)覆蓋是一個(gè)必然的趨勢。

這樣獲取的數(shù)據(jù)必然是海量的，相對(duì)來說，我們存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)的能力就將變得極為有限。所以，我們大膽預(yù)測，海量的數(shù)據(jù)只會(huì)在服務(wù)器上短期保留，而有價(jià)值的信息將通過應(yīng)用轉(zhuǎn)化為信息存儲(chǔ)到用戶端，由此將支持起從靜態(tài)切片認(rèn)知到動(dòng)態(tài)全局認(rèn)知的轉(zhuǎn)變。

空間數(shù)據(jù)流時(shí)代的到來將重塑現(xiàn)有的遙感技術(shù)與遙感市場。同時(shí)，空間數(shù)據(jù)流化的發(fā)展也是空間對(duì)地觀測領(lǐng)域與人工智能、空間網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)領(lǐng)域深度結(jié)合的結(jié)果，從而將人類對(duì)空間信息的挖掘和認(rèn)知提升到一個(gè)全新的高度。