微軟與地球那些事：在高原山脈追尋雪豹，虎鯨家族“游”出太平洋

在高原山脈追尋雪豹

虎鯨家族“游”出太平洋

青藏高原地帶，山脈綿延。海拔3000-5000米雪線之處，有這樣一種神秘的“大貓”。它皮毛蓬松，全身灰白，點(diǎn)綴著黑色的玫瑰斑點(diǎn)，遠(yuǎn)看與崎嶇山石渾然一體。它在峭壁之間跳躍奔跑，也在山巒與草原之間留下神秘的足跡。

號稱“高山之王”的雪豹，神秘莫測、蹤跡難尋。由于棲息地喪失和破碎化、獵物減少、氣候變化等多重因素，雪豹被世界自然保護(hù)聯(lián)盟評為“易?！钡燃?，也是中國國家一級保護(hù)動物。觀察和記錄野生動物的紅外相機(jī)，為保護(hù)雪豹提供了重要的基礎(chǔ)信息，例如，雪豹的種群動態(tài)、棲息地變化、活動規(guī)律、種間關(guān)系等，逐漸揭開雪豹的“神秘面紗”。

然而，紅外照片和視頻，這種海量式、空拍多、靠人工的特點(diǎn)，不但耗費(fèi)時間和精力，準(zhǔn)確率也很有局限性。隨著智能技術(shù)的進(jìn)步，紅外相機(jī)也變得獨(dú)具“慧眼”，幫助更快進(jìn)行數(shù)據(jù)初篩，捕捉萬物生靈，守望千里山河。這背后，是無數(shù)科技企業(yè)的技術(shù)結(jié)晶，長期關(guān)注生物多樣性的微軟，自然也是其中之一。

從高原到深海

領(lǐng)略生物多樣之美

成立于2007年的山水自然保護(hù)中心，致力于解決人與自然和諧共生的問題，關(guān)注雪豹、大熊貓、金絲猴等珍稀保護(hù)動物及其周邊的生存環(huán)境。在收集野生動物信息、了解野生生態(tài)系統(tǒng)的過程中，紅外相機(jī)發(fā)揮了很重要的作用，然而海量的數(shù)據(jù)整理也為山水的工作人員共享、管理、標(biāo)記以及分析和使用數(shù)據(jù)帶來了巨大挑戰(zhàn)。

基于Power BI構(gòu)建的公民科學(xué)數(shù)據(jù)可視化平臺

山水?dāng)y手微軟打造了一套以紅外相機(jī)收集雪豹、大熊貓、金絲猴等珍稀動物活動信息，通過剔除空拍、參考識別結(jié)果等，數(shù)據(jù)初篩的處理效率大幅度提高。借助微軟智能云Camera Trap API開發(fā)的紅外相機(jī)智能管理系統(tǒng)，圖像識別準(zhǔn)確率達(dá)到90%，數(shù)據(jù)處理效率提升了50%；基于Power BI構(gòu)建的公民科學(xué)數(shù)據(jù)可視化平臺，能面向公眾動態(tài)展現(xiàn)26個物種的地理、時間分布和變化情況。該合作項目也是微軟“地球人工智能計劃”（AI for Earth）首個在華落地項目。

如果說，紅外相機(jī)是和萬千生靈互不打擾的相逢，那么元宇宙技術(shù)的加入，則是與海洋世界的一場赴約。棲息在美國華盛頓州，和加拿大的英屬哥倫比亞省海域之間的薩利什海的虎鯨Kiki及其家族，有自己特殊的“語言”、文化、主食和適合生活的領(lǐng)域，它們也是群居動物，習(xí)慣與家人們一起出行。但因?yàn)楹Ｑ笤胍粑廴尽⑦^度捕魚、觀光、海洋垃圾，生活受到了嚴(yán)重的威脅。

一直以來致力于“守護(hù)物種多樣性”的微軟，與合作伙伴共同為Kiki家族制作了“數(shù)字替身”。通過混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造出沉浸世界，人們能了解到虎鯨這種高等海洋生物的生活習(xí)性、相互交流與驚人智慧，喚起大眾對于保護(hù)瀕危動物的共鳴，并切身感受到虎鯨所處的困境。

利用HoloLens感受和了解太平洋居留型虎鯨的生存環(huán)境

24PB數(shù)據(jù)

描繪地球模樣

枝繁茂葉的森林，孕育超過80%的陸地生物；一望無際的草原，蘊(yùn)藏上萬種植物寶藏；海納百川，更是超過210萬種海洋生物的家園。毋庸置疑，地球生態(tài)環(huán)境對于生物的繁衍與多樣至關(guān)重要。微軟深以為然，作為全球領(lǐng)先的科技企業(yè)，將微軟智能云Azure和智能技術(shù)融入生態(tài)環(huán)境保護(hù)當(dāng)中，于2021年4月推出世界第一臺行星計算機(jī)。

這是一個人們能夠隨時隨地訪問和更新的龐大的數(shù)據(jù)寶庫，通過結(jié)合PB級的數(shù)據(jù)和空間分析工具，幫助世界各地的科學(xué)家監(jiān)測、建模和管理地球的自然資源，共同解決環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)：

·數(shù)據(jù)目錄：超過24PB的地球系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括30多個關(guān)鍵的環(huán)境和地球觀測數(shù)據(jù)集，托管在Azure上并免費(fèi)提供給用戶。

·APIs：讓用戶能夠跨越空間和時間搜索他們需要的數(shù)據(jù)。用戶不需要在數(shù)以百萬計的文件中進(jìn)行篩選，而是對內(nèi)容進(jìn)行索引，這樣任何用戶都可以直接詢問某一類型的數(shù)據(jù)。比如，“給我2020年夏天堪薩斯州非多云天的所有衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并給我這些時間在特定地圖上的平均數(shù)值投影”。這極大地降低了處理PB級數(shù)據(jù)的復(fù)雜度。

·樞紐：一個管理的計算環(huán)境，使科學(xué)家能夠處理大量的地理空間數(shù)據(jù)集。到目前為止，微軟已經(jīng)無縫部署了超過20,000個集群節(jié)點(diǎn)工作者，以支持用戶工作負(fù)載。

·應(yīng)用：由微軟合作伙伴網(wǎng)絡(luò)建立的行星計算機(jī)平臺，為環(huán)境可持續(xù)發(fā)展服務(wù)，范圍包括保護(hù)規(guī)劃和森林風(fēng)險管理以及土地覆蓋分類。

微軟行星計算機(jī)

以森林風(fēng)險管理為例。由于氣候變化與森林砍伐，“地球之肺”亞馬遜熱帶雨林正在面臨嚴(yán)峻危機(jī)。微軟與合作伙伴共同建立了PrevisIA，這是一個為非政府組織Imazon提供的解決方案，通過智能技術(shù)預(yù)測亞馬遜雨林中森林砍伐和野火風(fēng)險較高地區(qū)的信息。這個開放的平臺分析了各種數(shù)據(jù)，如地形、土地覆蓋、城市基礎(chǔ)設(shè)施、道路信息、以及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以完善毀林風(fēng)險模型，并確定亞馬遜雨林中受到毀林威脅的不同類型的領(lǐng)土，包括原住民土地和保護(hù)單位。所有的信息都在一個控制板上公開披露，幫助公共機(jī)構(gòu)、私營公司和民間社會計劃和開展預(yù)防行動，打擊和控制森林砍伐。

天然草場生態(tài)環(huán)境，極易受到干旱少雨、開墾采石等因素影響而退化。作為中國環(huán)境管理和恢復(fù)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，微軟合作伙伴、功夫國際孵化器校友企業(yè)蒙草善于通過因地制宜的科學(xué)規(guī)劃，幫助各地保護(hù)和恢復(fù)森林、草原植被。借助微軟智能云Azure的物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析服務(wù)及Power BI，蒙草為內(nèi)蒙古開發(fā)的減貧環(huán)保解決方案成功恢復(fù)了530公頃的干旱牧場，可支持300多戶牧民的生產(chǎn)生活，每年每戶還可增收數(shù)千元。

從青藏高原上奔跑的雪豹，到太平洋海的虎鯨家族；從亞馬遜熱帶雨林到內(nèi)蒙的廣闊草原，技術(shù)創(chuàng)新大有可為。微軟始終致力于保護(hù)生物多樣性，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處。2017年，微軟宣布在全球范圍發(fā)起“地球人工智能計劃”（AI for Earth），承諾投入5000萬美元的技術(shù)與資源，用以聚焦氣候變化、農(nóng)業(yè)發(fā)展、生物多樣性和水資源四大領(lǐng)域，為相關(guān)領(lǐng)域組織提供基于云計算及智能技術(shù)和服務(wù)。與此同時，微軟承諾將在2025年前永久保護(hù)比使用的更多的土地，并開展研究讓微軟數(shù)據(jù)中心融入并回饋?zhàn)匀画h(huán)境，為生物多樣、生態(tài)和諧構(gòu)建美麗家園。