ИИ летит в космос: анализ спутниковых данных

Ангус Ровен – аналитик Neuromation
В последние несколько лет число спутников, запущенных на земную орбиту, значительно возросло. Одна лишь компания Planet Labs запустила в 2017 году 146 штук. Эта сеть недорогих спутников теперь ежедневно фотографирует каждый крошечный кусочек Земли. Число запусков нано- и микроспутников увеличилось в 2017 году на 205% и, учитывая, что уверенный рост в этой сфере продолжается, поднимется ещё на 30-50% до конца 2018 года. По данным компании Space Works, консультанта в космическом секторе, большая часть этих запусков сделаны для наблюдения Земли и дистанционного зондирования. С этой же целью будут произведены и 50% новых запусков в ближайшие 5 лет, ожидают в SpaceWorks, несмотря на рост числа запусков в телекоммуникационных целях, значимость которых будет расти и далее.
Обработка получаемых данных программными системами с искусственным интеллектом окажет огромное влияние этих недорогих наблюдений Земли на развитие целого ряда отраслей. Среди них – землепользование, сельское хозяйство, прогнозирование погоды, моделирование климата, геофизическое моделирование, защита дикой природы, отслеживание и предупреждение загрязнения вод, мониторинг нелегального рыболовства, экономическое прогнозирование и многие другие. Как уже было показано во многих предшествующих публикациях, искусственный интеллект великолепно справляется с выявлением и отслеживанием скрытых закономерностей в больших массивах данных, привязанных к определённым временным отсчётам (временные ряды данных).
Спутники, ведущие наблюдения Земли, – источник огромного объема информации. Прежде собрать такие данные было или технически невозможно, или слишком дорого. Было очень сложно получить данные о конкретной географической точке, настолько актуальные и регулярно обновляемые, чтобы делать точные и надежные длительные наблюдения. В сфере защиты редких видов животных сочетание ИИ и недорогих спутниковых данных в реальном времени могло бы стать основой прорыва в обнаружении случаев незаконной торговли дикими животными. Мы также полагаем, что их можно использовать для прогнозирования маршрутов браконьеров и отслеживания перемещений животных, которые находятся в зоне риска. Кроме того, спутниковые данные можно использовать, чтобы предсказать и отследить загрязнения, потенциальные источники которых заранее известны, и разработать системы раннего оповещения об экологических катастрофах. Без спутников, ведущих наблюдения Земли, невозможно вести последовательный мониторинг огромных океанов в реальном времени, а доступность таких данных приведет к существенным сдвигам в этой области. Мониторинг и изобличение незаконного рыболовства, отслеживание и прогнозирование загрязнений водных массивов, автоматизация предельного порога вылова рыбы – всё это будет возможным благодаря новым технологиям.
Что касается суши, государства смогут использовать автоматизированное управление землепользованием, чтобы отслеживать незаконные действия или гарантировать, что законная деятельность ведется строго в согласованных рамках. Технологии смогут позволить даже осуществлять экоплатежи для поддержки деятельности по сохранению биоразнообразия или точно рассчитать, во что обойдется окружающей среде та или иная индустрия. В моделировании климата и прогнозировании погоды спутниковые данные, конечно, уже давно используются, но более дешевые и маленькие спутники позволят сделать региональные прогнозы точнее: принимая в расчет локальный микроклимат и геологические тонкости. Ещё их можно применять для геофизического анализа в топливной индустрии, сочетая новые данные с сейсмической информацией, собираемой на земле.
Фондовый рынок тоже, по всей видимости, выиграет от сочетания маленьких спутников и искусственного интеллекта. Например, если посмотреть на заполняемость парковок у магазинов той или иной торговой сети, можно сделать прогноз динамики стоимости ее акций в текущем квартале. То же самое можно сделать, чтобы посчитать посещаемость кинофильма или спортивного мероприятия, получить широкомасштабные данные о городах и транспортных маршрутах.
Исследователи Neuromation опубликовали несколько работ об использовании ИИ для анализа спутниковых снимков, в которых проанализировали методы классификации земной поверхности и идентификации строений. Доступность спутниковых данных для тренировки нейросетей – огромное преимущество в этом отношении. Государственные организации, такие как NASA или ESA, обладают терабайтами спутниковых снимков, которые могут дать критически важную информацию для сельского хозяйства, городского планирования, устойчивого развития, раннего обнаружения и предупреждения природных катастроф и чрезвычайных ситуаций и так далее.
Спутниковые снимки – обширный, критически важный и существенно недоиспользуемый пласт данных. Мы думаем, что со временем их стоимость будет снижаться, а доступность и адаптивность к конкретным задачам – расти, что сделает эту сферу всё более и более важной. Говоря о спутниковой индустрии, мы видим несколько новых игроков, на которых имеет смысл обратить внимание.
Planet Labs: их мы уже упоминали. Они запустили 146 спутников в 2017 году. Их сеть, в которой около 150 спутников, ежедневно делает снимки каждого уголка Земли. Они используются в сельском хозяйстве, государственном управлении, образовании и науке, страховой и финансовой сферах, бизнес-аналитике.
360 спутников компании HawkEye на основании анализа электромагнитных излучений могут мониторить глобальную деятельность на земле, в воздухе и на море. Сфера применения собираемых ими данных включает логистику, поисковые и спасательные работы, обнаружение коммуникационных помех, распределение и использование радиочастотного спектра.
Satellogic запускает спутники, способные в высоком разрешении делать снимки с разрешением в 1 метр и гиперспектральные снимки (снимки объекта в большом числе полос электромагнитного спектра) разрешением 30 метров, а также одновременно анализировать электромагнитные излучения в 30 спектральных диапазонах. К 2019 году у них будет 60 спутников на орбите, а цель на десятилетие – 300.
«По сути, мы откроем совершенно новые рынки данных наблюдений Земли, – говорит он, – и сделаем эти данные основой повседневных решений во всех сферах деятельности на планете».
Spire на данный момент управляет 40 орбитальными спутниками, концентрируясь на судоходной, погодной и авиационной областях. У них есть международная сеть наземных станций, охватывающая 28 локаций в 11 странах. Именно Spire в сентябре 2016 года получили первый коммерческий контракт NOAA на прогнозирование погоды.
Astro Digital обладает сетью из 20 спутников, которые каждые 3-4 дня снимают все сельскохозяйственные земли с разрешением 2,5 м. Скорость передачи данных – 1 гигабит в секунду, что в 10 раз быстрее, чем в среднем по отрасли.
Aerial Maritime – решение для мониторинга воздушных и морских судов посредством отслеживания сигналов ADS-B (воздух) и AIS (вода), основанное на наноспутниках.
Источник
Автор: rina