解决方案 | 天基计算即时遥感AI应急应用
面对来势汹汹的自然灾害，我们往往在与时间赛跑。
中国是世界上自然灾害最严重国家之一，自然灾害种类繁多、发生频率高、影响范围广。据国家防灾减灾委员会办公室数据，2025年，洪涝和地质灾害、地震灾害、台风灾害、风雹灾害等各种自然灾害造成全国6703.37万人次不同程度受灾。
因此，持续提升对自然灾害的监测、预警与应急响应能力，对应对突发灾害、减少人员伤亡与财产损失，有着十分重要的现实意义。
高悬头顶的千里眼，为何总慢半拍？
面对洪涝、森林火灾等自然灾害时，常规手段时常面临视角局限、数据不足的难题，而卫星遥感能够提供大视角、全覆盖的观测数据，为灾害态势的全面研判分析提供重要支撑。
受星上算力资源有限、太空辐射环境复杂等客观条件约束，星上的计算与通信能力，往往不及地面系统。地面端获取完整的卫星观测数据，通常需要数小时甚至数天的周期，星上的算法部署与迭代，难度也远高于地面环境。
对于分秒必争的灾区救援来说，这样的滞后性，就好比看一场延迟了数小时的实况直播——等救援人员拿到数据时，现场的灾情态势早已发生了变化。
加装超级大脑，构建多星协同体系
与其地面苦等数据，不如让卫星在太空中自主思考、协同合作。
一方面，给卫星加装高性能智能计算载荷，让卫星无需回传海量原始观测影像，而是在太空中完成数据的实时智能处理，最终仅将计算后的核心结果，通过星地快速通信链路（北斗、中继网联、卫星物联网等）像发短信一样高效回传至地面，救援队通过手机即可实时看到受灾区域现场情况。
另一方面，突破单星独立作业的局限，通过星上智能调度多颗光学遥感卫星、SAR卫星协同作业，无论白天黑夜、风霜雨雪，均可实现全天候、高频次、精准化地融合洞察。
系统不仅能分析灾情现状，更能预判未来进展。结合多源融合预测算法和大模型技术，系统可以开启预知视角，推演灾情走势并拉响警报，为保护人民生命财产安全抢出关键的黄金窗口期。
这套降维打击的方案包含了硬核的底层支撑：
高性能、低成本、高可靠的星载智能计算平台：卫星搭载了采用“FPGA-SoC+GPU-SoC”的超异构计算平台，实现最高可达1000 TOPS的算力和10 TOPS/W的超高能效比。这相当于给卫星装上一个高性能计算机，足以支持大模型在轨推理，实现遥感图像实时智能处理，提取关键情报分秒级快速下传。
大小模型协同算法：星测未来具备面向不同应急场景的算法开发与优化能力，例如，针对城市内涝应急这一典型场景，我们研发了大小模型结合的应用算法，涵盖了星载水体识别、多源融合内涝识别、内涝预测、预警以及多模态大模型综合研判。系统不仅能在太空中快速圈出受灾范围，更能直接给出一份带有趋势预判和风险预警的研判报告。
极致的能效优化：我们在软件侧通过模型剪枝、量化技术为模型瘦身，降低计算任务量和硬件资源需求；在硬件侧通过定制化的结构设计与数据流优化，进一步提升性能与能效比；软硬件协同，在太空严苛环境中保证计算精度的同时提升计算速度。
软硬件解耦与开放生态：突破封闭架构，实现软硬件解耦合，构建开放化软件生态，卫星入轨后仍可通过 OTA 实现在轨升级与版本回退，可根据业务场景需求随时重构业务功能。无需星测未来开发人员深度介入，平台可支持来自不同团队、多种类型的算法低成本、短周期在轨验证和应用。
一套“天数天算”的灾情研判连招
以城市内涝应急场景为例：
卫星智能识水：利用光学遥感卫星的高分辨率优势和SAR卫星全天时、全天候、不受云雾遮挡的透视优势，对同一区域进行连续观测，形成的图像直接在卫星侧计算，提取水体掩膜并融合处理。
星上变化检测：对融合处理后的水体掩膜图像进行坐标定位，随后与基准晴朗天气下的水体掩膜进行掩膜做差（或变化检测），识别出的水体变化区域即为洪涝淹没范围。处理后的数据通过星地快速通信链路回传至地面。
多源融合预测：结合卫星水体数据、降水数据、地形高度以及街道数据等多源信息，通过内涝预测算法推演洪涝趋势，使用LSTM预报模型统计预测内涝面积比，设置阈值实现主动防御预警。
内涝预测（分时）
内涝预测（动态）
大模型综合研判：借助大模型强大的多模态处理能力，综合实时的内涝预测数据与应急救援情况，对灾情进行深度研判，并直接生成指导建议。
1:1地面仿真验证：在海月中实战AI应急应用
为保障算法在太空工作中的安全可靠，降低在轨试错成本，我们采用海月天基计算仿真平台对内涝防汛应急解决方案进行了验证。
海月作为星溪系列天基计算智能载荷的地面孪生产品，提供与真实星上智能处理平台同等的航天算力性能，1:1模拟仿真星上数据处理链路。当算法在地面完成验证后，可通过上注链路更新到星上智能处理平台中，降低在轨故障率，减小在轨运营风险。
海月天基计算仿真链路示意
在基于海月平台的全链路模拟中，上位机模拟地面站发送指令，海月智能计算载荷高速运行星上算法，对可见光与SAR图像进行计算并回传水体掩膜和变化检测数据；地面系统同步运转预测与预警算法，并由大模型快速生成研判意见。
在本次模拟中，全流程处理时间仅为秒级，实现了高时效交付业务结果，验证了星测未来基于低轨星座天基计算的端到端即时遥感AI应急应用在洪涝灾害应急场景的可行性。
凭借该方案，星测未来荣获“智云江阴”首届垂类大模型应用场景大赛一等奖。喜讯｜星测未来荣获“智云江阴”首届垂类大模型应用场景大赛一等奖（点击链接，查看相关新闻）
将卫星变成 “太空智能手机”
洪涝灾害的精准识别，只是天基智能应用场景的一个实例，未来在森林火灾、地震滑坡、海上原油泄漏等灾害的应急响应中，天基智能大有可为。
依托星载智能计算平台的开放生态，我们可打造太空应用商店，未来卫星将如同智能手机一般，实现不同APP灵活在轨部署；气象、应急、科研等单位可按需快速更迭应用、动态重构业务功能，降低卫星业务投入成本，提升太空资源使用率。星测未来在轨载荷数量已达26颗，首个面向应用场景开放赋能的星载智能计算平台已正式进入太空。太空计算迈入开放服务时代！星测未来天基计算智能载荷成功搭载多场景AI算法入轨（点击链接，查看相关案例）
星测未来始终致力于卫星智能化，利用最前沿的AI科技，助力太空算力建设，让太空中的每一颗卫星都学会思考，为天基应用提供无限可能。
参考资料
国家防灾减灾救灾委员会办公室 应急管理部 发布2025年全国自然灾害情况,2026-01-16 15:15
百度百科-中国自然灾害