遥感技术的不断发展将会带来一个更加透明清晰的世界。

来源：3sNews 2015-12-04 07:15:47

遥感数据的智能处理和可视化实现了采掘业的制图和监测。

远程实时监控增强了决策者和行业领导者之间决策的透明度。

在接下来的几年里，我们将获得全世界的实时高分辨率卫星图像。

(编译/3sNews助理编辑李梦娜)1980年，圣海伦斯火山爆发，炽热的气体和岩浆不断穿过岩石和冰盖，将周围的原始荒野夷为平地。地质学家约翰·阿莫斯分析了爆炸后的卫星图像。除了观察火山喷发对爆炸区域树木的砍伐，他还发现了一个惊人的现象:由于人为砍伐，“森林斑”像棋盘一样绵延数英里，其范围远远超过爆炸区域。这也导致了一个惊人的事实:长期以来人类乱砍滥伐造成的森林破坏，比一次历史性的火山事件还要可怕。“我们总是比自然带来更多的森林破坏，”阿莫斯解释道。“不仅是像我这样的科学家，更多的人开始理解人类的活动和决定如何改变我们的土地覆盖。”

1990年左右，约翰开始为一些石油和天然气公司做遥感勘探，并于2001年决定成立一家非营利性的SkyTruth公司。SkyTruth曾公开质疑英国石油公司(BP)2010年通过分析卫星图像数据对墨西哥湾漏油红豆博客率的报道不准确，引发关注。作为环境遥感应用领域的领导者，SkyTruth现在正在使用免费卫星图像，如Landsat，探索采掘业对世界各地景观的深远影响。

WildTech与SkyTruth创始人John和首席技术官Paul就“遥感在资源环境保护中的应用”以及公司下一步的研究进行了对话。笔者摘录几个问题，希望能引起大家的思考。

WildTech:是什么激发了你将卫星数据用于环境保护的想法？

约翰:我们不能让每个人都体验空中的视角，然而，卫星图像和遥感可以为人们提供一个鸟瞰图。不仅如此，时间序列的遥感影像还能给人们带来时间旅行:向他们展示一个地方几十年前的样子，为他们对眼前地表现象的认识重新设定一条“基线”。

虽然我已经掌握了图像处理和分析的技能，但是没有大数据的支持，最初的SkyTruth项目都是我一个人完成的一次性项目。当时，我在卫星图像上收集了一些事件的时间和地点，然后将一些相关的故事发布到我们的博客或脸书页面上。后来，Paul的加入为我们带来了一套新的技能，使我们能够处理具有全球影响的大数据。我们与Oceana和google的合作中使用了这项技术。其中，环境应用不仅仅基于影像，还结合了各种地理空数据的智能操纵和可视化技术。

Paul:当我第一次了解SkyTruth的时候，首先看到的是一些大数据工具的应用和相关的软件开发。但我认为SkyTruth真正需要的是自动化。虽然我们不能自动做出正确的决定，但是我们可以通过图像和一些自动化的过程来处理所有的工作。比如我们可以邀请20个实习生来看图像。当他们看到一些有趣的东西时，他们可以拿给约翰分析。这是一份非常有趣的工作。有一次我们用雷达卫星图像在全世界寻找溢油点，意外发现一个机组人员故意操作造成的溢油。《纽约时报》也报道了公海上的这一罪行。这件事也启发了我们发展船舶追踪技术，最终带来了全球捕鱼观察的研发成果。

WildTech:你能告诉我们更多关于世界各地钓鱼手表的细节吗？比如节目是怎么开始的？

保罗:这源于“全球海洋遗产计划”,我们在上智利海岸的复活节岛开始了这个计划。利用该程序成功实现了船舶跟踪监控技术。于是我们开始思考，既然可以在智利实现，为什么不尝试全球化呢？这只是涉及到更多的数据，而不是更大的问题。在全球的船舶追踪数据中，我们得到了25万艘船的信息，其中约5万艘来自渔船。通过处理这些数据，我们可以得到捕鱼活动的位置。

约翰:通过船只的位置数据，人们可以研究它们的运动模式。这也是全球捕鱼观察的技术核心:根据渔船的运动规律，提取渔船的时间、地点信息，代入我们的算法，从而确定船员是否投入渔具出海进行捕鱼活动。这简化了分析师的工作:他们不必通过船只的通过时间来判断捕鱼是否合法，因为他们只需要知道渔船何时将渔具放入水中。这也有利于科学研究人员的工作:想要从渔获量中推断生物量的科学家将不必担心无法获得世界各地渔业管理的数据，因为他们可以使用渔民自己返回的数据。因此，我们提供了一套有效的方法来衡量鱼的捕获量，这也是大数据应用的一个典型例子。

WildTech:你认为在不久的将来我们会看到更多像全球钓鱼手表这样的产品吗？

保罗:我们可以看到很多未来的发展潜力:随着谷歌Skybox、PlanetLabs和UrthCast热成像系统的发展，以及一些卫星成像公司发射更多的观测卫星，我们很快就可以获得全球实时的高分辨率卫星图像。那时候数据采集不会成为障碍，不像1990年左右我搞油气勘探的时候，只有民用卫星系统的一些图像可用，而且价格昂贵。虽然美国宇航局的地球观测卫星Landsat对世界的贡献最大，但当时一个场景的Landsat图像成本高达4400美元。面对如此高昂的成本，一些基层环保团体根本无法想象用遥感卫星成像作为他们的数据支撑。幸运的是，现在你可以通过谷歌地球访问所有400万幅Landsat卫星图像，使用云存储进行交互，并编写自己的程序来分析你感兴趣和需要的数据信息。有了这些数据，你要做的就是如何挖掘这些数据的信息。这也是我们需要面对的问题——如何将这些海量数据转化为可用于环保的运营数据。

WildTech:你能给我们解释一下全球捕鱼手表是如何处理大量数据的吗？你如何筛选出有用的数据？

Paul:目前的基本挑战是:对于多达1000亿个数据点，如何通过快速点击获得用户感兴趣的10个点。我们目前正在开发实现上述过程的软件。要解决任何问题，我们都需要先了解这个问题。因此，在开发全球捕鱼手表时，我们请专家帮助我们确定捕鱼时间、捕鱼界限等信息。我们利用这些信息，通过编写软件工具来获取数据。但这些信息通常是难以使用的电子表格、pdf或其他格式，存储在基于云计算的数据库中。因此，需要实现信息可视化，在压缩数据的同时，保证用户仍然可以访问数据和一些直观的内容。全球渔监所做的就是把这些数据呈现在地图上，提供一个查询工具，可以快速切换到感兴趣的地点和时间。

约翰:我们的目标是向人们展示我们的环境中正在发生什么，以及是什么原因造成的。过去，我们为公众集会、听证会和法庭诉讼制作了大量海报。然而，随着网络上数字和交互式图形的发展，我们发现通过搜索、传输、处理和分析数据，我们可以提供真正有用的科学数据供感兴趣的人研究和使用。

WildTech:如何用地面数据验证你的算法是可靠的？

保罗:实际上，我们有大量的学者在研究这个问题。我们通过与其他现有数据源进行比较来验证我们的数据。当然，这种验证也面临挑战，即很难获得真实的渔业数据。即使你咨询渔业管理人员，他们也很难提供准确可靠的渔业数据。

WildTech:其他环保主义者如何效仿你？

约翰:在某种程度上，我们的专业知识和经验使我们能够做一些事情。一些普通人或非专家可能做不到，但可以使用简单的查询和一些有用的工具。在我看来，在你开始在中非采矿之前，你首先应该做的是连接谷歌地球，它可以帮助你更好地了解你的环境。当然，你也可以同时使用一些其他工具，比如定时拍摄。你将能够使用自20世纪70年代初以来的400万幅Landsat图像，并且可以运行卫星图像来动画显示40多年来的变化。我们相信，这些视觉产品可以鼓励更多的人积极保护环境，在世界范围内促进环境保护。

WildTech:未来两到五年有什么新的遥感分析结果？你能为我们列出一些吗？

约翰:已经在发展的高分辨率卫星系统无疑将把我们带入一个高分辨率图像的新时代。未来几年我们想做的是:如何利用免费的低分辨率图像系统检测出我们感兴趣的事件，然后跳转到高分辨率图像进行调查分析。在情报界，这个过程被称为“信息引爆和线索挖掘”，利用低分辨率侦察系统进行扫描，然后对探测到的感兴趣区域进行深度分析。

谷歌和世界资源研究所共同打造的全球森林观察(GFW)工具就是这一应用的很好体现。GFW可以提供30米分辨率的全球森林覆盖图，并提供森林采伐预警。这个工具使用的是NASA 空的低分辨率免费卫星图片。由于这些图像的时间周期短，同一地区一天可以观测两次，因此可以检测到森林的扰动。当然，由于分辨率较低，无法确定森林扰动的类型，比如是闪电引起的森林火灾，还是非法伐木者的砍伐。因此，我们建立了一个系统，以便人们可以自动编程调用某个区域对应的高分辨率图像进行进一步分析。例如，通过使用谷歌Skybox卫星提供的分辨率为1m的视频图像，人们可以通过观察是否有运载洪都博客木材的车辆经过某个网站来确定是否发生了非法采伐活动。如果这个调用高分辨率图像数据的过程是自动化的，将会检测到越来越多的重要事件。

【责任编辑:李梦娜】免责声明:3sNews发表本文旨在传递更多信息，不代表赞同其观点或确认其描述。文章内容仅供参考。

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