每天有10到20TB的卫星数据从太空传回地面。这个数字意味着什么?相当于每天往硬盘里塞进几千部高清电影,而且这些数据还不能直接使用——它们是在大气层外拍摄的,需要经过矫正、识别、提取,才能变成有价值的信息。
大地量子创始人王驰从2017年开始做这件事。他的目标听起来有点科幻:给物理世界做一个搜索引擎,最终形态是一个全息地球,能追溯过去、观察现在、预测未来。
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从全息星图到落地服务
王驰博士毕业时面临一个选择:留在美国工作,还是回国创业。他和联合创始人吕童聊了聊,两人决定做一件当时没人做的事——用卫星遥感数据构建一个数字化的地球。
最初的想象很宏大,像《星际迷航》或《星球大战》里的全息星图。但很快他们发现,受限于技术条件,这个愿景没法一步到位。于是团队决定一步步落地,朝着那个方向前进。
他们最终打磨出的产品叫「订阅式数字地球PaaS服务」。这里面有两个关键词:PaaS和订阅式。
PaaS的意思是,大地量子不追求解决场景里的所有问题,而是专注于时空数据本身,帮合作伙伴完成能力建设。订阅式则是因为数据必须持续更新——比如森林砍伐监测,客户不可能用去年的数据在今年执法。
商用航天开放带来的数据红利
遥感卫星技术在过去二十年发生了两个关键变化。第一个是商业航天领域的开放:国家机构的卫星数据开始向民用和商用开放,民用卫星获批后数量快速增长。2010年以前卫星数量增长缓慢,到2021年已经达到1000颗左右。
第二个变化是AI技术的发展。AlphaGo战胜李世石之后,大量公司开始研究深度学习和AI,这直接推动了遥感数据的智能解译。2013年起,国内外学者就开始用深度学习做智能遥感解译研究。
数据来源主要分两类:开源数据和商业数据。美国的NASA、欧洲的欧空局以及国内都提供大量开源数据。商业数据方面,国内有航天世景、长光卫星等公司,大地量子也有合作研发的卫星数据。
精度方面,王驰解释了两类指标。空间分辨率上,开源数据在10米左右,商业数据可以做到0.5米,这也是国内规定的商用最高分辨率。时间分辨率上,大多数卫星几天到十几天更新一次,但通过多卫星数据融合,可以缩短到一天甚至更短。
处理这些数据面临不小的挑战。每天新增10到20TB的数据量,如何管理和搭建网络基础设施就是个难题。更特殊的是,遥感数据在大气层外获取,需要做大气矫正,把大气层对数据的影响弥补过来,这需要结合传感器硬件做额外工作。
AI在这里的作用很明确:识别肉眼无法搞定的地表物体,计算物体的物理特征比如高度、叶绿素浓度,以及在洪灾、滑坡等应急场景下第一时间把数据给到相关部门。
农户不需要监测,银行需要风控
大地量子有一个农村金融的应用场景,和银行合作帮助农户授信。以前农户贷款很难,流程长、抵押要求多,银行不愿意放贷是因为风险太大。大地量子通过卫星数据识别农户过往的种植情况,判断其过往收入,为银行提供风控数据。
但这个场景一开始走错了方向。团队最初想直接为农户提供农作物监测服务,后来发现农户对自己的土地了如指掌,这个功能对农户来说是伪需求。类似的场景在美国可行,因为美国农民人均种植面积很大。这个弯路让团队意识到,忽略两国国情差异会付出代价。
现在团队切入新场景的方式变了。前几个季度还会做很多预判,最近则更多根据客户的实际需求来打造应用。客户提出的需求有的靠谱有的不靠谱,但因为底层技术能力已经具备,团队愿意围绕这些需求充分讨论。森林砍伐监测就是来自客户的需求,团队之前不觉得这种事会经常发生,研究后发现确实如此。
服务交付方式是通过API把不断更新的底层数据库提供给客户,客户基于这些数据开发自己的服务。最近他们在探索一个面向C端的场景——数字文旅。简单说就是制作峨眉山的3D地图,爬山时能随时知道自己的位置。文旅公司集成底层数据后,制作离线地图或攀登App,更多开发工作由合作伙伴完成。
在「AI+遥感」方向上,团队的研究重点是识别更多物体、计算更多物体。比如铁路两侧的地形形变、公路附近的山体滑坡、公路本身的常态化检测。王驰强调,AI只是方式之一,最终愿景是通过各种方式识别地表物体,团队里也有根据声音来计算形变成像的项目。
竞争不在业务在技术
卫星数据天然是全球化的,竞争也是全球化的。美国和欧洲都有优秀的公司,但市场足够大,竞争并没有白热化。王驰说,大地量子目前不面临直接的正面业务竞争,核心竞争在技术上:如何把有用的数据提取出来,如何用数据解决具体问题。这也是类似公司的技术门槛。
对于「软件定义卫星」的趋势,王驰认为这是未来方向,在一些场景里能起到不错的作用。比如光学卫星如果把去云能力放在星上,既能降低数据传输量,也能减少处理步骤,对四川这种每天都有云的区域尤其实用。但近几年还是会依赖数据上传后线下计算的模式,因为计算量太大,很难把NVIDIA A100这种级别的显卡直接放在星上。
未来3到5年,王驰认为有三个技术方向会和这个领域产生交集:
- GPU技术——GPU集群和虚拟化的发展会大幅加速数据计算和算法能力
- 元宇宙——NVIDIA自己就搭建了元宇宙平台,气象方面还有ForeCastNet,基于深度学习预测全球气象变化,也算数字地球的一种
- 卫星传感器技术——比如L波段雷达监测土壤湿度,新技术会带来新应用场景
创业是从不确定中找确定性
王驰说,创业最难的是没有现成路径,自由度太大,东西南北都能走。每家公司不一样,成功的路径不一样,失败的原因也不一样。归根结底,创业是一件高自由度、高风险的事。
他引用孔子的话:「吾日三省吾身」。只能不停复盘、不停回头看、不断重新认识自己,才能从众多不确定和复杂中找到确定性。
从不会融资到学会融资,从对技术理解不深到进步不少,王驰说自己的变化很大。更重要的是学会了尊重市场——因为曾经遭遇过市场的毒打,所以学会了聆听用户需求。
大地量子在2020年作为唯一一家中国企业,被美国非营利组织Radiant Earth Foundation纳入「2020全球机器学习地球观测市场地图」,2021年再次被纳入。公司先后完成A轮5000万人民币融资和A+轮融资,投资方包括兰馨亚洲、SIG海纳亚洲、顺为资本。
那个最初像科幻电影一样的全息地球愿景,正在通过一个个具体的应用场景,慢慢变成现实。
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