空天大模型实践
空天大模型的实践已从技术验证迈向规模化应用,天基与地面模型的协同将进一步推动空天信息服务的实时化、智能化。未来需持续突破模型轻量化、多模态融合及生态开放等挑战,以实现更广泛的社会经济价值。
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空天大模型作为人工智能与空天信息技术的深度融合,已在多个领域展现出显著的实践成果。以下是基于现有实践案例和技术进展的总结:
一、天基大模型的星载部署与实践
- JigonGPT的研制与在轨运行
中国科学院计算技术研究所联合多家单位研制的极光天基大模型JigonGPT,以智源Aquila语言大模型为基座,融合视觉编码模块,构建了1.02B参数的基准模型。通过分层量化与跨模态蒸馏技术,模型参数量压缩77%(至0.23B),在仅牺牲5.2%遥感解译性能的情况下,成功部署于“东方慧眼高分01星”卫星,实现星载图像解析、语义交互和指令生成功能。 - 应用案例:基于JigonGPT的卫星数字人“东方小极”通过社交媒体与地面用户互动,提供遥感数据直达终端的服务,展示了天基智能体的实时响应能力。
- 星载智能计算机的技术突破
该载荷采用全体系国产化核心元器件和高可靠容错架构,支持100 Tops级智能计算,并通过超大文件断点续传技术,克服卫星链路间歇性中断问题,实现大模型动态更新。
二、地面空天大模型的行业应用
- 星图云与DeepSeek-R1的融合
中科星图旗下星图云接入开源大模型DeepSeek-R1,显著提升用户意图识别和逻辑推理能力(整体提升10%),并通过“对话即服务”模式构建数字地球平台。典型应用包括: - 智能化空间交互:用户通过自然语言提问即可获取地理教育、遥感科学等多领域信息,结合检索增强生成(RAG)技术实现高效数据解析。
- 零代码智能体开发:内置星图览卷(遥感报告解析)、星图智库(知识挖掘)等工具,提升垂类应用构建效率30%。
- 多模态大模型的科研突破
中国科学院空天信息创新研究院提出的“空天·灵眸”大模型(RingMo)通过生成式预训练,支持跨模态遥感数据(光学、SAR)的通用表征,在场景分类、目标检测等任务中达到国际领先水平。其自监督学习框架无需标注数据,显著降低训练成本,已在国防安全、三维重建等领域试用。
三、技术创新的核心方向
- 模型轻量化与国产化适配
- 天基场景下,模型压缩技术(如分层量化)和国产硬件适配是关键,JigonGPT与“东方慧眼”星座均采用全国产化元器件。
- 地面应用中,昇腾AI平台与MindSpore框架支持“空天·灵眸”的国产化训练与部署。
- 多模态数据融合与闭环反馈
- 多模态AI大模型(如“空天·灵眸”)整合遥感数据的几何、电磁等特性,构建通用语义空间,支持跨任务灵活迁移。
- 星图云通过用户反馈优化卫星载荷设计,形成“数据-模型-应用-反馈”的闭环链路。
四、应用场景与未来展望
- 核心场景覆盖
- 天基实时服务:卫星数字人、灾害预警、军事侦察等16。
- 地面行业赋能:自然资源监测(生态保护、灾害预警)、智慧城市管理、低空交通优化等48。
- 未来趋势
- 开源生态建设:如DeepSeek-R1的开源模式降低研发成本,推动国产替代。
- 天临空地一体化:结合星载与地面算力,构建全域智能感知网络,支撑数字孪生、元宇宙等新兴领域。
总结
空天大模型的实践已从技术验证迈向规模化应用,天基与地面模型的协同将进一步推动空天信息服务的实时化、智能化。未来需持续突破模型轻量化、多模态融合及生态开放等挑战,以实现更广泛的社会经济价值。
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