佳格數據張弓：用衛星數據為農民服務，被罵了一個月……

最新 06-29

作者 | 張弓

2015年，張弓辭去NASA數據科學家的工作，回國創立佳格數據。「商業引領技術，將在你可能都想像不到的地方發揮最大的作用。」

我第一次感覺到做了這麼多年的學問，做了這麼多年的數據，終於能夠讓我們一個個農民、一個個人來獲益。

衛星照我去種地

張弓

我是佳格的張弓，非常高興到這裡來跟大家講一點我自己和我們公司的故事。

有人知道這個東西嗎？Tang菓珍，這個東西當時是鮮品，很貴，當時在中央電視台有一個廣告，說是美國國家航空航天局認證飲品。

我當時是求著我媽去買這個東西。我們那個年代好像大家都是科學迷，至少我周圍的小男孩很多都是。當時有旅行者號，有太空梭的發射，我是心神往之，但又不能至，所以只好就先買個菓珍。用現在的話來說，我那個時候也是一個中二少年。

我記得上高中的時候，別人給我拿來一本1981年的《國家地理》雜誌，上面有挑戰者號剛升空的介紹。我視如珍寶，每天都在翻，終於有一天給老師發現了，沒收了。不過我的老師非常好，他在暑假去英國交流的時候，給我帶回來一本新版的National Geographic。我很幸運，我的父母、老師他們珍重我這份理想，珍重我少年的航天夢。

但是很可惜，我並沒有去當航天員。不過當時我的志願基本報的都是跟天有關的，後來我去學了大氣氣象。這個過程中我還是不滿足，我其實非常想干一些能夠跟宇航跟空間扯上關係的事情。後來我突然發現衛星還可以用來干別的，除了發到外太空的這些探測器，它還可以看地球。

我當時發現有一件事特別好玩，能夠把我對自然的愛好和對天文的愛好結合起來，就是用衛星看地表上的這些作物長得如何，所以我研究生的時候就去北大讀自然地理。

這個就是我當年在呼倫貝爾拿著採樣器採樣。

我們做的事情是什麼呢，就是通過衛星和地面的數據結合去看牧草什麼時候返青。當然這個不是為了大家踏青準備的，是要知道它什麼時候返青，可以讓畜牧去吃草，因為太早吃草就會把草地都破壞掉。

但是這個東西我地面上踩了點，並不知道整個的情況，我們要做出整個的情況就需要衛星。當時最有效的衛星平台就在美國，NASA的一個叫modis的衛星。當時我就貿然地去它網站上看了一下，上面寫著這裡面的資料可以下載，也可以給你寄光碟，那個時候只有CD還沒有DVD。

過了大概兩個月，我們實驗室傳達室的老大爺突然叫我，說你們實驗室買冰箱了嗎——大概就像一席的牌子這麼大的一個箱子寄過來，裡面全都是光碟。我當時傻了，回到網站上去查，發現全都是free的。後來我就把所有的盤都拿出來，把數據讀進去以後，我把所有的盤盒都留下來了。因為盤盒質量非常好，我都裝了自己的CD了。

我就覺得這個地方太好了，我一定要去這種地方看看，也許我也能到它製造衛星的地方去看看。我就申請去了美國，在那裡跟老師開始了我的學術研究，開始用衛星看地表的這些植被。

一年之後，我的老師給我發了一封信說自己要去幹些更有意思的事情，他去《自然》雜誌當審稿人了，他覺得天天看別人的新主意比自己想新主意快樂多了。當時在矽谷有一個美國國家航空航天局的研究中心叫AMES，它裡面有一個實習的計劃。

當時是第一屆，所以就廣泛地給所有的學校發邀請，有沒有人願意去做點研究，我當時很高興就申請了。進去以後發現我是到現在為止第一個也是唯一一個中國人參加這個項目。因為當時它是第一屆，不知道外國人進來要這麼麻煩，而且不知道中國人其實不適合進入這個地方。

我實際上在NASA待了八年，在這裡面做了很多用衛星去看地面的工作。你們看到這是當年我們用衛星看美國全國的樹到底長得如何：它都長在哪兒，長得怎麼樣。我們可以看到東海岸相對來說樹會矮一些，西海岸樹相對會高一些。

我們也會通過衛星去看亞利桑那州發生森林大火以後到底是涉及什麼範圍，對哪些地方產生了影響。這張照片非常好看，像一個玫瑰花，但是其實底下紅色的全都是被燒過的土地。

我們還干過一些當時看起來也是很先進的事情。你們知道衛星上面除了可以裝相機，還可以裝激光器、裝雷達。我們把一個激光器放到衛星上，讓激光器往地上打、全世界地打。這些豎的線全都是激光器在地面打的軌跡，它的範圍挺大，大概幾十米。我相信按照概率來說，咱們這些人裡面肯定有被打到過的。但是沒問題，這個不會對大家的健康產生影響。

我們實際是想通過激光器看地表的樹有多高，把世界上每一棵樹的高度量出來。這個想法當然很宏偉了，最後這個激光器因為能量太大，在衛星上炸了，所以我們沒完成這事兒。但是現在新一代裝激光器的衛星已經發射上去了。

在NASA待的過程中我們服務過了很多部門，包括美國農業部、美國資源調查局等等。這個是我們當時給美國的農戶服務。因為我們中心就在矽谷，矽谷北邊就是納帕酒庄，是最有名的產酒的地方。我們實際上通過無人機、衛星相整合，去看每一棵葡萄長的情況，亮色的地方是相對來說長勢特別好的地方。

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在最近的十年，大家可能聽說過Space X、Musk，還包括一些新的創新公司，我們現在有能力發越來越多的衛星到空間當中。這張圖可能有些密集恐懼症的人不太舒服，但是實際上現在的數量還在急速地增長。

那個時候我們在想是不是還有一些其他的應用可以做，更直接地服務大眾，更直接地跟商業相關。在矽谷就出現了很多新的創新研究。

這是被Google收購的Skybox Imagin，他們想的一個idea是什麼呢，是我想要通過衛星知道全球原油（存量）有多少，就從這些照片推出來。

有人知道這照片是什麼嗎？這個照片是中國青島對面的黃島上面的儲油罐。那怎麼通過這個照片就知道全球的原油儲量呢？首先我們要知道世界上絕大多數的原油要麼在海上，要麼就儲存在這些巨大的儲油罐里，這都是幾十米上百米直徑的儲油罐。其次是這些儲油罐非常非常大，它的蓋非常非常重，以至於桶壁是不能把蓋支撐起來的，實際上這些蓋是通過裡面油的浮力給撐起來。所以我們看到照片里有些有陰影有些沒陰影，沒陰影的就是裡面油庫是滿的，有陰影的就是油庫不滿。那我們通過一個很簡單的計算就會知道這個原油是多少。

我們可以看到，從2013年以後各種各樣衛星相關的創業機構都出現了，比較榮幸的是這裡面凡是做得比較好，估值最高的都是從我們中心（AMES）出來的。

這時候美國有一家公司叫Climate Corporation。他們通過衛星去看地表，看哪些地方長得好、哪些地方長得不好，我應該採取什麼樣的策略、應該怎麼做。這個給我蠻大啟發，因為我覺得這件事我也可以做啊，那時候就蠻想加入他們的。

2013年9月，Climate Corporation被孟山都公司花了接近十億美元收購了。我聽到這消息也很吃驚，就決定不加入他們。然後我就在想是不是這樣的東西也能在其他的地方有用？在中國我們是不是能夠做一些事情？

當時我就找了一些小夥伴，包括我原來NASA的同事、孟山都裡面的中國人，也包括國家實驗室裡面做氣象的，我們四個人決定回到中國做一些事情。

這個其實是美國農田一個常見的地貌，裡面有很多圓的東西，跟麥田圈似的。其實它不是人為畫的，它是灌溉用的。

它中間是一個井，把水抽上來以後沿著一個灌溉的臂去給底下洒水，同時也把肥料放在裡面。這個臂在轉，所以它就是一個圓的。這個非常高效，因為基本上你不用在地下鋪設管道，整個也是全程自動化。輪子上都有小的電機自動地來轉，收割的過程也是全程自動化的。

這個地方在中國扎魯特旗，我們現在也有跟美國一樣的大規模集約化的農業。

上面這片地就屬於這位先生，他的蒙古名字叫達布西，是我們服務的一個客戶。他底下那個叫紫花苜蓿。紫花苜蓿是牧草的主要來源，裡面含蛋白質非常高，大家吃的各種牛羊肉，其他的奶製品都很依賴於這些東西。

這些噴灌圈的造價非常高，一個噴灌圈加上設備都是幾百萬上千萬的投入。但是實際上我們看到美國那些圓裡面都特別規整，綠油油的；在中國不是那麼規則，有的是明顯有一些問題。把它稍微放大一點大家能看到它似乎不像美國那麼好看。

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後來達布西才知道原來這些東西不僅僅有硬體還要有軟體相結合，我們要知道哪塊地方種得好哪塊地方種得不好，我去調節它的噴嘴、調節施肥方案，這樣才能得到一個最優化的結果。

很巧合，他遇到了我們，我們就開始給達布西提供整個的一套解決方案，告訴他哪個地方需要種得多，哪個地方要種得少，包括明天下不下雨，要不要灌溉，後天收割等等情況。

但是一開始的時候他自己也蠻懷疑的：你們又沒到地里來，怎麼去做這件事情呢？比如說他非常想知道什麼時候下雨，因為下大雨的時候機器是進不到地裡面去的，下小雨的時候是可以的。這個時候他就非常需要知道是大雨還是小雨，明天或者後天。

我們一開始就是告訴他後天幾點下雨幾點停——因為我們都是習慣於城市的這種預報方式，這樣的話大家都好接受，好安排出行。但他覺得這很不準，因為你告訴我六點下結果晚上九點才下，我說這並不影響你的操作呀，因為你關心的只是下不下雨或者下多大的雨。後來我們跟他不斷地交流，最後才發現他整個的收割是有周期的，他不關心幾點下雨，關心的是什麼時候絕對不能下大雨。後來我們就把方案跟他的一些實際情況相結合，告訴他在未來的十四天裡面哪些天絕對不會下大雨，然後他就去收割。

前一個月他都在罵我們說不準、沒什麼用：你說下雨我這邊不收，人家那邊都收了，我跟傻子似的在這看。我們自己也很焦慮，我理解他的需求，但他總覺得他的想法跟我們不一樣。直到有一天我們說未來的一段時間裡可能有一次特別大的降水，你現在草雖然還沒熟但不如先把它收了。他靠著僅存的一點信任去把草收了，三天之後下冰雹了。周圍所有的這些噴灌圈全都被砸掉了，他那邊雖然早收了相對來說收得少一點，但是挽回了好多的損失。

我自己心裡非常高興：我第一次感覺到做了這麼多年的學問，做了這麼多年的數據，終於能夠讓我們一個個農民、一個個人來獲益。

後來我們就想中國其實不僅有這種跟美國一樣的大規模的農場，我們還有很多像這樣的土地。這個土地在美國可能是一塊，但在中國可能是上百塊上千塊，我們的土地因為聯產承包責任制的原因都分下去了。能不能讓每一塊土地都能用上我們的服務、我們的信息，核心的一個問題就是如何把地塊一個個分出來。

可以說，我們是第一家也是到現在為止唯一一家做這個的。為什麼？因為美國沒有這樣的需求，中國之前可能沒有做，或者技術上沒有那麼完善。我們是第一個通過深度學習把它應用到衛星圖像裡面，把每一塊地都分割出來，把它們一一標定出來。這個時候我們就可以把數據提供給每一塊土地：這塊地上之前種的是什麼，產量如何，你應該去怎麼樣地操作。

到現在為止大家對這套系統還是非常滿意的。你們要是想去農村種地不妨用用，還是蠻好玩的。

其實我們還做了一些其他有趣的事情。比如我們知道很多的時候農產品價格其實是波動非常大的，如何去得到這種波動，如何減少雙方信息不對稱產生的這種巨額波動導致的損失。你看農民每年都是今年種西瓜種得少掙了，然後大家都種西瓜，結果明年大家都種得多賣不出去又賠了。這個在中國損耗是非常嚴重的，我們能不能知道整個中國範圍內有多少種西瓜，多少種大蒜，多少種蔥，避免這些「蒜你狠」「豆你玩」的事情發生？

舉個例子。北京75%的蔬菜都來源於山東壽光一個縣，這個圖片就是我們通過衛星把它拼接下來的。你們可以看到下邊那一片亮的全都是大棚，都改變了地表的形態了。

那麼如何把這些大棚一個個數出來，這樣我就知道有多少相應的蔬菜對應北京的市場，下面的視頻就是我們通過機器學習，自動地把這些大棚一個一個數出來。山東壽光一共有多少呢，231764個大棚，你們要不信可以去數一數。

其實衛星還有很多其他的應用，我講一點例子。

這個可能有些人看到過，是全世界的夜光圖，顯示每個地方夜裡面發出多少光。其實都是人造的光，所以你看世界上最繁榮的地區，包括我們國家的東部，全都是最亮的地方。

那這還可以干一件什麼事？我們白天可以拍建築，晚上可以看燈光。我們知道中國有一些「鬼城」，我怎麼知道那些鬼城在哪？很簡單，我就看它夜裡有沒有光，沒光的肯定是鬼城嘛。

我們知道每年都有霧霾，霧霾長什麼樣你們見過嗎？我們給大家提供一個視角，就是從衛星上看霧霾在哪。白色的是雲，底下那些臟乎乎的灰色的東西是霧霾。上面那個是北京，它覆蓋了整個中國的華北地區。

它還能幹些什麼事情？這個是原來NASA也是我們一個華人科學家做的。通過激光去掃描這些漂浮在空中的沙粒，看沙子從哪邊吹向哪邊。我們當時做的是從撒哈拉向亞馬遜平原的這種流動，未來我們其實也可以做中國的沙塵暴相應的研究。

很多人都看過這種大片，比如像James Bond Call CIA，或者軍情五處給我一個衛星，我要看到地面怎麼樣的情況。遺憾地告訴大家那些都是假的。剛才看到的這個視頻是人類第一次從衛星能拍攝地面的高清視頻。這就是北京機場，一架飛機正在降落，這就是我剛才說的那家公司Skybox Imaging做的。這是2013年的事情。

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