【原】商業(yè)遙感：來自現(xiàn)代戰(zhàn)爭的思考與啟示

和平時期，商業(yè)遙感作為“天空之眼”已經(jīng)深入國民生活的方方面面，在自然資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)、水利、林草、環(huán)保等多個領(lǐng)域及部門的工作中起了非常重要的作用。

目前，俄烏沖突已進(jìn)入關(guān)鍵階段，戰(zhàn)爭過程中雙方對于“偵察眼”的掌控影響到整個戰(zhàn)略局勢的發(fā)展。那么在戰(zhàn)爭時期遙感技術(shù)具體能有哪些用途呢？

在軍事領(lǐng)域，遙感技術(shù)的最主要應(yīng)用是航天偵察。通過多載荷、多平臺的傳感器，對地物目標(biāo)進(jìn)行可見光、紅外、微波等多譜段多形式成像，以搜集和獲取軍事情報，為戰(zhàn)略部署提供數(shù)據(jù)支持。

在戰(zhàn)前籌備階段，通過多時相多分辨率遙感數(shù)據(jù)對敵方的地形、道路、橋梁、電站、冶金、機(jī)械、石油、化工、通信及農(nóng)田、水利等作戰(zhàn)支持設(shè)施進(jìn)行勘察、測繪，評估敵方的綜合實力,從而推算出其在戰(zhàn)爭中的可持久性。同時，還可以通過人工智能檢測手段，識別戰(zhàn)場區(qū)域中的重點目標(biāo)，包括重要建筑橋梁、機(jī)場鐵路樞紐、大型重工廠以及其他重要軍事目標(biāo)等，并且對其進(jìn)行變化監(jiān)測與態(tài)勢感知，及時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)變化情況，以針對性調(diào)整作戰(zhàn)計劃。戰(zhàn)后重建階段，則可使用遙感+GIS技術(shù)，對戰(zhàn)后區(qū)域進(jìn)行評估定損。

而在戰(zhàn)爭發(fā)生過程中，遙感技術(shù)更是起到了關(guān)鍵性的信息支撐作用，這里以空間數(shù)據(jù)保障和戰(zhàn)時快速支援兩個方面進(jìn)行闡述說明。

空間數(shù)據(jù)保障包括了軍事測繪、軍事偵察、武器制導(dǎo)等方面。

軍事測繪是對目標(biāo)地區(qū)的坐標(biāo)定位和作戰(zhàn)地圖獲取。為了保障飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈等重要軍用設(shè)備的導(dǎo)航誤差和遠(yuǎn)程武器命中精度，利用航天遙感技術(shù)開展精確的大地測量，以建立全球統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和測制目標(biāo)地區(qū)的地形圖，保障決策者了解戰(zhàn)區(qū)地理形勢，掌握戰(zhàn)場地形情況，服務(wù)部隊在作戰(zhàn)和訓(xùn)練中正確利用地形以及技術(shù)兵器準(zhǔn)確定位，充分發(fā)揮武器的攻擊效能。

軍事偵察以軍事測繪為基礎(chǔ)，利用多傳感器接收/發(fā)射電磁波的不同特性，可對不同目標(biāo)不同任務(wù)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)偵察。其中，可見光衛(wèi)星可建立高分辨率的精細(xì)化的影像底圖用于直觀展示和目視解譯，分辨率0.3米的衛(wèi)星影像可以看清飛機(jī)和導(dǎo)彈發(fā)射架等軍事裝備和設(shè)施，能夠區(qū)分飛機(jī)、艦船、坦克的類型；雷達(dá)衛(wèi)星可用于偵察目標(biāo)電磁散射特性，并且對云霧、植被、水體有部分穿透能力；高光譜衛(wèi)星可識別敵方偽裝目標(biāo)，反演目標(biāo)材質(zhì)，分析易損部位；紅外衛(wèi)星可獲取目標(biāo)的紅外特性用于夜間偵察。

圖1 基輔國際機(jī)場

武器制導(dǎo)作為測繪保障信息支援精導(dǎo)武器作戰(zhàn)。面對現(xiàn)代化多武器集群打擊、多波次打擊等作戰(zhàn)場景，需要及時對精導(dǎo)武器所需的測繪保障信息實時快速更新，以適應(yīng)未來戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜和實時變化的需要。利用商業(yè)遙感衛(wèi)星“三高”的特性（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率）可提供精導(dǎo)數(shù)字圖快速更新、建筑物三維模型精細(xì)化構(gòu)建、DSM/DEM自動化快速生產(chǎn)等，使目標(biāo)的三維場景構(gòu)建上，有多數(shù)據(jù)源保障的同時，時效性和精度更高，有效提高遠(yuǎn)程精打信息保障能力和精導(dǎo)武器作戰(zhàn)效能。

通過從數(shù)據(jù)獲取至情報分發(fā)全任務(wù)流程，可以安全及時把實時戰(zhàn)時情報下發(fā)給單兵，包含了遙感數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、遙感數(shù)據(jù)處理、遙感信息提取與生成以及信息分發(fā)功能。

遙感數(shù)據(jù)獲取是戰(zhàn)時快速支援的數(shù)據(jù)來源，結(jié)合搭載大口徑成像相機(jī)的衛(wèi)星“高空間分辨率”和以小衛(wèi)星星座“高時間分辨率”二者優(yōu)勢，對重點關(guān)注區(qū)域的遙感衛(wèi)星編程數(shù)據(jù)獲取，及時有效地獲取遙感影像數(shù)據(jù)并即時下傳，以便后續(xù)系統(tǒng)流程開展情報獲取和分析工作。

圖2 遙感數(shù)據(jù)快速獲取

數(shù)據(jù)存儲與管理是整個戰(zhàn)時快速支援的數(shù)據(jù)中樞和信息中心，是連接各個分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)橋梁和紐帶。數(shù)據(jù)存儲與管理部分實現(xiàn)對各種載荷原始數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品、基礎(chǔ)產(chǎn)品和定制化產(chǎn)品的統(tǒng)一管理，構(gòu)建滿足海量、多源、異構(gòu)航天遙感信息管理的集成化平臺，實現(xiàn)自動化地對各種航空航天遙感數(shù)據(jù)、智能信息提取產(chǎn)品數(shù)據(jù)、移動終端用戶實時位置數(shù)據(jù)、用戶推送和接受的任務(wù)分發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和規(guī)范化處理、歸檔與入庫，任務(wù)單生成與管理，產(chǎn)品內(nèi)部交付，數(shù)據(jù)生命周期管理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、圖層可視化顯示和系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)等功能，為數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)、信息智能提取與生成分系統(tǒng)、信息分發(fā)分系統(tǒng)提供技術(shù)支撐與信息保障。

遙感影像處理則包含常用的遙感影像處理工具，對圖像進(jìn)行操作以改善圖像的視覺效果，或校正誤差，或?qū)D像進(jìn)行壓縮編碼；對圖像中感興趣的目標(biāo)進(jìn)行檢測和測量，從而建立對圖像的描述；研究圖像中目標(biāo)物的性質(zhì)、特征和它們之間的相互關(guān)系，并能夠?qū)D像內(nèi)容進(jìn)行理解以及對原來地面客觀地物、場景的解譯，從而為戰(zhàn)時需要提供真實的、全面的客觀的信息。可對遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，具體來說包含數(shù)據(jù)導(dǎo)入、格式轉(zhuǎn)換、輻射幾何校正、圖像增強(qiáng)等功能。

圖3 遙感數(shù)據(jù)處理

遙感信息提取與生成部分是基于遙感深度學(xué)習(xí)框架、遙感智能解譯產(chǎn)品快速生產(chǎn)高性能推理框架、基于智能深度學(xué)習(xí)理論的遙感典型地物智能化信息提取算法與高性能并行處理支撐平臺，軟硬件一體化的遙感大數(shù)據(jù)空間信息智能提取與生成系統(tǒng)，實現(xiàn)在大范圍復(fù)雜場景遙感影像中實現(xiàn)對遙感影像的分類與目標(biāo)檢測功能，在戰(zhàn)時快速支援系統(tǒng)平臺中為重點目標(biāo)信息智能提取提供支撐。

圖4 遙感影像快速地物分類

圖5 基于深度學(xué)習(xí)的重點目標(biāo)檢測

圖6 基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)態(tài)勢感知

信息分發(fā)是終端作戰(zhàn)單位的窗口和信息傳輸通道，為數(shù)據(jù)管理員和作戰(zhàn)人員提供操作友好、多層次、多類型的交互式信息服務(wù)，在保證安全、可靠、高效的前提下，通過該部分向終端作戰(zhàn)單元進(jìn)行多級別數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)和人工智能高層級解譯信息的推送。滿足移動終端用戶對請求的數(shù)據(jù)和信息產(chǎn)品進(jìn)行基于可視化地圖方式的瀏覽、檢索，或者基于目錄樹信息結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)瀏覽、檢索；系統(tǒng)能夠根據(jù)戰(zhàn)場需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行定制化生產(chǎn)和信息流推送，達(dá)到真正為戰(zhàn)爭“插眼”、消除戰(zhàn)爭迷霧的作用。至此，一套完整的戰(zhàn)時快速支援流程結(jié)束。

對于商業(yè)遙感公司而言，如何將商業(yè)與軍用相結(jié)合，此次俄烏沖突也引發(fā)了業(yè)界的一些深思。首先，與“國家隊”相比，商業(yè)公司受限于研發(fā)資金，可以將視角放在“高時間分辨率”的小衛(wèi)星星座上，一方面補(bǔ)充國家高分專項在于重訪時間上的不足，另一方面可以自身在衛(wèi)星制造生產(chǎn)中迭代技術(shù)，美國的行星實驗室就是個很好的例子。其次，商業(yè)遙感公司需要具備提供多樣化軍事情報服務(wù)能力，從以往向用戶提供影像數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)向給用戶提供定制化和深加工化的高級數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)轉(zhuǎn)變。最后，商業(yè)遙感公司歸根到底是科技公司，在發(fā)展過程中需要與航天領(lǐng)域的傳感器技術(shù)、衛(wèi)星制造技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、測控技術(shù)、運(yùn)載器技術(shù)等關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的技術(shù)保持同步，并且需要重點關(guān)注人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、量子技術(shù)、材料科學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ那把丶夹g(shù)并從中挖掘融合點和創(chuàng)新點。