在当前人工智能技术迅猛发展的时代背景下，航天宏图凭借其在AI遥感领域的深厚积累与前沿探索，重磅推出了PIE-Engine天权大模型遥感云服务产品。这一创新产品的问世，不仅彰显了中国科技力量的崛起，更为全球AI遥感技术的应用与发展注入了新的活力。

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　　研发背景

　　AI遥感技术的全球竞赛与中国战略

　　在第四次工业革命的浪潮中，以大模型为核心的人工智能技术正逐步成为推动社会进步的核心动力。OpenAI凭借其chatGPT的突破性发展以及SORA技术的飞跃，不仅重塑了科技行业的格局，也展现了人工智能技术的无限可能。谷歌与微软这两大科技巨头也不甘示弱，双方在人工智能领域展开激烈竞争，竞相推出如Transformer架构的升级版等创新技术，持续引领着科技潮流。英伟达作为图形处理器（GPU）领域的佼佼者，持续深化深度学习底层软硬件生态的整合，推出了专为AI计算设计的高性能硬件产品，如最新的Blackwell GPU系列，并结合其优化的CUDA软件框架，为AI模型训练与推理提供了强大的算力支持。

　　与此同时，中国政府大力推动“人工智能+”战略的实施，将人工智能视为推动新质生产力发展的关键引擎。目前，中国的AI大模型已跃居世界前列，进入了“百模争锋”的新时代，为各行各业的发展注入了强大的动力，助力国家数字经济的蓬勃发展。随着国家数据局的成立以及《“数据要素×”三年行动计划（2024—2026年）》等政策支持的出台，中国政府进一步加大了对大数据、大模型、云计算等技术的投入。特别是在遥感数据的应用探索方面，通过运用先进的AI技术，农业、交通、应急管理等领域的遥感数据应用得到了广泛关注。《中国商业遥感行业发展趋势研究与投资前景报告（2023-2030年）》指出，全球卫星遥感服务市场将持续保持高速增长，预计2029年销售额将达到万亿级别。

　　在这一背景下，AI遥感大模型的发展显得尤为重要。通过集成先进的人工智能技术，AI遥感大模型不仅有助于降低遥感规模化应用的成本，还能实现平台化与简易化并进、通用化与专用化并存的发展战略。众多高校、科研机构及企业正在积极开展海量数据（603138）集构建、自监督预训练、大参数量骨干模型设计、多模态、智能体、垂直化、轻量化等方面的研究工作。国内一些有代表性的AI遥感大模型，如商汤科技的SenseEarth、阿里巴巴达摩院的AI Earth、蚂蚁集团的SkySense以及中科星图的RingMo等，都展现出了领先的技术实力。作为中国遥感行业的领军企业之一，航天宏图凭借深厚的AI遥感技术积累和持续的创新探索，重磅推出PIE-Engine天权大模型遥感云服务平台。该平台融合了最新的AI技术，以“分割一切、检测一切、生成一切”为目标，实现遥感数据的智能化处理和分析，为遥感行业的创新发展注入新的活力。

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　　产品概述

　　PIE-Engine天权大模型的引领性创新

　　PIE-Engine天权大模型遥感云服务产品依托航天宏图国际领先的女娲星座等多模态卫星影像资源，以及视觉大模型、人工智能内容生成等前沿技术，提供遥感影像智能解译、智能增强和三维重建服务。产品深耕遥感智能解译领域行业应用，旨在解决遥感数据解译的复杂性和多样性挑战，功能涵盖地物要素智能解译大模型、特定场景目标检测、道路提取、水体提取、变化检测、影像超分、去雾以及三维快速构建等技术，为用户提供高效、精准以及高度泛化的智能遥感云平台服务，广泛应用于自然资源、应急减灾、生态环保、测绘导航、数字农村、金融能源、智慧城市等领域（官网链接：https://engine.piesat.cn/ai/tianquan/ ，点击文末“阅读原文”一键直达）。

　　▲图1 PIE-Engine天权大模型遥感云服务平台

　　PIE-Engine天权大模型遥感云服务平台为AI遥感行业提供了丰富的数据资源、智能解译及可视化应用的搭建能力。通过这一全流程解决方案，用户得以实现低成本、易用性高且定制化的遥感应用。该平台凭借其技术先进性、强大的行业适配能力和卓越的数据安全性，为用户提供了一个全面、高效且安全的遥感解决方案，极大地推动了AI遥感行业的发展和应用。

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　　技术先进性

　　该产品技术获得了“天智杯”人工智能挑战赛2022冠军、IEEE国际遥感数据融合大赛2023双赛道冠军、全国大数据与智能计算挑战赛2023亚军、IEEE国际遥感数据融合大赛2024亚军等，证明了其在遥感领域的领先地位。地物要素解译大模型在自建HT-5测试集上平均准确率82%，高于同类公开产品准确率74%。道路提取大模型在公开数据集Massachusetts Road Dataset F1分值84%，高于同类公开产品F1分值81%。影像超分大模型的效率、超分倍数优于同类公开产品且不存在颜色畸变。三维重建大模型是首个支持LOD2的AI城市建筑快速建模产品。其各项性能指标均优于或等同于市场上的主要产品。

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　　行业适配性

　　该产品已广泛应用于自然资源、城市治理、交通导航、数字农村和灾害应急响应等领域，获得中国计算机学会2023科技进步二等奖和全国人工智能应用场景创新挑战赛总决赛2023一等奖等荣誉。为方便行业应用，平台接入了PB级海量云影像资源，包括女娲星座、四象、齐鲁、智星、微纳星座等在内的多源卫星数据。通过参与国家重大工程建设和地方实际应用项目，如鹤壁市自然灾害综合监测预警系统、海河流域特大洪涝灾害监测服务等，实现了显著的社会和经济效益。

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　　数据安全性

　　该平台在数据上传和导出环节采用了集成自主的国产密码技术，确保了影像数据、矢量数据和属性数据的安全性。此外，为了提升用户体验，产品还自主研发了AI数字人问答系统、语音识别和语音合成系统，基于文本大模型和专用遥感知识库增强搜索功能，实现了系统帮助问答、语音指令操作界面以及解译报告的自动生成。

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　　关键技术

　　七大核心大模型打造全方位服务

　　PIE-Engine天权大模型遥感云服务平台的核心优势源于其七大关键技术大模型：

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　　基于轻量化Adapter纠错微调的

　　地物要素大模型

　　地物要素解译大模型采用10亿参数量的DCNv3骨干和UperNet语义分割框架，结合千万级训练图斑，进行两阶段伪标签加Adapter进行微调，可支持16类核心地物要素智能解译，在自建的北京、上海、南京、广州、西安测试集上平均准确率优于国内同类型公开产品。

　　▲图2 地物要素大模型解译结果

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　　基于交叉掩码注意力和多尺度多层次监督的

　　道路提取大模型

　　道路提取大模型在高质量道路多分类样本数据集支撑下，采用以Mask2Former网络模型为基础，引入多尺度多层次监督模块和边界约束的类别平衡损失函数，设计高效高精度的道路提取与分类算法模型。该模型获得2022年天智杯比赛冠军，道路多分类精度F1>85%，道路提取结果在完整性和连通性方面较好，已成功应用于导航图路网更新业务。

　　▲图3 道路提取大模型解译结果

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　　基于双时相特征关系交叉注意力Transformer的

　　变化检测大模型

　　变化检测大模型采用Siamese骨干网络和轻量级FPN获取双时相多尺度语义特征，提出关系交叉注意力模块获取丰富全局信息的像素嵌入向量，提出特征约束模块，通过高分辨率特征约束增强像素嵌入，提高小区域的检测效果。该模型能够降低地表变化类型的语义混淆，减少误检，克服双时相图像差异大、背景复杂问题，可支持耕地、建筑物、非农非粮等典型图斑的变化检测，在全国典型城市测试泛化性能良好。

　　▲图4 变化检测大模型解译结果

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　　基于混合注意力和多阶退化的生成对抗的

　　超分去雾大模型

　　超分去雾大模型采用重叠交叉注意力和混合注意力架构和全局色彩迁移方案，适用于任意光学卫星影像，高效率全局去雾无色差，颜色纹理真实。通过增强影像，可以显著提升独栋建筑、道路等地物解译精度。

　　▲图5 超分去雾大模型解译结果

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　　基于动态损失衰减的抗噪训练的

　　目标检测大模型

　　目标检测大模型采用能够动态调整感受野大小的LSKNet骨干网络，能够结合上下文信息，提高识别准确率。同时提出动态损失衰减抗噪训练方法，降低对含错误标注的数据集的错误样本干扰。该目标检测模型支持飞机、舰船、风机、油罐等36类目标设施的细粒度检测，在2023大数据与智能计算挑战赛“基于亚米级影像的精细化目标检测”获得第二名。

　　▲图6 目标检测大模型解译结果

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　　基于女娲星座的

　　SAR智能提取大模型

　　SAR智能提取大模型基于自建的女娲星座SAR影象库，采用全卷积ConvNeXt骨干和多种数据增强策略如难例挖掘技术，能够减少阴影和道路误识别。充分利用航天宏图目女娲星座全天候SAR数据优势，减少了道路误识别，具有更高的精度，更佳的区域完整性，可支持全天时、全天候流域水体、道路等因子要素的自动识别，在IEEE GRSS DFC 2024 SAR水体提取比赛中获得第二名。

　　▲图7 SAR智能提取大模型解译结果

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　　基于建筑细粒度属性提取和参数化建模的

　　三维重建大模型

　　三维重建大模型基于天权遥感大模型解译的实例级建筑物语义属性和结构属性提取，整合建筑屋顶分类、地基轮廓提取、高度估计和参数化三维建模技术进行规则化建模，实现基于光学遥感影像的LOD2级建筑物快速构建，达到小时级百平方公里自动重建效率。建筑屋顶分类和高度估计识别技术，在2023 IEEE GRSS DFC数据融合大赛中荣获双赛道第一名。

　　▲图8 三维重建大模型结果

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　　应用案例

　　赋能多元场景，展现强大实力

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　　日本轮岛、株洲地震灾损评估

　　2024年1月1日16时10分，日本石川县连续发生多次地震，最强达7.6级（震中位置北纬37.50°，东经137.24°）。结合地震前后谷歌、日本国土地理院拍摄的高分辨率可见光遥感影像，通过对天权地物要素大模型解译结果进行统计，受灾严重的石川县轮岛市、株洲市区域建筑损毁和道路通达性面积达到3.45平方公里，沿海建筑受地震及次生灾害冲击，倒塌严重。

　　图9 (a)天权地物要素大模型在日本石川县轮岛市的解译结果;

　　(b)天权大模型识别地震前后，株洲市某沿海建筑损毁区域（浅黄色）

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　　导航图路网更新

　　利用天权道路提取大模型对国内外多地进行高精度道路面和道路中心线提取，相比传统的人工绘制效率提升5至6倍。

　　▲图10 (a)天权道路提取大模型识别道路中心线的结果；

　　(b)道路多分类结果，绿色道路，黄色为桥梁

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　　建筑、耕地、矿山变化监测

　　天权变化检测大模型在上海1500平方公里进行通用变化检测，检出变化图斑6290个，准召率80%/83%，解译时间6分钟。在杭州城区765平方公里，进行耕地变化检测，实现“非农非粮”监测，检出变化图斑989处，准召率80%/85%。在北京城区710平方公里提取违规建设用地图斑4024处，准召率82%/85%，人工成本显著降低67%。完成临沂莒南县露天开采区域2400平方公里进行智能变化检测，检出图斑989处，人工成本显著降低65%。

　　▲图11 (a)天权变化检测大模型在杭州2021-2023非农非粮变化检测结果;

　　(b)北京2022-2023城市违规建筑变化检测结果

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　　超分去雾

　　通过对低质量影像进行超分辨率增强可以恢复清晰的边缘结构和纹理，并进一步提升智能解译结果的准确性。

　　▲图12 (a)超分前的建筑轮廓检测结果; (b)天权影像超分大模型在4x超分后的建筑轮廓检测结果，建筑轮廓提取效果明显提高

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　　重点目标检测

　　天权目标检测大模型可识别飞机、舰船、油罐、风机、电塔、光伏等36类目标，以20帧每秒的速度对1024*1024的影像进行处理。在国际某航天局遥感解译平台中，为客户提供精准的目标识别服务。

　　▲图13 (a)天权目标检测大模型的飞机检测结果;

　　(b)船只检测结果

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　　基于SAR的灾害监测预警

　　2023年7月京津冀特大暴雨降雨过程中，基于“航天宏图一号”SAR卫星数据完成了房山区、涿州、河北省8个蓄滞洪区应急调度。“基于PIE-engine SAR的灾害监测预警系统”全方位提升灾前信息汇聚、风险识别能力，灾中趋势研判、辅助决策能力和灾后精准防控、应对处置的能力，获得全国人工智能应用场景创新挑战赛CICAS（2023）全国总决赛一等奖。

　　▲图14 (a)基于“航天宏图一号”SAR影像和SAR大模型的水体淹没范围分析; (b)小清河高清遥感影像以及叠加SAR水体解译结果展示

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　　AI快速三维建模

　　天权三维重建大模型为福建、厦门、陕西等地区进行基于卫星影像的建筑物提取和规则化建模，综合精度F1>85%，速度2min/平方公里/1000栋建筑，减少80%人工成本。

　　▲图15 天权三维大模型对福建省某城市的AI建模结果

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　　未来展望

　　遥感走进生活

　　科技飞速发展，我们正迈向一个由空天地遥感技术主导的全新AI时代。航天宏图女娲星座作为其中的引领者，将通过更高时间分辨率和空间分辨率的丰富影像，为我们揭示地球表面的每一个细节。空天地感知技术的进步，使卫星、无人机和地面传感器的多源数据得以无缝融合。这种融合不仅提升了数据的质量和可靠性，还为社会信息的实时更新和分析提供了可能，将为城市治理、测绘导航、生态环保、灾害监控预警等多个领域带来革命性的转变。

　　随着遥感大模型应用的行业化、标准化、自动化和普及化，一个全新的遥感生态系统正在逐步形成。在这个系统中，无论是专业人士还是普通公众，都能够轻松获取和利用遥感数据。这将极大地扩展遥感技术的应用场景。科技正不断推动着遥感技术的创新与普及，将其融入到我们的日常生活中。未来，随着这些技术的进一步发展和应用，我们将进入一个更加智能、高效和可持续发展的新时代。

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