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918博天堂体育下载 - 专访四象爱数CEO:如果真有钢铁侠,“雷达星”可找到他家

时间:2020-01-03 10:37:52    

918博天堂体育下载 - 专访四象爱数CEO:如果真有钢铁侠,“雷达星”可找到他家

918博天堂体育下载,如果真有钢铁侠,一颗“雷达星”就可以看到他,还能找到他的家。

商业遥感应用企业北京四象爱数科技有限公司ceo郗晓菲日前在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者专访时表示,基于合成孔径雷达(sar,synthetic aperture radar)的遥感卫星对标准型的人工地物以及金属地物反射强烈,由于是侧式成像,分析人员可根据成像图数清楼层和窗户数,用3米分辨率的sar卫星甚至可以看清直径厘米级的铁丝网,也可以利用它计算物体体积,以毫米级的精度监测地表沉降和形变。

sar图像(左)及其相应的光学影像(右)。图片均来自北京四象爱数科技有限公司

北京四象爱数科技有限公司(下称“四象爱数”)成立于2017年6月,其利用图像解译及算法分析等技术,从海量遥感数据信息中挖掘并提取信息,将遥感信息应用于实体经济行业,计划于明年发射一颗sar卫星。创始人郗晓菲曾于国家遥感数据管理部门工作10余年,担任20余项卫星型号工程的副总指挥、总师助理及总协调人。

合成孔径雷达(sar,synthetic aperture radar)起源于20世纪50年代,是一种高分辨率成像雷达,它可以安装在飞机、卫星上。其发射的雷达波束以一定俯角射向被测绘的地域,存储反射回波供后续分析处理。我国2016年发射的首颗分辨率达到1米的c频段多极化合成孔径雷达卫星高分三号卫星就是一颗“雷达星”。

区别于“所见即所得”的光学成像,基于sar的遥感成像是一种电子成像,可在云、雾、雾霾等能见度较差的气象条件下得到类似光学照相的高分辨率雷达图像,具有全天候、全天时、多视角、穿透能力强、分辨率与作用距离无关等优点。

来自太空的数据

“归零是航天人的噩梦,这个梦醒不了,有时候我半夜做梦都是这个事。”

在地面,比如天线里发现一个烧熟的野鸡,或者附近新增了高压电站,大部分影响的是地面接收站。这对卫星的影响可控,而几百公里外的卫星如果出现异常,就意味着一部分功能无法使用,也意味着归零。

郗晓菲

航天人的归零是可回溯的,他们会把几百页的操作记录手册拿出来,从出现问题的那一刻起按照手册重做一遍。如果是天上的卫星没有按原计划经过某地,这时候40多个环节倒过来排查和模拟,究竟是卫星姿态引起,还是授时问题,抑或是信号受到干扰。

“但对遥感来讲,这个时间过去就没了,我们最怕的事情就是丢数据。”郗晓菲曾同一家卫星公司订购卫星数据测地面沉降。公司团队里的两位博士在贵州的小山窝里趴了4天,支起小设备积累基础数据,只等卫星一过境,就能完成测量。

如果卫星拍“歪”了,下一次过境就要一个月以后。结果卫星公司下传的数据显示,偏离目标地17公里。“这笔款他们没要,我们逼着他们归零,下次过这个地我不能再丢数据了。”

地无三尺平,天无三日晴,形容的是云贵川地区。离开国家遥感数据管理部门后,2017年初,郗晓菲将商业航天第一站选址四川,气候条件和地形条件决定了这里的应用市场。“如何把天上的数据变成真真实实的东西是我们最愿意做的事情。”郗晓菲说。

每年水库蓄水和放水时,水坝坝体和山体结合处会出现微形变,掌握这些微形变有助于有效管理水坝安全。这同样需要将地面测得数据同卫星测量数值对比。

“天天在那等卫星过境,算卫星几点过,他们(指团队成员)就几点起,然后去对数。对完再守下一颗卫星的过境时间。”早六点、晚六点,一个月下来,顺手就把山坡上电线杆子的位置也做了测量。

今年8月在四川第一次接触收成险,为了做出更精准的估产比对结果,三个博士开着一辆自家的车下田收割样本。天下着雨,又错误估计了田埂宽度,一侧车身“咔”就翻沟里了,也不能弃车而走,只得下沟里推车。“那天他们拍过照片来跟我说,他们两脚泥,脚踏实地。”

男生下地割稻子,女生田边数稻株。回办公室后还要用烘干机、脱粒机做含水称重、烘干称重、脱粒称重,得出产量后回溯以往卫星监测的稻株长势数据并建立模型,以此精细化管理农业生产。

遥感是一扇“任意门”

遥感的魅力在哪里?

郗晓菲说,她曾利用遥感卫星做过“特别有意思的事”。

曾经有客户找到她测量水库库容,“测这个干嘛,我们也不知道,后来才知道他们测库容量是为了估计白糖产量。”

水库边有甘蔗地,雨季蓄的水用于灌溉,甘蔗地丰收才有足够的白糖产量。“白糖又属于经济大宗,这种神奇的关系我们天天在遇到。”

目前,国际上正用sar卫星分析经济指数,通过大宗商品的产量和价格预测国际贸易。全球铁矿石由固定港口往外发,由于sar卫星对金属地物反射强烈,“盯住这些港口,全球铁矿石交易基本面就掌握了。”

今年1月,巴西东南部米纳斯吉拉斯州一个铁矿废料矿坑堤坝发生溃坝事故。溃坝后,泥浆顺流而下,摧毁大量沿途建筑物。

郗晓菲团队做过数据反溯,通过遥感卫星发现,在溃坝前夕,坝体形变数据呈现出突变。“溃坝带来全球铁矿石价格的浮动。如果这个突变一早被发现,灾害是可以预警的,最直接避免人员伤亡和财产损失。”

遥感数据无法修改且可回溯。郗晓菲说,遥感有时间轴,它是一扇任意门。通过遥感数据推断结果,当真实发生的结果同推断基本一致时,就像喝了5杯咖啡一样兴奋。

她经常算的一笔账是:按照正常资源调配,卫星在天上转一圈就要花费数十万元,这些钱如何才能转换成等价值的产品?

“我们国家的海洋捕捞业是比较粗犷的,国外的远洋捕捞都有遥感信息支撑。”她曾协助相关部门使用sar卫星跟踪南极磷虾群,通报远洋渔船可增加捕捞量。

在特定洋流经过处,如果没有厚重的冰层,结合卫星数据分析可推算出磷虾大概率在此聚集。sar卫星监测洋流和冰盖移动的信息,由于卫星每一圈都过南极,监测密度大,预报相对准确。在海洋养殖监测中,sar卫星甚至可以穿过海面,数出海水中养殖网箱的网格数。

城市路网轨道交通规划也能利用sar卫星,并且节约90%左右的成本。目前,四象爱数正在接触这一新业务。地表建筑物的三维成像主要依靠无人机观测,以此形成设计方案和拆迁测算。在不含飞行申请费用情况下,一平方公里的观测成本在万元级别。受空管限制、天气等因素影响,无法随时随地开展工作。

利用sar卫星对城市地表建筑成像及违建监测,根据监测范围,每平方公里成本不超过1000元。在监测效率上,以北京约1400平方公里的主城区为例,无人机采集速度单机约每天5平方公里,sar卫星成像速度每秒100-200平方公里。“就算10架无人机同时工作,也需要干一个月才能采集完,这一个月还得保证天天大晴天,没有空管限制。卫星只需要7秒,2天连报告都出完了。”

翻越三座大山

遥感卫星主要有气象卫星、陆地卫星和海洋卫星三种类型。卫星数据可用于国土资源监测、林业资源管理、矿产资源勘测、农业服务、城市管理、海洋监测等。

卫星民企北京千乘探索科技有限公司ceo苗建全曾对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,业内对遥感应用市场的看法分成鲜明两派,“一派认为市场非常大,另一派认为市场非常小,基本没有中间派。”

苗建全认为,说市场非常小的,只是因为行业还没有琢磨出,如何在成熟的遥感应用市场中新发现一个面向普通消费者的2c应用场景。

遥感能否走向消费者市场?郗晓菲说,这是她每天都会考虑一遍的问题。当人们获取遥感信息的过程如同获取导航信息一般,只需要打开导航、输入地址、得到信息三个按钮,就可以走到c端了。

“但这个路程极其长,环节特别多。”她认为,必须翻完三座大山才能抵达消费者市场。目前遥感卫星有十多种,每一种遥感卫星对应五六个型号,五六十颗卫星下传的数据如何集成在一个平台上就是个大难题。在这个平台上,后端的运算速度必须快到没有知觉,这是第二个难题。最后,用户所想和平台所给能否吻合。

翻越三座大山并非只依靠航天。郗晓菲认为,海量数据运算交给算力。高精度的基础设施,例如提高卫星分辨率、时间分辨率、以近乎实时的状态分析,这是航天人努力的方向。当高精度的基础设施得以建立,通过对固定场景的模拟和仿真,积少成多,满足用户直接取用遥感数据的需求。

郗晓菲表示,遥感在一定程度上是“通导遥”(即通信、导航、遥感)三者的结合,遥感带来的是空间信息的应用,只要人活在空间里,就有遥感的应用场景。技术和需求都牵引着遥感应用走向消费者。

就像强大的算力支撑无人驾驶汽车进行l3级或l4级的模拟驾驶,这是技术带来的变革。当人们迷失在深切割和多反射的商场里而gps却无法使用时,高精度空间信息的应用需求凸显。“如果我已经有高精度空间地图,我的导航就是立体的,我怎么会丢呢?这个楼的窗户和那个楼的窗户我可以用无人机送货,我干嘛还要用人爬?”

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