也说遥感共性产品,行业需要什么样的遥感产品?

科技   2024-12-20 21:03   河北  



















































最近利用遥感在做的一件和水利、农业强相关的需求,是针对水利灌区内灌溉作业进行辅助决策,过程中产生了很多思考,刚好行业发布了”遥感共性产品“,就此来说说个人感受。

         



遥感共性产品发布



前阵子空天院和星图发布了开放平台和”遥感共性产品“,旨在将影像、高级产品等以API形式向行业提供。并且大会的主旨也是定量遥感,说明行业大佬们瞅准这个方向的,贴合各行各业的需求的。

我也体验了下这些产品,总体上来说,基本能够覆盖水利、农业、环保等这些常见的行业。

共性产品截图

共性产品是指介于标准产品与专题产品之间,承上启下的定量化应用产品,
主要包括

(1)标准产品经几何精纠正、正射校正得到的数据应用产品,例如数字表面模型、数字正射影像等;

(2)反映地表反射、辐射、散射特征的应用产品或用于大气校正的大气参量产品,例如地表反射率、气溶胶光学厚度等;

(3)反映地球能量、植被、水和大气特征的数据应用产品,例如地表温度、叶面积指数、水体透明度和大气二氧化碳浓度等。

————《高分遥感共性产品生产系统关键设计》

后文对共性产品会有个简单评测。

      



我的场景需求和解决方案



先简单讲下我最近做的业务场景,利用卫星遥感的大范围监测能力,获取农田的土壤墒情、作物长势,帮助灌区管理单位和用水单位决策,哪里干旱、哪里水分充足,灌溉效果如何,农作物长势怎么样等等。

水利灌区的面积往往在数十万亩的以上,这种场景用无人机有点儿捉襟见肘,并且也还涉及空域问题。所以用卫星遥感的是一个比较经济划算的手段。

这里给出我对于此场景的解决方案。



解决方案


我们基于开源数据完成了指定区域自动获取数据,自动分析土壤湿度、NDVI,自动给出灌溉建议,形成一个小应用,用户打开网页就能访问。

当然,还可以再做到来水预测、需水预测等等,但这都不是当下最核心需求。

灌溉指数成果自动查询获取

目前成果尚可,但也有待更多的灌区来验证,以及做地面的测试工作。

可能有的同行会说这太简单,或者单纯的遥感分析不够严谨。但我要说这首先解决了从无到有的问题,已经能够低成本、快速的解决灌区对灌溉效果评估的需求。

要知道很多几十万亩的灌区,光靠几个土壤墒情仪,根本起不了作用。er产品效果的提升可以再慢慢迭代。

打开来看,千行百业,还有多少个这样的痛点场景需求,遥感根本都没有介入、或者大面积推广应用。

     



做产品而不是做服务项目




接到这个需求,我们的农艺师向团队提出了获取区域土壤含水量、NDVI、气象数据的需求。

常规做法是,在冬灌、春灌前后,请算法同事找找数据、处理一下给出专题图,再由农艺师判断灌溉前后的土壤含水量、甚至是作物长势情况,给出科学灌溉指导意见。

而我决定基于此场景做出一个产品,而不是以往的咨询服务,用户不再受限于一个月出一期报告,有数据立即就有成果,快捷实用。

从产品角度来说,讲究一个MVP,低成本快速验证,而现阶段的就是用开源数据来做,这套产品构建的基础在于如何快速、低成本获取遥感指数数据,方便叠加专家经验和作物模型。

铺垫了这么多,这也就进入到了这篇文章的话题,我们在业务中需要什么样的遥感产品?

       



不要让卫星遥感自己卡住了的脖子



以灌区这个场景为例,真正的价值体现在于农艺师根据土壤墒情给出的科学判断,走向商业化、让用户肯付费的点在于提供的科学灌溉方案,而不是一个花花绿绿的”一张图“。

所以当我们需要连续的、自动化的卫星遥感数据供农业分析时,却发现脖子被卡的有点死。

最初我们想拿GF的开放数据做,但是太麻烦,国内公益卫星,基本还停留在浏览器下载每景卫星影像的水平,且不说很多数据根本不开放;

有的公司卖商业卫星数据的方式,还处于打包发链接让你下载的阶段。这样的数据服务方式不可能满足软件产品的构建。

国内公益卫星数据在国内的覆盖和重访问其实挺好,但非常可惜没法批量用于生产业务。

想用国内卫星数据,还得老老实实打开浏览器,一步步点击最后下载数据,扔进ENVI处理。

好一些的公司可能是自研了了一些流程化或者批处理的系统,但调研了大部分同行,现在都还是停留在ENVI、Arcgis半自动处理的阶段。

可从业务以及市场推广来讲,真正需要的是自动化的流程、数据成果,我们需要尽可能将这些离散的数据和技术操作封装成一个个产品,而不是还掺杂着人工的半自动操作。

遥感只是个工具,遥感反演数据只是作为一种输入,而这时,如果还靠人工苦哈哈的下影像、出专题图,何谈效率和质量呢,更遑论商业化推广应用。

反观国外开源数据,则是可以直接通过API自动化获取数据、指数产品。

      



国外开源数据的完善服务体系



看看国外对数据提供做到了什么程度?就拿ESA官方提供服务为例拆解下。

完备的数据服务API

ESA将所有涉及sentinel卫星的数据服务打包在新官网

dataspace.copernicus.eu

特别重要的能力是提供了全量的API,基本上可以以云服务的形式帮助开发团队构建一个遥感应用。

挑核心API简要说说:

Catalog APIs

可以理解为数据搜索API,支持通过OData、OpenSearch、STAC、Sentinel Hub Catalog API等4种协议完成数据查询。

Processing APIs

数据处理API。让用户可以按照云服务的形式完成图像渲染、计算分析、甚至是大规模处理。

Others

其次还有OGC API、On-Demand Processing等接口,让用户可以完成自有数据计算、更高级数据生产等。

       

友好的数据浏览体验

以上讲到的API功能可能不够直观。

这里直接贴出对应的数据浏览器的功能,普通用户通过访问ESA是可以直接看到指数产品的。

土壤湿度指数产品

这意味着,一个某行业的专家可以直接获取到加工好的高级遥感产品,研发行业应用,专注于行业需求而不是怎么费时费力的生产、加工数据。

就这一点,足以让公益数据产生巨大价值。就我所接触到的很多一线用户,对卫星遥感的认知仍然停留在,气象卫星预报天气、对地拍摄照片看看地物这种程度,根本没想过卫星还能直接看水质、看土壤。

这里也贴出我正在重构的的指数产品分析应用(目前还在验证,没有做UI)相比GEE来说,基本可以做到近似实时的计算分析。

也就是用户选择好目标区域和时间,就可以快速查询加载NDVI、NDMI等对应的指数成果,并按时间序列分析,同时还能查看指数值,基本能够和国外商业产品媲美。

Step1--指定ROI、时间检索影像和指数产品

Step2--按照时间标签查看数据成果

Step3 -- 切换不同指数产品(NDMI)

Step4 -- 浏览器查看详细指数数据

这样的成果,提供给农业专家、农作物模型,才真正是业务价值的开始,相信其他行业也是。

      



遥感共性产品,做了但还没做完



实际上,空天院等单位一直致力于这个方向能力的对齐,很多年前就有遥感共性产品的理念。

但是如果作为商业产品,单纯从业务功能上讲,还是和国外有一定差距,比如

  • 目前仅高级产品只支持接入瓦片成果太单一。业务上仅有瓦片是没法用的,我们需要根据原始tiff数据做定量定性分析,现阶段只提供瓦片,也仅仅能实现看一看的意思。如果后续不更新原始成果的提供,未免有些遗憾。并且也仅支持到13层级,空间分辨率不太够。

  • 整体能力较为单一。从产品接入角度讲,缺少了用户自定义数据查询、加工、分析能力。比如我想实现时序分析某区域土壤、水质,目前是无法实现的。

但总体来说,国内产品是在向这个方向发展的,也期待后续全面落地成果。

除了星图的共性产品,阿里的aiearth、宏图的pie-engine能勉强对的上,但是产品路线不完全一致,也没法对标,不能完全实现业务接入的目标。

再看看国家队的卫星,平台服务能力,寥寥无几,本应是类似ESA的公益开放平台(或者商业平台),却只能由商业公司来主持做,不清楚公益卫星的运营单位怎么看这件事。

      



END



回答提出的问题,作为业务侧,我自己在业务中需要什么样的遥感产品?

一个云化的遥感计算服务平台,预置了多个开箱即用的遥感产品和能力,InSAR\指数\AI分析...,能够无缝衔接多源卫星数据,向业务侧提供所需的遥感产品的实时查询、加工、分析的便捷接入能力,按需服务和计费,是PaaS也是DaaS。

从我原来提到的看水利部水利遥感星座战略布局,机遇与挑战并存,水利部的水利星座规划,从每个业务线规划了非常齐备的遥感产品,就看如何做,谁做的更好。


>End


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本文转载自“空天感知”,原标题《也说遥感共性产品,行业需要什么样的遥感产品?》。
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