洪阳:空天地海遥感大数据技术与产学研应用

3sNews2016-06-17 15:08:36

摘要: 6月16日下午,在首次亮相的2016 WGDC空间大数据专场,清华大学遥感大户数据研究中心主任、千人计划专家洪阳作了题为《空天地海遥感大户数据技术与产学研应用》的演讲。以下是洪阳的演讲实

  6月15日,第五届“地理信息开发者大会”(World Geospatial Developers Conference,WGDC)在北京国家会议中心隆重开幕。大会由空间信息产业创新创业服务平台泰伯主办,秉承不断引领和促进空间信息技术创新与变革的宗旨,WGDC已走过五个年头,如今成为全球最具前瞻性的跨界创新风向标。

  6月16日下午,在首次亮相的2016 WGDC空间大数据专场,清华大学遥感大户数据研究中心主任、千人计划专家洪阳作了题为《空天地海遥感大户数据技术与产学研应用》的演讲。以下是洪阳的演讲实录(尚未经本人核实)。

洪阳:空天地海遥感大数据技术与产学研应用
 

  洪阳:非常高兴来到这里。我回国两年了,去年也参加了这个大会,今年是第二次。目前我手上一个是学校的HydroSky创新团队,另外一个是成立了清华大学遥感大数据研究团队,今年又跟企业联合成立了清华大学-致生联发物联网遥感大数据的联合研究中心。

  第一个是做科研的,第二个是跨院系地把遥感和大数据整合的中心,第三个是跟企业做产学研市场推广。

  我原来是地球和空间学科的,后来做环境、水文水资源,后来又在遥感分析拿了Trmm/GPM副博士。应该说很荣幸,我刚去美国的时候是在大数据概念还没有提出之前,我在第一个博士项目中,就把可见光红外,以及4颗极轨卫星,那时候还没有这个火热。我们在做这个领域的时候,在大数据这个概念没有很火之前,应该说20年前我们就开始做了这项工作。

  后来毕业之后,就加入美国国家宇航局,主要做多卫星联合反应的共性技术。我们开发了全球天地空标准的产品系列,这个产品也是宇航局应用的产品。

  去年回来,也很荣幸获得了NASA宇航局颁发的贡献奖。今天主要讲过去十几年除了做数据的定量融合,主要讲产品做出来之后,怎么样跟应用结合起来。也就是接下来谈得比较热的——产学研。在创新和创业这一块,我在2008年获得宇航局科学研发成就奖。

  回到今天的主题——空间。何谓遥感大数据?目前知道卫星名称、卫星轨道和性能的大概有1000多颗。全球的数据存档量,至少卫星遥感就是TB级。中国最近20年发展非常快,除了天际临近空间之外,还有很多。太空的数据特点就是快速获取数据,除此之外,还提供多元化的、大体量的、高价值的遥感数据理论、技术和应用。

  我回国之后,希望在大数据方面做一些交叉创新。去年,在清学跨院系在土水学院等方面做以下方面的工作。成立一年多来,第一个工作是成立长期运营维护平台,并建设了高分数据产品、北斗数据产品、全球水循环产品、全球陆地陆标产品、全球海洋产品、无人机近地遥感产品和农业遥感产品等项目

  清华大学高分卫星数据与应用中心,除了做产品分发和服务之外还做培训,针对高校、科研机构、企业做了一系列的培训,比如在北京、青海和重庆。第二个工作是做高分技术产品和研发。

  高分大家往往都觉得是做陆地,其实高分做海洋,包括在近海、远海都有很多的潜在价值可以挖掘。可以在当时的城市,海洋这一块有一些应用。最近跟高校、研究所联合做了一个北斗相结合的应用研讨组,也跟国家空间研究中心、遥感所、美国克鲁大学做了技术,开了一个关于导航遥感方面的研究会。大家知道导航研究应用主要做的是位置导航、短信包括时间。我们工作不是做传统的,是做导航方面的拓展性应用,主要是瞄准北斗遥感在气象、遥感、海洋方面的应用。如图,是北斗在传统行业、应用细分的行业应用。

  针对北方的气侯、地理条件也出了很多的算法和专利申请。在全国要开始在不同的地方,比如青海、四川、山东甚至青藏高原,在海拔几千米的地方都布设了站点。在不同的气侯条件、不同土壤植被环境之外对我们的算法进行验证,就是把这种算法拓展到很多其他地方去。

  除了软件创新之外,还做了软件与硬件相结合的创新。比如图上,麦格天宝公司跟美国代理研发做了Trnwimble,它有很多的检测功能,而且这个是软件跟硬件结合在一起。这也是我们在除了算法、在软件、软硬件方面做了一系列的集成工作。

  我们这个工作已经在七项水文环境生态检测方面,以软硬件相结合做了起来。比如在内蒙古生态方面的检测,吉林智慧农业的多产这一块正在进行示范应用,这样的商业模式希望在全国进行推广。我们的核心竞争力就是软硬件集成化,成本比原来降低50%左右,我们不仅瞄准国内市场,下一步瞄准国外市场。

  水文遥感技术从科研、算法、平台、软件、硬件、项目申请,包括合作伙伴的联结,这是我们整个产学研的一个思路。还跟中科院遥感所、中科院空间研究所联合开发下一代的传感器放在未来的北斗轨道上。第一步做了很多的航空测试,测试成功可以在未来放到北斗航空上,这个测试就不用放在地面上,可以直接反射回来,这个时间可能需要5年、10年才能实现。整个北斗GPS、整个产学研,由于时间关系不能一一细讲,感兴趣的可以做进一步了解。主要是气象部门、农业部门、环保部门、农保系统。下面还有还有农作物长势检测、产量预报系统的方面工作。

  2016年5月24日,清华大学与致生联发成立了国内外第一家物联网遥感大数据的联合研究中心。为什么成立这个中心?大家觉得遥感、卫星是遥不可及的事情。如果把所谓高高在上的全方位的数据采集联合起来,在大数据的数据挖掘和平台方面,真正实现三个领域的交叉创新,能够确确实实能够改变我们未来的生活方式。除了这三个领域之外,再加一个人工智能,所谓深度学习,就完全可以在未来改变很多政府、企业、个人、家居的生活方式。我觉得未来会有上万亿的产业,在座的年轻人鼓励你们跳进物联网、遥感、大数据、人工智能这四个领域,任何一个领域都非常好,如果你们能够把这四个整合起来的话,是非常大的事情。

  这张图上,是目前正在开展的一个工作,每个工作都是产学研相结合的应用。

  比如我们跟硅谷公司、跟物联网、大数据连起来。每一个家庭都能看到前院、后院,每一个都是图像来记录来预报,预报不是明天多少度、什么天,预报是一张图。这更能满足现代人更多的审美需求。

  另外,中国有10万个水库和大坝,其中有5万个进入老龄化,大坝的变形等等其实要运用到很多行业的相关内容。这里除了高光谱、红外、现在要做微导,现在这一块是未来非常有前景的领域,在座的年轻人可以跟我们一起共同来发展。

  另外,遥感跟金融、经济也有很大的关系,我们跟清学经管学院做“一带一路”的大数据的有关研究平台,我们要做地方经济指标,经济活动的强度以及程度。这里面我们知道有很多可以结合,跟地理、灯光,太空卫星制造业指数,这些都可以通过遥感来获取。

  这是最近开辽宁省营口市发的鬼城指数。如图,这是人居住的东西,这里是有建筑,没有人居住,这张图就是开发出来的鬼城指数。

  我们还是一个学术机构,除了做产学研之外,还做很多的学术论坛,包括遥感大数据是去年成立的,还有图形图象处理与大数据的技术专场,还有海洋大数据的论坛,下周还会做全球的遥感大数据,就在下周一。另外针对遥感、导航、深度学习将会跟Deep Learning 团队做一个Workshop的学习,把深度遥感传递给大家。

  最后讲一下我们在海洋方面的发展。清华大学是工科院校,后来是加了文科,但一直没有海洋。海洋最重要的是成立了一个海洋研究院。第一个工作是建立了一个海洋大数据平台。地-空-天-海等源观测,成立海洋大数据。看天、空、岸边、船、油气平台水下移动等等,这些数据采集平台,应用更宽广。

  我们跟应用层在海洋数据等方面合作。时间关系,我简单介绍一下我们海洋中心方面的工作。这个是全球海洋的气象信息,可以把全球的台风、飓风、加水量实时的反应出来。

  有了这么多产品之后,我们怎么做数据挖掘?除了物理之外,怎么做海洋的数据挖掘?举一个例子,这是一个台风从开始,到台风路径,最后到台风消失有很多特征。包括本身的特征、分速、降水量、宽度和带来的经济损失等等。我们用大数据追踪和人工挖掘方面,把最近几十年全球的降水数据进行追踪挖掘,这只是其中一个。这个是其中台风的一个信息,可以把它的整个生命体现出来。

  从全球来看,对过去十年的全球海洋风暴进行追踪,可以得到这样一个全球风暴数据库,每一条数据线就是一个风暴具体疑问词,这个疑问词有很多的数据可以挖掘。我们最终要创造海洋的真正价值。

  在座的人对我演讲比较感兴趣,有几本书可以推荐一下,一个是《遥感手册》,我主要负责第三卷的工作。另外,今年9月份,还有一个数据出来,主要是做可持续发展和弹性恢复能力或者叫抗压能力。

  由于时间关系,我就先讲到这里,如果在座感兴趣可以通过网站或者微信进行关注。谢谢大家。

[责任编辑:欧阳雯]
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