卫星现在可以从太空看到的所有事物 - 彭博社
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卫星以创纪录的数量在轨道上运行。这些只是一些将其投入使用的公司、政府机构和非政府组织。
世界银行
● 监测高风险城市发展
● 塞拉利昂
2017年,至少有400人在弗里敦因 暴雨引发的泥石流中遇难。利用来自NASA的Landsat和欧洲航天局的Sentinel-1卫星项目的图像,叠加人口普查和其他数据,世界银行的研究人员展示了城市的杂乱发展在一定程度上导致了生命的损失。
他们发现,自1990年以来,弗里敦的扩张中几乎五分之二发生在中到高风险的自然灾害区域,例如陡峭的山坡或海平面以下,尽管有旨在防止这种情况的法律。此外,从1975年到2015年,城市建设中仅有3%是在现有社区内。城市扩展得越远,公共当局提供重要基础设施和服务(包括卫生和公共交通)的难度就越大。
弗里敦的发展高度分散,贫民区系统性地显示出较低的建筑高度。来源:世界银行虽然世界银行自2011年以来就开始研究城市发展,但其在非洲的城市碎片化研究始于2016年。“一段时间以来,世界银行内部有一种看法,认为在地理空间技能方面的投资,如遥感和卫星图像,更多的是一种可有可无的东西,并没有真正广泛的实用性,”世界银行的高级经济学家梅哈·穆基姆说。“现在大多数人都同意这是一个关键的决策支持能力。”
银行的研究人员现在使用卫星数据为客户提供政策建议,例如来自发展中国家的官员和城市规划者。他们计划在今年夏天晚些时候发布关于弗里敦发展的研究结果。—安德烈·塔塔尔
乌尔萨
● 估算石油库存
● 中国
乌尔萨空间系统的主要任务是揭示全球供应链中的黑暗角落——特别是官方统计数据不完整或不可靠的国家。为此,它购买了 10,000个全球油罐的合成孔径雷达图像,重点关注盖子的高度,以测量下面油位的波动。然后,乌尔萨会对图像进行锐化,并将所有数据输入专有的机器学习算法。该公司发现,市场可能 低估了中国的需求,中国是全球最大的石油进口国。
经济预测者是卫星数据的主要买家。今年6月,乌尔萨与S&P全球普氏建立了数据共享合作伙伴关系,该公司提供商品指数和关键石油价格。“随着卫星数据在各行业的普及,市场参与者将利用它来补充和验证传统的基本指标,”巴克莱银行在10月的一份报告中表示——这是其首次纳入卫星数据,数据也来自乌尔萨。
由Ursa监控的石油储存。来源:Terrasar-X该公司有竞争对手。Planet Labs Inc.最近推出了一个平台,Planet Analytics,客户可以使用该平台跟踪全球的飞机、船只、道路、建筑和森林。Orbital Insight Inc.也有自己的石油储存追踪器,并为80家美国零售商进行每日汽车计数。
卫星测量从定义上讲与地面发生的事情相距甚远。考虑到Ursa所针对的不透明市场,它必须向客户销售通常无法验证的数据。联合创始人德里克·埃丁格(Derek Edinger)曾为雷神公司和洛克希德·马丁公司等公司建造卫星,他表示,该公司的发现经过自动检查和人工验证,其算法在处理每张图像时都会变得更好。—杰夫·凯恩斯
EarthCast
● 为飞行员提供飞行中的天气预报
● 地球的大气
当某家大型美国航空公司超过10,000名飞行员中的一名需要知道前方的黑云是否会影响他们的航班时,他们可以打开iPad,输入航班号,查看为他们特定飞机量身定制的天气预报。该应用程序背后的公司是EarthCast Technologies LP,由NASA老兵格雷格·威尔逊于2011年创立。(该航空公司拒绝透露名称。)
全球雷达预测。来源:EarthCast技术公司飞行员长期以来一直可以获取出发和到达机场的基本天气信息,但EarthCast使他们能够绘制特定航线的条件。该公司从60颗主要由政府运营的卫星星座中提取数据,并将其与地面和飞机传感器的信息叠加,这些传感器跟踪从闪电到气流的所有情况。这种完全本地化的实时能力使EarthCast与面向消费者的服务如国家气象局和应用程序Dark Sky区分开来;除了航空公司,EarthCast的客户还包括政府机构和其他商业气象公司。理论上,EarthCast可以为从热气球到无人机的所有事物定制预测。—A.T.
世界卫生组织
● 改进对空气中颗粒物的检测
● 印度
二氧化碳如今备受关注——不仅因为它是气候变化的主要驱动因素,还因为它的影响是全球性的且持久的。传统的空气污染则更具地方性。也被称为颗粒物,它更重,不易与空气分子混合,并随着时间的推移受到重力、降雨和其他将其从大气中移除的力量的影响。
哈佛科学家在1993年的一份具有里程碑意义的报告中显示,颗粒物与肺癌和心肺疾病的死亡“正相关”。这一发现随后得到了众多研究的支持,通常依赖于地面污染传感器。但这样的系统只能提供零星的覆盖。近年来,世界卫生组织利用卫星数据制作其年度 全球空气状况报告,通过一个算法将大气分成一百万个“盒子”,然后计算天气如何从一个盒子移动到另一个盒子,模拟空气和污染如何在地球上移动。
在最近一期中,研究人员显示95%的人类生活在空气不健康的地区。从1998年到2000年,北美高浓度最危险细颗粒物的比例从62%下降到2010年至2012年的19%,这在很大程度上得益于1990年通过的美国清洁空气法的修正案。在印度,自2011年以来,同样大小颗粒的浓度几乎上升了20%。—埃里克·罗斯顿
冰眼
● 映射海冰
● 北极圈
航运和石油公司正在急于开发因冰盖融化而新近开放的北极海域——但要做到这一点,他们需要关于剩余冰冻危险位置的最新信息。这个任务非常适合合成孔径雷达,它利用卫星安装的天线发射的电磁脉冲来构建详细的三维图像。
SAR卫星曾经是两吨重、大小如城市公交车的庞然大物,建造和发射到轨道的成本极高,因此几乎完全由政府控制。冰眼公司成立于2012年,起初是芬兰阿尔托大学的一个学生项目,旨在颠覆这一模式。“我们必须重建[SAR卫星]的每一个部分,甚至包括晶体管,”联合创始人拉法尔·莫德热夫斯基说。
芬兰赫尔辛基和爱沙尼亚塔林之间的海冰。来源:IceyeIceye的SAR比标准版本小10倍,重量仅为80公斤(176磅)。在1月份,该公司将其首颗SAR微卫星送入轨道。由于其体积小、低成本的构造以及相对容易的发射,Iceye的SAR可以以每平方公里约1美元的成本提供原始图像数据,这仅为大多数其他SAR图像提供商的十分之一。
迷你SAR卫星有一些缺点,包括图像分辨率比全尺寸卫星低10%到20%。它们的使用寿命也不到大型版本的一半,但Modrzewski表示,你可以用一台大型模型的成本建造100台迷你SAR。
到目前为止,Iceye的客户包括埃克森美孚、瑞典的萨博、芬兰和美国军方,以及阿克提亚,该公司运营破冰船,护送船只穿越北极。为了使其数据更易于解读,Iceye使用机器学习来检测冰、水、森林和农业覆盖等特征。它计划组建一个由18颗卫星组成的星座,使其能够每三小时捕捉地球上几乎任何地点的图像。下一次发射计划在十月进行。—杰里米·卡恩
美国国家航空航天局
● 测量飓风玛丽亚的影响
● 波多黎各
自2011年以来,最佳的夜间成像大多来自一颗名为苏米国家极地轨道合作伙伴(NPP)的卫星,这是美国国家航空航天局和美国国家海洋和大气管理局的联合项目。在去年九月飓风玛丽亚登陆波多黎各后的几天里,由米格尔·罗曼领导的NASA戈达德太空中心团队利用苏米NPP图像,使用软件工具过滤掉非电光源,生成了一组强大的前后对比图像,揭示了停电和其他基础设施损坏的严重程度。
这些NASA卫星图像显示了飓风玛丽亚袭击波多黎各前后的对比。左侧的前图显示了在无云条件和低月光下圣胡安周围的灯光。后图显示了2017年9月27日和28日夜间检测到的光。来源:NASA这项分析部分得益于早期对 Suomi NPP 图像的理解和准确性测量的努力。去年春天,罗曼与一个团队前往波多黎各,他们将预定功率水平的LED灯指向反射目标,创建了一个基线,以便根据云层覆盖和其他因素量化误差。他称这次旅行为“制定评估夜间卫星测量质量和稳定性的新指南的第一步。”预计今年晚些时候将对飓风玛丽亚的影响进行最终分析,使用夜间灯光数据。—A.T.
TellusLabs
● 跟踪全球作物
● 土耳其
TellusLabs Inc. 是依赖其专业知识筛选和增强卫星图像而不是自己收集图像的公司之一。该农业数据初创公司由一位前NASA科学家于两年前共同创立,主要依靠NASA和 欧洲航天局 的卫星为数百万英亩的小麦、稻米和其他作物的预测模型提供动力。这些老旧的政府卫星在精度上有所欠缺,但在测量热红外波段的能力上弥补了这一点,这可以显示某物是否活着并辐射热量。“像素要大得多,”总经理费尔南多·罗德里格斯-维拉说,“但从光谱的角度来看,它们非常丰富。”
最初测量美国玉米和大豆产量的公司正在扩展到更多类别和国家,以服务于包括 联合利华 在内的跨国客户群。棕榈油、咖啡和可可都是增长领域;TellusLabs 在10个国家拥有详细的预测模型,并在其他数十个国家提供作物健康统计数据。一个日益受到关注的领域是土耳其,那里高质量种子的进步推动了小麦收成,但政治不确定性被视为进步的潜在障碍。—A.T.
SpaceKnow
● 统计六旗游乐园停车场的汽车数量
● 美国
总部位于旧金山的分析公司 SpaceKnow Inc. 可以识别和追踪从约翰·F·肯尼迪国际机场的飞机到汉堡港的集装箱,方法是利用大约200颗公共和私人卫星的数据。
SpaceKnow 自豪地称自己为“DIY空间分析平台”,首席执行官杰里米·范德说。(SpaceKnow 向彭博终端用户提供某些指数;范德在转到 SpaceKnow 之前是彭博 LP 的高级产品经理。)任何有兴趣的人都可以访问其网站并选择一个地理区域进行深入分析。对特定公司或行业感兴趣的人可以订购定制报告。“假设我是一名负责交易六旗股票的交易员,”范德说。“我希望使用 SpaceKnow 的分析来随时查看所有六旗停车场。”价格从每平方公里10美元起,具体取决于计算和劳动需求。如果客户希望独占访问报告,这也会增加成本。
公司客户特别感兴趣的一个领域是基础设施发展——例如,是否在 富钴 的刚果民主共和国有新的矿山,这可能表明矿物价格即将上涨或电动车电池的生产增加。——A.T.
Imazon
● 监测亚马逊森林砍伐
● 巴西
十年前,巴西亚马逊人民与环境研究所(Imazon)的高级研究员卡洛斯·苏扎开始使用卫星数据来描绘亚马逊森林砍伐的情况。这些图像分辨率相对较低,因此苏扎结合了其他数据来源,以逐亩的方式生成亚马逊雨林覆盖的详细图像。
如今,欧洲航天局的科学家和工程师使苏扎的工作变得更加轻松。该机构的一颗哨兵卫星为他提供光学和红外图像,而另一颗则使用雷达穿透云层,填补任何空白。Imazon现在可以从一个月到下一个月监测森林覆盖的变化。“我们的目标是尽可能接近实时的森林砍伐信息,”苏扎说。
巴西北部,亚马逊河与大西洋交汇处。来源:ESA2004年,巴西的森林砍伐激增,促使新法律部分限制了这一行为。但执法仍然是一个令人烦恼的问题,近年来政府试图放宽环境法律。森林砍伐率保持稳定,但苏扎认为这不是好消息。“我们仍然在非法砍伐中失去大量森林,”他说。
Imazon将其清理树木的图像提供给公众以及当地执法部门,到目前为止,这导致了一些对非法锯木厂的突袭。Souza相信官员们可以做得更多。他专注于通过Imazon的“绿色市政”计划将数据交到地方政府手中,该计划培训官员识别森林砍伐。—Shannon Sims
全球渔业观察
● 停止非法捕鱼
● 印度尼西亚
印度尼西亚群岛周围的鱼类丰富水域长期以来一直是外国偷猎者的肥沃领土,直到最近几乎不可能进行监管。在渔业部长Susi Pudjiastuti的领导下,政府去年取得了突破,与国际非营利组织全球渔业观察合作,处理卫星获取的船舶追踪数据,以帮助识别船只何时何地非法捕鱼。
为了避免碰撞,超过一定尺寸的船只必须使用自动识别系统(AIS)广播其位置,这是一种依赖卫星和地面接收器的类似GPS的程序。全球渔业观察分析这些传输数据以及来自其他来源的数据,包括红外成像和雷达,利用机器学习确定哪些船只是渔船。
全球捕鱼活动。这些圆形黑点是岛屿国家的专属经济区。来源:全球捕鱼观察该组织由三家公司共同创立:SkyTruth,利用卫星监测自然资源开采并促进环境保护;Oceana,一个国际海洋保护组织;以及谷歌,提供数据分析支持。(彭博慈善基金会是全球捕鱼观察的资金合作伙伴。)印度尼西亚是第一个也是唯一一个向其提供来自小型船只的船舶监控系统额外数据的政府,这些小型船只不需要携带AIS。通过这些信息,全球捕鱼观察可以看到这些船只何时与货船会合以转移捕获的鱼,而不是返回港口,这通常是非法活动的迹象。
该项目是自2014年开始的一项打击行动的一部分,为印度尼西亚带来了迅速的成果:根据该部的数据,去年捕鱼的政府收入比2014年增长了129%。全球捕鱼观察目前在全球追踪约65,000艘船只,尽管与印度尼西亚的合作仍然较新,但该组织预计这种积极的做法将会扩展。“在未来十年内,我们可以追踪到负责全球约75%捕获量的船只,”其首席执行官托尼·朗表示。秘鲁和哥斯达黎加已承诺加入该项目。—卡尔斯·萨尔纳和亚伦·克拉克