8月31日,地衛二空間技術(杭州)有限公司發布了一組地球全景照片——“太空之弦”。這組看起來像游戲CG合成的地球照片,是“地衛智能應急一號”衛星100%的原始拍攝圖。據悉,這也是全球首次從低軌智能衛星拍攝地球全景影像。
這組照片由地衛二衛星公司的同名空間計算設備“弦AI”,在500公里近地軌道驅動多組空間相機完成,并在軌實現了影像融合、HDR、目標識別等多個操作。
(資料圖片)
在公開數據中,低軌遙感衛星最多能夠捕捉300公里范圍內的圖像,而這顆智能體不僅能呈現地球的景象,還能同時囊括衛星自身、地球以及周邊空間的影像。
“低軌衛星拍攝地球全景照片的難度是比較大的。”“地衛智能應急一號”總負責人陸俊杰告訴記者,由于相機在整個設備的外部,不僅受溫差影響大,也會受到相對惡劣的震動影響等太空環境影響。通常大多數地球觀測衛星在拍攝圖像時必須保持穩定,否則會產生使圖像模糊的振動。“地衛智能應急一號”在設計過程中,通過熱控設計、結構設計等,解決了這個問題。
同時,受制于幅寬限制,較低軌道上的衛星只能觀察到下方的窄長區域。因此必須多次環繞地球或與其他衛星一起工作才能覆蓋“感興趣的區域”。 而“地衛智能應急一號”改變機載相機對地面的視角,進而拍攝到更大范圍的地面信息。
由ATS-3衛星在1967年拍攝的圖像,是人工處理合成的“整顆地球”,系第一張完整的彩色平面圖像。圖源:網絡。
就在8月10日12時03分,“地衛智能應急一號”在酒泉發射中心成功發射并進入預定軌道。它是中國首顆以人工智能(AI)載荷為核心、具備智能操作系統的智能應急衛星。
據悉,這顆智能衛星裝載了全新計算架構和自動駕駛級的太空算力,驅動高分辨率面陣相機、近紅外相機等,其算力峰值可達80TOPS (即每秒萬億次運算),能夠運算超過百種算法,因此可以讓數據的獲取和調優可以直接在太空中完成,實現星上的實時觀測、實時處理和太空智能。
“地衛二還打造了無邊際宇宙畫布,讓衛星完全突破了鏡頭的視角限制,從500公里處,完成了對地球的360°拍攝。”陸俊杰說。
這些創新技術使得“地衛智能應急一號”不僅具有強大的圖像獲取能力,同時還能夠提供獨特的成像模式。
陸俊杰告訴記者,“地衛智能應急一號”可以實時感知地球及其周圍的變化,在星上就對影像進行處理、合成、壓縮等等環節,及時完整地傳回影像數據。這樣的多維、大范圍空間圖像,為工程師們提供了更多的數據解讀可能性。
1972年,人類拍攝首張被完全照亮的地球彩色照片(AS17-148-22725)。
1972年,人類拍攝的首張被完全照亮的地球彩色照片(AS17-148-22725)。不久之后,具有相同視角的第二張照片被裁剪并處理成被廣泛使用的藍色彈珠(AS17-148-22727),并成為微信啟動頁的素材。圖源:網絡。
不久之后,具有相同視角的第二張照片被裁剪并處理成被廣泛使用的藍色彈珠(AS17-148-22727),并成為微信啟動頁的素材。
按照用途分類,人造衛星可以分為通信、導航、遙感、科研衛星等。杭州地衛二從事的則是遙感衛星領域。這是較早實現民用的衛星領域,例如天氣預報使用的云圖就是遙感衛星拍攝的,另外在減災工作、城市規劃、農業環境等行業的工作都會涉及到遙感衛星。
曾在中國航天科技集團從事航天產業研究工作,現任杭州地衛二副總裁的董路表示,在十幾年前,我國在衛星遙感領域還比較依賴于國外。比如,2008年汶川地震后,需要通過遙感衛星獲取受災地區的影像。當時汶川附近正在下雨,普通的光學遙感衛星看不清,需要使用雷達遙感衛星進行拍攝。但當時我國的雷達遙感衛星數量較少,最后相關數據是從國外衛星公司獲取的。
地衛二公司具備空間計算能力衛星所拍攝的全景圖片的截圖,具備可縮放的功能,未經人工處理,可呈現更多細節。圖源:地衛二
目前我國遙感衛星的數量正在快速增加,但衛星不能持續工作,獲得的數據也不一定能及時回傳落地,因此不能保證客戶需要的時候就一定有數據,而且數據到信息有時候還存在相當復雜的轉化過程,需要豐富的經驗和專業知識。
“遙感衛星和AI結合之后,至少有兩方面好處。”他說,一是意味著衛星不用每次都著急把數據往地面傳輸,因為大量無用的數據,比如被云遮擋的地方會被刪掉,數據量會大幅下降,在進行數據壓縮以后衛星上可以存下的有用數據就會更多;二是有些數據根本就不需要存,因為大部分地表特征都是不變的,其實只需要衛星把變化部分反饋回來就可以了。
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