人工智能衛星化身天空之眼 力抗加州野火

在‘坎普大火’致使天堂鎮 85 人喪生之後，美國國防部悄悄聯繫了加利福尼亞州林業和消防局（通常稱爲加州消防局），提供了一個強大的新工具——高分辨率衛星圖像，用於準確追蹤和撲救火災，就如同它們是在推進的敵軍部隊一般。

該機構的消防情報主管菲利普·塞萊格（Phillip SeLegue）說道，結合加州消防局現有的預測技術，“這改變了消防部門對火災蔓延的預測”，並證明了高科技方法是有效的。

六年之後的當下，一項由慈善資助、籌備了多年的努力正把希望寄託在一組叫做 FireSat 的小型專用衛星上，以求進一步獲得成功，不僅從根本上改進預測和繪圖，還爲野火如何影響氣候和生態系統提供新的見解。

計劃中的由 52 個高清攝像頭構成的星座將在低地球軌道上飛行 1200 英里，在由人工智能驅動的圖像處理的協助下，能夠發現小到如皮卡般大小的火災。世界各地的機構將能夠免費訪問這些數據，而不必依賴於爲其他目的（如天氣觀測）建造的衛星。

“我們將從……火災在哪裡、它在向哪個方向移動以及火勢有多猛開始，”地球消防聯盟（Earth Fire Alliance）的執行董事布萊恩·柯林斯（Brian Collins）講。

截至今年，該聯盟已從 Google.org 以及戈登與貝蒂·摩爾基金會拿到了1300 萬美元的贈款，爲該項目提供資金，並將負責向世界各地的研究人員和消防員提供衛星數據。

最終，FireSat 衛星以一級方程式賽車速度的 100 倍，大約每 20 分鐘就在感興趣的區域上空呼嘯而過，衛星上的攝像頭將把數據輸入到人工智能算法中，幫助確定哪些火災需要進行撲救，哪些可以任其燃燒。

這些衛星還將攜帶谷歌通過其研究部門幫助開發的定製紅外傳感器，以更準確地繪製火災強度圖。

“目前，關於火災發生在哪裡、數量有多少、燃燒強度如何，沒有良好的全球數據，”穆恩空間（Muon Space）的首席執行官喬尼·戴爾（Jonny Dyer）說，這是一家由風險投資和政府支持的航空航天初創公司，正在山景城一座不起眼的辦公樓內建造首批四顆衛星，其對面是南灣的好市多（Costco）。

在參觀他的衛星工廠時，戴爾身着一件藍色格子法蘭絨襯衫，他淡黃色的頭髮梳成了一個尖，此前他曾在衛星初創公司 Terra Bella 擔任首席工程師七年，該公司現已被 Planet Labs 收購。後來，他爲谷歌的街景車做了幾年地理空間測繪工作，並在 Lyft 工作了一年，從事自動駕駛汽車方面的工作。

“現在使用的數據主要來自分辨率非常低的大型氣象衛星，”戴爾說。“它們的更新不太頻繁，”主要幫助消防機構每天幾次瞭解大型現有火災的邊界蔓延情況。

地球火災聯盟與加州消防局、美國林務局和其他機構進行了協商，在繆子開始輸入數字之前，確定了諸如圖像分辨率和刷新率之類的參數。

“這些近地軌道衛星將爲工具箱提供另一個出色的工具，不再僅僅依靠用肉眼從山頂和固定翼飛機觀察來對抗這些火災，”美國林務局航空部門的消防員克里斯·博爾茲說。

德國的 OroraTech 公司去年發射了自家的衛星星座，旨在探測到極小區域的火災。

在其 52 顆衛星升空以達成相同目標之前，繆子和該聯盟得先發射他們的第一顆衛星，這顆衛星定於 3 月由 SpaceX 火箭送入軌道。

“我們正在全速推進前四顆衛星，”戴爾說道，但還得籌集數百萬美元的資金來建造和發射其餘 48 顆衛星。他表示，計劃在“十年內”讓整個衛星星座進入軌道。

最初的這一批衛星無法每 20 分鐘提供預想中的更新圖像，但戴爾說，使用能夠在每次快照中掃描數英里地形的機載攝像頭，該服務的用戶“從第一天起就能更早地發現規模小得多的火災”。

地球火災聯盟的負責人柯林斯表示，從長遠來看，FireSat 收集的大量數據將有助於“氣候科學界瞭解野火對生態系統的影響”。

在達成那些高遠的雄心壯志之前，還有大量工作有待完成。

在戴爾設施的一間潔淨室內，身着白色制服的工程師正在爲首顆衛星做最後的完善工作，衛星的側面展開，露出裡面金色的相機圓柱體以及胸部大小的天線板，其將每秒向政府和私人所屬的地面站傳輸 10 億比特的數據。

在其他地方，電氣工程師坐在電線和閃爍燈光的海洋之中，製造着將成爲第一批衛星的眼睛和大腦的相機和電路板。

情報主管塞勒格說，一旦該技術可用，加州消防局將採用它，爲已經頗爲可觀的技術裝備庫增添助力。

繆子的衛星將有助於填補這一覆蓋範圍的空白。塞勒格說，例如，加州消防局現在獲得的軌道圖像“是實際火災周邊位置及其發展情況的 12 到 16 小時前的情況”。

一些技術細節仍在解決中。戴爾指出，目前尚不清楚衛星本身和地面計算機分別會進行多少圖像處理和分析。但 FireSat 的目標是迅速將當前的地面圖像與同一地點之前的圖像進行比較，同時考慮到當地天氣和其他變量，以發現初期火災。

戴爾說：“我們相信，隨着時間推移，當我們真正知曉如何進行這些探測、改進算法時，我們將能夠把更多的工作推到衛星上，減少在地面上的處理工作。”

要使所有衛星升空並且讓系統完美運行得花費數年時間。但有一件事是肯定的，柯林斯說：“一旦我們發射，我們將通過不同的視角看世界。”