遙感就是遙遠(yuǎn)的感知，聽起來是專業(yè)詞匯。但我們對(duì)感知卻不陌生，每個(gè)人與生俱來都有感知的能力，我們的耳朵可以聽，眼睛可以看，鼻子可以聞。

但是人類并也不滿足于這樣的一些感知能力，我們希望到更高的地方去看，像鳥一樣從天空的視角俯瞰大地，所以我們對(duì)自身能力的想象。

遙感也是這樣，它既包括人眼看到的可見光，也包括人眼看不到的更多的電磁波信息。空間技術(shù)賦予了我們更多更強(qiáng)的感知能力，能在更高、更遠(yuǎn)的地方探測(cè)地表信息。

利用遙感技術(shù)為生產(chǎn)生活服務(wù)，比如氣象預(yù)報(bào)、減災(zāi)防災(zāi)、區(qū)域規(guī)劃、對(duì)國(guó)土資源的探測(cè)和管理以及智慧城市等。

今天，越來越成熟的空間技術(shù)，加上3S技術(shù)，即遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS），為AI智能的應(yīng)用準(zhǔn)備了海量的空間數(shù)據(jù)，加上5G移動(dòng)通信和萬物互聯(lián)時(shí)代的來臨，這些數(shù)據(jù)將為我們帶來對(duì)未來AI時(shí)代的憧憬。

地球上空每天飛行著上千個(gè)衛(wèi)星，各種模式的衛(wèi)星載荷遙感監(jiān)測(cè)，每時(shí)每刻都產(chǎn)生著新的各類數(shù)據(jù)及其圖像構(gòu)成了 "空間大數(shù)據(jù)"。我們的衛(wèi)星觀測(cè)、通常說的空間遙感，已經(jīng)達(dá)到很高的分辨率。合成孔徑雷達(dá)圖像空間分辨率可達(dá)到分米量級(jí)。

通過雷達(dá)對(duì)地球上的大氣、地表、海洋、空間等進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，這個(gè)過程就是信息感知。在這之中，我們獲得了什么信息，這些信息又能形成什么知識(shí)產(chǎn)品？這是在空間觀測(cè)和空間遙感得到重要應(yīng)用的主要問題。

而AI智能的發(fā)展，為信息感知提供了新的途徑。今天主要看看如何用AI智能的方法來處理空間遙感大數(shù)據(jù)，從而對(duì)目標(biāo)精細(xì)特征進(jìn)行感知，并形成知識(shí)產(chǎn)品。

遙感就是遙遠(yuǎn)的感知。從地球遙感來說，可分為早期的光學(xué)遙感（即飛機(jī)上的航空攝影）、衛(wèi)星平臺(tái)上的空間遙感、紅外遙感、微波遙感。

從主被動(dòng)來說，可分為被動(dòng)遙感和主動(dòng)遙感。

被動(dòng)遙感在氣象預(yù)報(bào)、海洋預(yù)報(bào)方面發(fā)揮著很大作用；主動(dòng)遙感可以達(dá)到分米量級(jí)的分辨率，通過發(fā)射并接收電磁波，感知、反演、重建目標(biāo)的物理特征。

要想仔細(xì)觀測(cè)某個(gè)地方，需具備比較大的雷達(dá)孔徑，進(jìn)而獲得較高的分辨率。大孔徑有賴于合成技術(shù)，七十年代第一個(gè)合成孔徑雷達(dá)運(yùn)用于海洋衛(wèi)星，開啟了在民用上的應(yīng)用，九十年代，合成孔徑雷達(dá)技術(shù)蓬勃發(fā)展，我們稱其為多源多模式合成孔徑雷達(dá)。

至今，它已發(fā)展成為一個(gè)多源多模式高分辨率全極化合成孔徑雷達(dá)。多源，即數(shù)據(jù)有各種目的、各種頻率；多模式，即數(shù)據(jù)采集、測(cè)量有不同方式；高分辨率，指雷達(dá)可以達(dá)到分米量級(jí)；全極化，即測(cè)量后可以得到電場(chǎng)、磁場(chǎng)不同方向上的反應(yīng)。

通過全天時(shí)、全天候、高分辨率、多維度獲取數(shù)據(jù)成像，我們對(duì)天、空、地、海上的目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，得到信息感知和特征的反演、重構(gòu)。

需強(qiáng)調(diào)的是，這里討論的是微波、毫米波等電磁波，而不是光學(xué)的照片——它是個(gè)非視覺的過程，不是通過人眼去"看"能明了的，必須經(jīng)過科學(xué)研究和分析來獲取。

如何識(shí)別雷達(dá)轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)圖像？一個(gè)研究方式是做模型，例如，通過各種物理參數(shù)對(duì)復(fù)雜的地表進(jìn)行計(jì)算和成像，這也叫做正向的模擬。

可是即便所成的像和光學(xué)照片有一定相似性，除非是依靠有經(jīng)驗(yàn)的人，普通百姓依然無法靠肉眼識(shí)別信息。

而AI智能技術(shù)提供了信息感知的新途徑。以人臉識(shí)別為例，機(jī)器可以從眾多人臉中快速識(shí)別所需的人臉，在雷達(dá)圖像中，我們同樣希望可以通過大數(shù)據(jù)感知所需識(shí)別的內(nèi)容。

目前，人工智能已助力于雷達(dá)圖像識(shí)別中，在智慧城市、災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估、偵察定位跟蹤等方面都有廣泛的應(yīng)用。

AI智能實(shí)際上是模擬人腦、人眼視網(wǎng)膜，通過對(duì)局部或整體的數(shù)據(jù)分析，建立感知機(jī)制。通過深度學(xué)習(xí)、大量的數(shù)據(jù)輸入，AI智能產(chǎn)生特征性的矢量分布，進(jìn)而獲取了感知信息的能力。

實(shí)際上，我們從電磁物理學(xué)，加上人工智能AI形成了微波視覺，其中包括了電磁波的仿真反演的研究，包括類腦智能以及物理世界相互作用方面的結(jié)合，從而產(chǎn)生交叉科學(xué)的電磁方面的人工智能技術(shù)，這是我們所提出的人工智能技術(shù)特別是在空間電磁學(xué)、空間遙感科學(xué)，或者目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)方面的進(jìn)展。

總體來說，衛(wèi)星技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù)提供了大量的數(shù)據(jù)，但大量的數(shù)據(jù)和信息的感知不能劃等號(hào)，特別是多維度、精細(xì)的信息感知。

我們可以再發(fā)展人工智能新的模型、新的算法，并在契合空間遙感的物理學(xué)需求的情況下，產(chǎn)生一個(gè)交叉的新科學(xué)。

長(zhǎng)期以來，理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算構(gòu)成了科學(xué)的三大支柱，現(xiàn)在增加了一個(gè)新的支柱，就是智能的支柱。

理論，是科學(xué)的基本理論；

實(shí)驗(yàn)，是科學(xué)理論的一個(gè)實(shí)現(xiàn)和佐證；

計(jì)算，是由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展；

智能，是由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

這些科技的應(yīng)用將帶動(dòng)許多相關(guān)學(xué)科和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，比如我們正在進(jìn)行的用來目標(biāo)識(shí)別的人工智能芯片，一方面帶動(dòng)了許多原先沒有的產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展，同樣，也會(huì)促進(jìn)許多基礎(chǔ)研究?；A(chǔ)研究將進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域。

本文圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)；

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