近日，世界經(jīng)濟論壇聯(lián)合麻省理工學院媒體實驗室發(fā)布了《地球觀測的未來圖景：氣候智能技術革新》報告。該報告深入剖析了衛(wèi)星遙感和人工智能、衛(wèi)星邊緣計算、數(shù)字孿生、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)立方等十大地球觀測新技術趨勢，這些技術的融合與創(chuàng)新，為更智能、更精準地應對氣候變化提供了堅實基礎。
衛(wèi)星傳感器顯著提升時空分辨率和光譜分辨率
先進衛(wèi)星傳感器技術實現(xiàn)了衛(wèi)星觀測覆蓋面、分辨率和準確性的顯著提升。配備“超光譜”成像能力的衛(wèi)星可收集更精細的數(shù)據(jù)，其時間、空間和光譜分辨率是當前多光譜圖像的兩到三倍，極大地增強了對野火、洪水、干旱等自然災害的監(jiān)測與預警能力。
人工智能技術顯著縮短地球觀測數(shù)據(jù)收集處理時間
機器學習模型預測極大地縮短了天氣預報模式、洪水地圖等關鍵信息的生成周期，為高效科學決策及快速應急響應提供了有力支撐。這使得在氣候災害事件發(fā)生后的幾小時（甚至幾分鐘）內(nèi)，進行詳細的災后評估成為可能。
衛(wèi)星邊緣計算技術實現(xiàn)在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)近實時分析
衛(wèi)星邊緣計算技術可以在衛(wèi)星上直接處理地球觀測數(shù)據(jù)，當傳感器檢測到環(huán)境變化時，才進行數(shù)據(jù)下傳，在功耗低和存儲條件有限的情況下降低了數(shù)據(jù)下載需求，大幅減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提升了衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理效率，改進了地球觀測數(shù)據(jù)的管理與使用。
地球觀測傳感器微型化大幅提升觀測效率和靈活性
最新的微電子和半導體技術可以將強大的處理能力集成到微小芯片之中，利用傳感器硬件直接進行數(shù)據(jù)分析，擺脫了以往對龐大、高能耗外部處理系統(tǒng)的依賴，推動了地球觀測向著更加靈活、高效的方向邁進。
重型載荷發(fā)射成本降低帶來大型衛(wèi)星發(fā)展機遇
隨著新的發(fā)射器裝置可以降低重型載荷發(fā)射成本，除大型衛(wèi)星也漸漸迎來發(fā)展機遇。大型衛(wèi)星能夠承載更大尺寸、技術更為復雜的科學儀器，并增強數(shù)據(jù)傳輸能力，從而在地球觀測、通信中繼、環(huán)境監(jiān)測等多個領域展現(xiàn)出性能優(yōu)勢。
基于機器學習的氣候模型顯著提升計算效率
基于機器學習的氣候模型使用機器學習方法來處理和學習來自基于物理的地球系統(tǒng)模式的大數(shù)據(jù)集，通過識別輸入和輸出中的統(tǒng)計關系來模擬物理過程，可以快速評估極端氣候事件的不確定性和風險，在大大降低計算需求的同時保持了模型的準確性，為天氣和氣候預測開辟了快速的路徑。
地理空間人工智能基礎模型實現(xiàn)更精準的氣候事件識別分析
基于機器學習的地理空間基礎模型和氣候模型在氣候預測中扮演著互補的角色?；跈C器學習的氣候模型，可快速生成高分辨率的預測結果，尤其適用于需要快速迭代的區(qū)域極端天氣預報；而地理空間人工智能基礎模型則側(cè)重于從衛(wèi)星地球觀測數(shù)據(jù)中檢測復雜的氣候型，適用于全球和區(qū)域尺度的高分辨率氣候事件分析。
數(shù)字孿生技術構建地球系統(tǒng)的數(shù)字建模和仿真平臺
數(shù)字孿生是地球系統(tǒng)（如氣候、海洋和生態(tài)系統(tǒng)）的動態(tài)數(shù)字復制品，可使用戶更好地理解、預測和研究復雜的地球系統(tǒng)現(xiàn)象。數(shù)字孿生技術可以模擬并預測不同氣候情景下的演變趨勢，為策略制定提供可視化、可測試的支撐平臺。
增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實打造地球系統(tǒng)的沉浸式數(shù)據(jù)平臺
增強現(xiàn)實（AR）與虛擬現(xiàn)實（VR）技術的融合，直觀地重塑了地球觀測數(shù)據(jù)的訪問與理解方式，為用戶打造了前所未有的沉浸式數(shù)據(jù)平臺，有益于氣候分析和決策，可以深化用戶對各種氣候項目和政策的理解。
數(shù)據(jù)立方極大提升大型衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)集訪問效率
數(shù)據(jù)立方是一種用于大數(shù)據(jù)分析與索引的技術架構，該架構可通過空間、時間和可變網(wǎng)格等不同維度組織地球觀測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對不同尺度和細節(jié)的地球環(huán)境變化的復雜分析。數(shù)據(jù)立方把不同來源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成具有相同分辨率的標準格式數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)可直接用于計算與分析，避免了繁瑣的轉(zhuǎn)換步驟。
專家觀點：地球觀測數(shù)據(jù)正以前所未有的準確性、高效率和及時性，打開氣候智能與災害響應的新局面。特別是衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與新一代信息技術的融合，將有助于社區(qū)、企業(yè)及決策者構建更強大的氣候韌性體系，確保人類社會在氣候變化面前擁有更強的適應力與韌性。有關專家建議，探索構建一個強大且數(shù)據(jù)驅(qū)動的氣候生態(tài)系統(tǒng)是未來發(fā)展的重要方向，包括建立一個可擴展的開源共享平臺，支持快速的數(shù)據(jù)收集和整合，支持政產(chǎn)學研各方協(xié)同分析和探索解決方案等。在此背景下，需進一步加大對基礎設施的投資力度，建立高效的數(shù)據(jù)共享機制，并積極培養(yǎng)與引進高精尖人才。同時，加強公私伙伴關系、深化研究合作，有效拓寬專業(yè)知識共享渠道，激發(fā)創(chuàng)新潛能，并促進地球觀測技術方案的實際應用。
（編譯：祁寧 李萍 呂麗莉 王淼淼?責任編輯：曹銳怡）
