》政策和國(guó)防科技工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。平臺(tái)充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)和手段,為優(yōu)勢(shì)民企提供精準(zhǔn)的技術(shù)支持、項(xiàng)目對(duì)接、市場(chǎng)信息等服務(wù),為科研機(jī)構(gòu)的成果轉(zhuǎn)化、軍轉(zhuǎn)民提供市場(chǎng)和資金通道">
大數(shù)據(jù)現(xiàn)在是一個(gè)相當(dāng)火熱的名詞,在許多領(lǐng)域里都能看到他的身影,比如金融、工業(yè)、教育、航天等等。那么,為了讓大家更好地了解大數(shù)據(jù)在各行業(yè)各領(lǐng)域的發(fā)展,小編選取航天領(lǐng)域作為典型案例。大數(shù)據(jù)現(xiàn)在是一個(gè)相當(dāng)火熱的名詞,在許多領(lǐng)域里都能看到他的身影,比如金融、工業(yè)、教育、航天等等。那么,為了讓大家更好地了解大數(shù)據(jù)在各行業(yè)各領(lǐng)域的發(fā)展,小編選取航天領(lǐng)域作為典型案例。
首先我們將了解大數(shù)據(jù)的基本信息,然后具體以美國(guó)宇航局(NASA)為例,說(shuō)明大數(shù)據(jù)在航天方面的應(yīng)用。
航天大數(shù)據(jù):從大科學(xué)到大事業(yè)
什么是大數(shù)據(jù)?就是指那些超過(guò)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)處理能力的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量通常在10TB(1TB=1024GB,為1萬(wàn)億字節(jié))以上。大數(shù)據(jù)的基本特征是:體量巨大(volume),類型多樣(variety),處理速度快(velocity)。有時(shí)所說(shuō)的“大數(shù)據(jù)”,也指一種技術(shù),它包括海量數(shù)據(jù)分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、分布式計(jì)算(云計(jì)算)技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)。
20多年來(lái),各個(gè)領(lǐng)域的信息化使數(shù)據(jù)量以指數(shù)率加速增長(zhǎng)。有專家測(cè)算,2000年全球新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為1000PB(1PB=1024TB)到2000PB,到2010年僅僅全球企業(yè)一年新存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量就超過(guò)了7000PB。目前全球性的科技公司都要和PB級(jí)規(guī)模的數(shù)據(jù)打交道,而Facebook每天要存儲(chǔ)大約100TB的用戶數(shù)據(jù),美國(guó)宇航局 (NASA)每天要處理約24TB的數(shù)據(jù)。目前大數(shù)據(jù)已滲透到每一個(gè)行業(yè),逐漸成為重要的生產(chǎn)因素;而人們對(duì)于海量數(shù)據(jù)的運(yùn)用,將迎來(lái)新一波生產(chǎn)率增長(zhǎng)浪潮。大數(shù)據(jù)在政府決策、商業(yè)和科技等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,將在公共服務(wù)、民生醫(yī)療、維護(hù)社會(huì)安定、動(dòng)態(tài)安全監(jiān)管等方面,將產(chǎn)生巨大的社會(huì)價(jià)值和產(chǎn)業(yè)空間。
航天是人類探索太空和利用太空的偉大事業(yè)。它在研制、運(yùn)行和發(fā)布成果的全過(guò)程中,都會(huì)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)和要求應(yīng)用大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)既是航天理論的基礎(chǔ),又是航天實(shí)踐的基石。航天要對(duì)尺度遠(yuǎn)比地球要大無(wú)數(shù)倍的廣闊空間中進(jìn)行探索,其總量更多,要求更高。如果沒(méi)有及時(shí)而精確的大數(shù)據(jù)支持,哪怕是一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的錯(cuò)誤,也會(huì)影響全局的成敗。因此,航天大數(shù)據(jù)不僅具有一般大數(shù)據(jù)的特點(diǎn),而且要求高可靠和高價(jià)值的要求。因此,航天是最早提出發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)的領(lǐng)域,也是取得大數(shù)據(jù)成果最多的領(lǐng)域。
為了說(shuō)明大數(shù)據(jù)在航天方面的應(yīng)用,我們將以美國(guó)宇航局(NASA)為例。在美國(guó)政府的“大數(shù)據(jù)研究與開(kāi)發(fā)倡議”中,列出了其它的12個(gè)國(guó)家機(jī)構(gòu)的大數(shù)據(jù)的行動(dòng)計(jì)劃。其中NASA的計(jì)劃引人注目,它包括先進(jìn)的信息系統(tǒng)技術(shù)(AIST)、地球科學(xué)數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)(ESDIS)、全球地球觀測(cè)系統(tǒng)(GEOSS)、太空行動(dòng)協(xié)議、行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)(PDS)、太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(MAST)、地球系統(tǒng)電網(wǎng)聯(lián)邦公共檔案等。
我們經(jīng)常看到的天文奇觀的預(yù)測(cè)報(bào)告,其實(shí)很多都來(lái)自于NASA背后的海量數(shù)據(jù)的收集、管理和分析。NASA 約翰遜航天中心(JSC)從1959年至今,已收集400多萬(wàn)靜態(tài)圖像,總達(dá)950萬(wàn)英尺的16毫米膠卷,85000卷錄像磁帶,以及總時(shí)長(zhǎng)81616小時(shí)的視頻模擬及數(shù)字檔案。NASA開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)應(yīng)用,將其命名為IO(在線影像),IO 能夠?qū)⒂跋裎募c所有相關(guān)元數(shù)據(jù)連接。然而,JSC 依然面臨一大難題:如何將資源向公眾開(kāi)放,以及如何對(duì)這些資源進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換,使其空間占用更小,可利用率更高。為此,NASA和美國(guó)IT界合作,開(kāi)發(fā)和應(yīng)用一個(gè)高度可擴(kuò)展的分布式批量處理系統(tǒng)Hadoop,對(duì)大型數(shù)據(jù)集進(jìn)行掃描,來(lái)處理從太空中(如太空望遠(yuǎn)鏡)中傳回海量數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)量可達(dá)到每秒鐘 700TB!
NASA的大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)取得了大量成果。圖示這幅2005年6月至2007年12月海洋表面洋流的示意圖,集成了美國(guó)、日本和德國(guó)的具有各種數(shù)值模型的多種衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。漩渦和窄洋流在海洋中傳送熱量和碳。海洋環(huán)流和氣候評(píng)估項(xiàng)目提供了所有深度的洋流,但這里僅僅使用了表層洋流。這些示意圖用來(lái)測(cè)量海洋在全球碳循環(huán)中的作用,并監(jiān)測(cè)地球系統(tǒng)的不同部分內(nèi)部及之間的熱量、水和化學(xué)交換。
NASA用于探索火星是否存在適宜生命存在的、以核燃料钚為動(dòng)力的“好奇”號(hào)火星車,于2011年11月從肯尼迪航天中心升空,并于2012年8月6日降落火星。在一年多中,“好奇”號(hào)傳回了大量數(shù)據(jù)和圖象,根據(jù)“她”發(fā)回的資料,科學(xué)家制成了13億像素的360度火星高清全景圖,由此發(fā)現(xiàn)了火星遠(yuǎn)古存在河流以及當(dāng)時(shí)環(huán)境適合原始微生物生存的證據(jù)?!昂闷妗碧?hào)每小時(shí)要向地球發(fā)回5萬(wàn)張高分辨率的圖像。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的科學(xué)家,采用了云計(jì)算(Amazon Web service)來(lái)處理這些數(shù)據(jù),在分析這些數(shù)據(jù)后,才能給“好奇”號(hào)安排第二天的任務(wù)。
總之,NASA的大數(shù)據(jù)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段,初期稱之為“大科學(xué)”階段,這個(gè)階段的特點(diǎn),是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的環(huán)境是可控的,目的是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究;第二階段稱之為“大事業(yè)”階段,產(chǎn)生數(shù)據(jù)的環(huán)境是自然的,目的是進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。目前,NASA的大數(shù)據(jù)正在從“大科學(xué)”向“大事業(yè)”的過(guò)渡之中。
接下來(lái),為了讓大家更好地理解,我們尋找了以下內(nèi)容作為相關(guān)材料,請(qǐng)您認(rèn)真閱讀!
美國(guó)航空航天局管理“大數(shù)據(jù)”洪流惠及全球
美國(guó)航空航天局管理“大數(shù)據(jù)”洪流惠及全球
華盛頓——美國(guó)航空航天局(NASA)及其幾十個(gè)使命項(xiàng)目每天傳回的數(shù)據(jù)猶如奔涌的河流。航天器監(jiān)測(cè)從我們的地球家園到遙遠(yuǎn)星系的一切,將圖像和信息傳回地球。所有這些數(shù)碼記錄都需要儲(chǔ)存、索引和處理,以便世界各地的工程師、科學(xué)家和其他人員可以使用這些數(shù)據(jù)來(lái)理解地球及其以外的宇宙。
使命項(xiàng)目策劃者和軟件工程師正在尋找管理如此龐大復(fù)雜而且不斷增大的數(shù)據(jù)流的新策略,這樣的數(shù)據(jù)流在信息技術(shù)行業(yè)中被稱為“大數(shù)據(jù)” (Big Data)。
“大數(shù)據(jù)”有多大?美國(guó)航空航天局的各項(xiàng)使命每小時(shí)收集數(shù)百TB數(shù)據(jù)。僅1TB就相當(dāng)于在50,000棵樹(shù)制成的紙張上打印的信息。
位于加利福尼亞州帕薩迪納(Pasadena)的美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory)的美國(guó)航空航天局太陽(yáng)系可視化項(xiàng)目(Solar System Visualization project)的負(fù)責(zé)人埃里克·德容(Eric De Jong)說(shuō):“科學(xué)家們將大數(shù)據(jù)用于各種目的,從預(yù)測(cè)地球的天氣到監(jiān)測(cè)火星上的冰蓋再到搜索遙遠(yuǎn)的星系。我們是數(shù)據(jù)的保存者,而數(shù)據(jù)使用者則是需要圖像、拼圖、地圖和影片來(lái)尋找模式并驗(yàn)證理論的天文學(xué)家和科學(xué)家?!碧?yáng)系可視化項(xiàng)目可將美國(guó)航空航天局使命項(xiàng)目的科學(xué)成果轉(zhuǎn)化為研究人員可以使用的可視化產(chǎn)品。
德容解釋說(shuō),應(yīng)對(duì)來(lái)自太空使命的數(shù)據(jù)涉及三個(gè)方面:儲(chǔ)存、處理和訪問(wèn)。第一項(xiàng)任務(wù)——儲(chǔ)存或存檔數(shù)據(jù),對(duì)于更大量的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)自然更具挑戰(zhàn)性。平方千米陣(Square Kilometer Array)是計(jì)劃部署在南非和澳大利亞的由數(shù)千個(gè)望遠(yuǎn)鏡組成的陣列,預(yù)計(jì)每天產(chǎn)生700TB圖像數(shù)據(jù),相當(dāng)于因特網(wǎng)每?jī)商斓乃袛?shù)據(jù)流量。工程師們正忙于開(kāi)發(fā)更好地儲(chǔ)存信息的創(chuàng)新軟件工具,而不是創(chuàng)造更多硬件。
美國(guó)航空航天局“大數(shù)據(jù)”計(jì)劃的一位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人克里斯·馬特曼恩(Chris Mattmann)說(shuō):“我們不必做無(wú)謂的重復(fù)勞動(dòng)?!泵绹?guó)航空航天局一直在加大對(duì)開(kāi)源軟件(Open-source Software)的整合,為太空使命提供經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理工具。而后,美國(guó)航空航天局的這些工具可供世界其他人用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
德容和他的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)信息可視化的新方式。例如,美國(guó)航空航天局火星勘測(cè)軌道飛行器(Mars Reconnaissance Orbiter)上一個(gè)攝像機(jī)拍攝的每個(gè)圖像含有120兆像素。除了制作電腦圖像和動(dòng)畫使科學(xué)家和公眾能夠近距離了解這顆紅色星球,他的團(tuán)隊(duì)還用這類數(shù)據(jù)來(lái)制作影片。
德容說(shuō):“數(shù)據(jù)不只是越來(lái)越大,而且越來(lái)越復(fù)雜。我們?cè)诓粩嗯ふ沂箘?chuàng)建可視化產(chǎn)品過(guò)程自動(dòng)化的方式,以便于科學(xué)家和工程師使用這些數(shù)據(jù)?!?br />
“大數(shù)據(jù)”領(lǐng)域另一項(xiàng)重要的工作是使用戶容易從數(shù)據(jù)存檔中獲取所需信息。
美國(guó)航空航天局紅外處理和分析中心(Infrared Processing and Analysis Center)負(fù)責(zé)人史蒂夫·格魯姆(Steve Groom)說(shuō):“如果你有一個(gè)巨型書架,你仍必須知道如何找到需要的書籍?!庇袝r(shí)候用戶希望一次訪問(wèn)所有數(shù)據(jù),以尋找全局模式,這是“大數(shù)據(jù)”存檔的一個(gè)好處。格魯姆說(shuō):“天文學(xué)家還可以同時(shí)瀏覽我們庫(kù)存的所有‘書籍’,這在他們自己的電腦上是無(wú)法做到的。”
美國(guó)航空航天局說(shuō),最終,“大數(shù)據(jù)”潮流將繼續(xù)猛增,美國(guó)航空航天局將開(kāi)發(fā)出新的策略來(lái)管理數(shù)據(jù)流以惠及全球。
以上內(nèi)容主要是以美國(guó)航空航天局為例子,講述大數(shù)據(jù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用,接下來(lái)我們將了解“航天企業(yè)如何擁抱大數(shù)據(jù)時(shí)代”
航天企業(yè)如何擁抱大數(shù)據(jù)時(shí)代
如今,一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)、分享和應(yīng)用數(shù)據(jù)的時(shí)代正在開(kāi)啟。我們驚訝地發(fā)現(xiàn),谷歌通過(guò)搜索記錄的內(nèi)容和頻度可以預(yù)測(cè)H1N1流感病毒的爆發(fā);亞馬遜的推薦書目正是一本讀者孜孜以求的冷僻書籍;沃爾瑪依據(jù)超市防竊監(jiān)控錄像來(lái)調(diào)整貨架產(chǎn)品擺放并大大提高了銷量;更讓人跌破眼鏡的是Netflix公司,這個(gè)起家于連鎖DVD租賃店的新興視頻網(wǎng)站在分析了觀眾觀看網(wǎng)絡(luò)視頻節(jié)目時(shí)快進(jìn)、慢進(jìn)和重播的特性之后,搖身一變成為影視制作公司,專門拍攝“投其所好”式的作品并賺得盆滿缽滿。種種現(xiàn)象似乎表明當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)擁有了一種非凡的創(chuàng)新能力,即:以某種前所未有的方式,通過(guò)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提供有巨大價(jià)值的產(chǎn)品和服務(wù),或者獲得深刻的洞見(jiàn)。
這就是所謂“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的行為,但“大數(shù)據(jù)”絕不能簡(jiǎn)單理解為“數(shù)據(jù)大”。觀察那些在大數(shù)據(jù)時(shí)代風(fēng)生水起的企業(yè)和個(gè)人,我們不難發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)。一是重視數(shù)據(jù)的價(jià)值。大數(shù)據(jù)公司奉行“一切皆可量化”的哲學(xué),甚至從很多被認(rèn)為與“數(shù)據(jù)”根本無(wú)關(guān)的事物中汲取信息,而且總是利用數(shù)據(jù)的非物質(zhì)性另辟蹊徑,依靠二次利用、整合重組等手段在數(shù)據(jù)背后或其關(guān)聯(lián)領(lǐng)域開(kāi)啟尋寶游戲。
二是找準(zhǔn)自己的定位。大數(shù)據(jù)公司總體可分為三類:要么是直接產(chǎn)生、收集海量數(shù)據(jù),要么是掌握了有效加工處理數(shù)據(jù)的技術(shù)手段及分析方法,要么是獨(dú)具挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的開(kāi)創(chuàng)性想法。這其實(shí)代表了大數(shù)據(jù)價(jià)值的三個(gè)基本來(lái)源——數(shù)據(jù)本身、技能和思維。
三是思維的巨大變革。大數(shù)據(jù)思維的精髓可以概括為:不再依靠局部樣本而追求全體信息,不再執(zhí)著于精確性而追求混雜性,不再?gòu)?qiáng)調(diào)因果關(guān)系而追求相關(guān)關(guān)系,進(jìn)而從思維模式上擺脫既往經(jīng)驗(yàn)的束縛,獲得關(guān)于事物未來(lái)走勢(shì)和潛在價(jià)值的全新視野。
大數(shù)據(jù)已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、移動(dòng)通信、公共服務(wù)等領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,并體現(xiàn)出向其他行業(yè)不斷蔓延的蓬勃趨勢(shì)。航天業(yè)界如何應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代的機(jī)遇和挑戰(zhàn),是我們必須正視的問(wèn)題。在筆者看來(lái),航天與大數(shù)據(jù)至少在以下方面可以結(jié)合起來(lái)思考。
衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇。一般認(rèn)為衛(wèi)星技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的三大主要方向是通信、導(dǎo)航和遙感,目前只有衛(wèi)星遙感還沒(méi)有形成真正意義上的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,而這一現(xiàn)象有望在大數(shù)據(jù)時(shí)代得到根本改變。由于遙感數(shù)據(jù)中包含著大量的人類活動(dòng)和自然環(huán)境信息,依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、人口、交通、城市發(fā)展、能源資源、公共安全等領(lǐng)域的仿真規(guī)劃和預(yù)測(cè)分析將變得越來(lái)越準(zhǔn)確而有效。因此,各種分析咨詢機(jī)構(gòu)和專業(yè)公司在獲取遙感數(shù)據(jù)信息方面將產(chǎn)生巨大的商業(yè)需求,航天企業(yè)完全可以未雨綢繆,提前開(kāi)展布局。美國(guó)Skybox公司已經(jīng)走在了前面,該公司正計(jì)劃用“米諾陶”火箭以一箭6星的方式將Sky-sat對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星發(fā)射升空,后續(xù)將以24顆星的規(guī)模組成星座。該公司希望為重大地球事件和重要地區(qū)實(shí)時(shí)播出衛(wèi)星圖像和視頻,供訂閱賬戶用戶付費(fèi)觀看,或者把觀測(cè)信息出售給有關(guān)企業(yè),用于分析全球經(jīng)濟(jì)走勢(shì)等。
航天企業(yè)在大數(shù)據(jù)時(shí)代的角色定位。有觀察顯示,專業(yè)的分析咨詢機(jī)構(gòu)一般具有較強(qiáng)的大數(shù)據(jù)技術(shù),某個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的外行人可能靠創(chuàng)新想法成為大數(shù)據(jù)機(jī)遇的寵兒。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,真正能夠保持長(zhǎng)盛不衰的還是原始數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和持有者。筆者認(rèn)為,航天企業(yè)既肩負(fù)著對(duì)地觀測(cè)和地外探索的天然責(zé)任,又是國(guó)家工業(yè)和信息化體系的支柱力量,還是各種市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要參與者,多年以來(lái)已經(jīng)積累了可觀的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),并且具備繼續(xù)獲取海量數(shù)據(jù)的渠道和資質(zhì),因此理應(yīng)追求數(shù)據(jù)制造商和供應(yīng)商的角色定位,牢牢抓住數(shù)據(jù)本身這座難以估價(jià)的寶藏,確立大數(shù)據(jù)價(jià)值鏈的核心地位。在大數(shù)據(jù)技能和思維層面,則既可以依靠自身挖潛來(lái)開(kāi)辟領(lǐng)域,也可以通過(guò)授權(quán)使用、有償提供、投資并購(gòu)等方式快速獲取利益。
大數(shù)據(jù)與航天商業(yè)模式創(chuàng)新。如果找準(zhǔn)了大數(shù)據(jù)時(shí)代的角色定位,航天企業(yè)就可以從中挖掘更多的價(jià)值,從而顛覆傳統(tǒng)的商業(yè)模式。羅爾斯·羅伊斯公司一直監(jiān)控著全球范圍內(nèi)3700多架飛機(jī)的引擎運(yùn)行情況,這些監(jiān)測(cè)結(jié)果將被轉(zhuǎn)換成油量消耗、故障預(yù)警等信息并有償提供給航空公司,其商業(yè)價(jià)值約占羅爾斯·羅伊斯公司民航發(fā)動(dòng)機(jī)部門年收入的70%,這無(wú)疑是未來(lái)空天飛機(jī)引擎制造商可模仿的范例。類似的例子還有很多,成像觀測(cè)數(shù)據(jù)在有關(guān)社會(huì)發(fā)展的預(yù)測(cè)分析中發(fā)揮著重要作用,次表層勘探數(shù)據(jù)可以作為本年度石油、礦產(chǎn)等大宗商品交易分析的重要依據(jù),溫室氣體采集數(shù)據(jù)能夠輔助區(qū)域糧食作物的估產(chǎn),電磁環(huán)境探測(cè)數(shù)據(jù)是城市功能區(qū)規(guī)劃布局的決策參考等等。更為重要的是,在對(duì)某特定任務(wù)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“第一手利用”后,如果能夠依靠大數(shù)據(jù)思維啟發(fā)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)再利用,在某種程度上就意味著以零成本獲取新的利益,而這其中的關(guān)鍵是始終牢記自己正坐在大數(shù)據(jù)的冰山一角上,只要不斷積累和挖掘,就有望觸及水平面以下那部分更加龐大的價(jià)值。
航天企業(yè)如何擁抱大數(shù)據(jù)時(shí)代
大數(shù)據(jù)與航天項(xiàng)目成本控制。航天產(chǎn)品之所以“金貴嬌氣”,源于一直以來(lái)對(duì)精度的依賴,而把精度推高一個(gè)小數(shù)點(diǎn)所耗費(fèi)的成本往往需要十倍、百倍的累積。比如:為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地“凝視”,需要把衛(wèi)星發(fā)射到距地面36000km的地球靜止軌道,對(duì)火箭運(yùn)載能力和有效載荷成像精度都有很高的要求,成本隨即大幅上揚(yáng)。大數(shù)據(jù)方法給出的成本控制答案是:以低廉的價(jià)格,發(fā)射多顆低軌微納衛(wèi)星組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)較短重訪周期的“準(zhǔn)凝視”,在獲取了多譜段、多類型的大量普通精度圖像數(shù)據(jù)后,通過(guò)挖掘潛在信息,設(shè)計(jì)合理算法,改善分辨率和圖譜質(zhì)量以滿足用戶要求。這種方法體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)思維追求“更全、更雜、更相關(guān)”的理念,正可以與廉價(jià)火箭、“手機(jī)衛(wèi)星”以及“圖像數(shù)字增強(qiáng)技術(shù)”等新興手段相得益彰,成為航天工業(yè)未來(lái)的方向。
大數(shù)據(jù)與航天工程管理。在真正迎來(lái)低成本時(shí)代之前,航天任務(wù)仍然屬于體量巨大、周期漫長(zhǎng)的超級(jí)工程,運(yùn)用大數(shù)據(jù)方法有助于實(shí)現(xiàn)更加高質(zhì)高效的管理。以航天可靠性工作為例,現(xiàn)有的成功經(jīng)驗(yàn)是巨細(xì)靡遺的質(zhì)量復(fù)查,但業(yè)界也承認(rèn)這是一種“后知后覺(jué)”的被動(dòng)糾正,因此出現(xiàn)了“可靠性數(shù)據(jù)包”一類的預(yù)防性手段試圖提前暴露問(wèn)題。運(yùn)用大數(shù)據(jù)的方式,我們可以把這種“正向質(zhì)量確認(rèn)”進(jìn)一步推向極致。例如:盡量完整地記錄整批產(chǎn)品的各種生產(chǎn)信息、狀態(tài)信息,更為重要的是關(guān)聯(lián)信息(比如:關(guān)注零件加工刀具因磨損而更換的次數(shù)是否增加,因?yàn)檫@意味著零件材料的硬度可能超標(biāo)),依據(jù)這些信息進(jìn)行提煉分析和綜合評(píng)估,提前設(shè)置產(chǎn)品質(zhì)量“綜合預(yù)警閾值”,一旦異?,F(xiàn)象累計(jì)超標(biāo),就提前采取維修措施或報(bào)廢處理,這顯然比產(chǎn)生慘痛失利后的人力資源浪費(fèi)、信譽(yù)度損失、保險(xiǎn)賠償和周期延誤要合算得多。類似方法對(duì)航天工程計(jì)劃調(diào)度、質(zhì)量檢測(cè)和產(chǎn)品全生命周期管理也有重要的借鑒意義。
大數(shù)據(jù)的時(shí)代幕布已經(jīng)悄然拉開(kāi),依靠大數(shù)據(jù)重新認(rèn)識(shí)世界和創(chuàng)造價(jià)值的神話正在不斷上演。伴隨著新的變革,總會(huì)有新的機(jī)會(huì),企業(yè)不能回避,也不應(yīng)被動(dòng)依附,而是應(yīng)該以開(kāi)放的心態(tài)、創(chuàng)新的勇氣響應(yīng)大數(shù)據(jù)的時(shí)代變化,真正把握屬于自己的機(jī)遇。
如果您耐心地閱讀了以上文字,說(shuō)明您是一位真正想要了解大數(shù)據(jù)在航天領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)人士,作為獎(jiǎng)勵(lì),我們將為你繼續(xù)奉上航天大數(shù)據(jù)的精彩內(nèi)容。上面的內(nèi)容偏重于文字,比較抽象,小編特意選取了航天大數(shù)據(jù)可視化的內(nèi)容,讓你能更加直觀、迅速的了解相關(guān)信息。
有企業(yè)在航天軍工可視化領(lǐng)域累積數(shù)年,不斷開(kāi)發(fā)完善系統(tǒng)功能,可廣泛用于航天測(cè)發(fā)、測(cè)控設(shè)備及顯示控制系統(tǒng);航天指揮作戰(zhàn)體系模擬推演、作戰(zhàn)評(píng)估系統(tǒng);航天作戰(zhàn)指揮顯示控制系統(tǒng);聯(lián)合指揮作戰(zhàn)仿真系統(tǒng);航天器數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)具有以下功能:
一、大范圍可視化空間:覆蓋全球,乃至宇宙空間;支持離線部署全球衛(wèi)星/電子地圖及地形高程數(shù)據(jù)
■系統(tǒng)可以逼真呈現(xiàn)地球和太空,根據(jù)星歷精確顯示太陽(yáng)、月球,乃至其他行星的精確位置,并且宇宙空間中有實(shí)時(shí)的光照和反射。
■系統(tǒng)支持多視角切換,可以從地理坐標(biāo)系和天球坐標(biāo)系的角度觀察地球;支持跟隨指定目標(biāo)的視角;支持編排視角移動(dòng)序列。
■系統(tǒng)并不限于在高空觀察地球,用戶可以無(wú)限拉近,支持全球 30M 高程地形,和全球高清衛(wèi)星影像貼圖。
■提供全套離線數(shù)據(jù)解決方案和數(shù)據(jù)更新服務(wù)。
二、各種目標(biāo)的三維顯示
■包括飛行器目標(biāo)、地面目標(biāo)、海面目標(biāo)等,例如飛機(jī)、人造衛(wèi)星、火箭、車輛、建筑、雷達(dá)等目標(biāo)的顯示;
■支持將3DSMAX.、Maya、Solidworks、Pro-E制作的模型轉(zhuǎn)換為自定義格式加載;
■可以為三維模型定義關(guān)節(jié),通過(guò)數(shù)值屬性來(lái)操縱模型各部分的運(yùn)動(dòng)。
三、對(duì)航天業(yè)務(wù)特定支持:航天器運(yùn)行軌跡、飛行姿態(tài)呈現(xiàn);航天器載荷數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)
■對(duì)衛(wèi)星乃至航天器的軌道、在軌姿態(tài)、在軌任務(wù),衛(wèi)星自身狀態(tài),系統(tǒng)內(nèi)置提供眾多支持,并可根據(jù)客戶要求定制開(kāi)發(fā)。
■可以根據(jù)時(shí)序數(shù)據(jù),平滑插值目標(biāo)的經(jīng)緯度、高程、三軸歐拉角,驅(qū)動(dòng)目標(biāo)的位置和姿態(tài)變化;
■支持在目標(biāo)上附加各種軸向、參考系的向量表現(xiàn),以及各種信息的文字顯示。
■支持設(shè)置軌道的線形、線寬、顏色、紋理等飛行器的軌道顯示。
■支持對(duì)衛(wèi)星采集數(shù)據(jù)的可視化分析,通過(guò)椎體、包絡(luò)、掃描面等三維圖形,表現(xiàn)各種不同類型探測(cè)器的探測(cè)范圍、通訊鏈路等效果
四、多維度視角分析查看:時(shí)間維度(當(dāng)前態(tài)勢(shì)監(jiān)控、未來(lái)模擬推演、歷史數(shù)據(jù)回放)、空間維度、邏輯維度
■系統(tǒng)支持根據(jù)事先設(shè)定的腳本,對(duì)復(fù)雜的任務(wù)流程進(jìn)行推演和分析。
■可在實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)和規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。
■根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)歷史態(tài)勢(shì)進(jìn)行回放。
五、強(qiáng)大的信息標(biāo)繪功能
■無(wú)論是二維,還是三維,系統(tǒng)都提供非常強(qiáng)大友好的基礎(chǔ)標(biāo)繪支持
■支持對(duì)標(biāo)繪對(duì)象的復(fù)雜定制
■支持各種在地表標(biāo)繪的形狀如點(diǎn)、線、多邊形目標(biāo)的顯示?可以設(shè)置圖標(biāo)、顏色、線寬等
■可全屏同時(shí)顯示不低于 10 萬(wàn)個(gè)移動(dòng)信標(biāo),優(yōu)化海量信標(biāo)的顯示效率。
成功案例精選
1、航天器發(fā)射可視化
2、航天器運(yùn)行軌跡、飛行姿態(tài)可視化
3、航天器載荷任務(wù)可視化
4、三維地理信息系統(tǒng)可視化
5、戰(zhàn)略態(tài)勢(shì)可視化
6、航天測(cè)發(fā)、測(cè)控、運(yùn)行態(tài)勢(shì) 指揮顯示系統(tǒng)
7、衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)監(jiān)測(cè) 顯示控制系統(tǒng)
硬件環(huán)境解決方案
航天軍工管控中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
硬件環(huán)境應(yīng)用案例(已實(shí)施案例精選)