开放地球引擎（OGE）：打造国产化时空信息新基建

算力-算法-数据深度耦合，开启数字孪生地球新篇章

一、应运而生：为什么要打造国产化数字地球平台？

近年来，地球时空大数据呈现爆炸式增长，Landsat、Sentinel、MODIS等系列卫星每天产生的数据量以PB级计。然而，海量、多源、异构的时空大数据在集成、管理和应用方面始终面临巨大挑战。更关键的是，长期以来，数字地球平台的核心技术和基础软件主要依赖国外，如何推出国产化的数字地球平台，提升从感知、认知到决策的全链技术自主能力，成为摆在科研工作者面前的一道必答题[reference:0]。

正是在这一背景下，2024年1月11日，由武汉大学龚健雅院士领衔的研究团队，在山东海阳东方航天港正式发布了开放地球引擎（Open Geospatial Engine，简称OGE），标志着我国新一代时空信息基础软件的诞生。中国工程院党组书记、院长李晓红，两院院士李德仁等众多专家共同见证了这一历史时刻。
由武汉大学龚健雅院士领衔，联合湖北珞珈实验室、武汉珞遥信息技术有限公司及东方航天港研究院共同打造，是集数据、模型、算力于一体的国产遥感云计算平台与数字地球引擎。通过动态汇聚多元时空数据、整合海量时空算子，构建新一代时空信息基础设施，为自然资源、生态环保、应急保障、低空经济、城市规划等多领域提供专业解决方案，同时为高校科研教学搭建自主平台，助力科学研究与人才培养。

二、平台定位：数据就绪、分析就绪、决策就绪的数字孪生地球服务

OGE瞄准“数字中国”国家战略需求，以全球动态时空信息的就绪型数字孪生地球服务为目标，构建了数据就绪、分析就绪、决策就绪的新型地理信息服务框架。作为时空信息的新型基础设施，该平台形成的“算力-算法-数据”弹性耦合和开放共享能力，将在“一带一路”、全球测绘、数字孪生地球建设中充分发挥空间信息技术的独特优势。

OGE的核心使命是应对海量、多源、异构的时空大数据挑战，通过对多模态时空数据进行统一的组织与联合分析，为智慧城市、环境监测、应急响应等重大应用提供核心支撑，推动地球科学研究的范式变革。
武汉一号（珞珈三号 02星）由武汉大学宇航科学与技术研究院高精度智能遥感卫星团队自主研制，旨在用高性价比小卫星验证无地面控制的高精度几何定位和星上智能处理技术。卫星涵盖0.5 米分辨率全色成像、10米分辨率高光谱成像、立体测绘、夜光成像等多种任务模式，能够提供多种高精度遥感影像数据产品。

三、技术架构：GeoCube + 分布式计算 + 开放API的三位一体

在技术架构上，OGE由数据管理、计算引擎和服务接口三大核心模块构成[reference:6]。

数据管理模块：GeoCube多维对齐模型

数据管理模块采用创新的“GeoCube”多维对齐数据模型，通过多维对齐瓦片高效集成与管理多源异构时空数据[reference:7]。该模型能够动态汇聚与管理全球范围内的地球观测数据、数字高程模型、定量遥感产品、遥感AI样本、虚拟星座数据等多元异构时空数据。

计算引擎模块：高性能分布式时空计算

计算引擎模块通过扩展Spark RDD将GeoCube模型无缝映射到云环境，使GeoCube模型具备高性能分布式计算能力。在此基础上，平台还实现了大规模矢-栅-场融合的分布式时空计算、多源时空立方联合分析、全球遥感影像在线智能解析等关键技术。

服务接口模块：开放API与交互式开发环境

服务接口模块遵循OGC标准规范，通过交互式开发环境中的可扩展API整合和共享数据、算子及时空分析模型，简化数据查询和复杂分析应用的构建[reference:11]。配合一系列高性能优化技术，OGE实现了算力、数据与算法的深度耦合与开放共享。

四、核心能力：数据、模型、开发三位一体

1. 多源时空数据

OGE的数据中心不仅汇集了Landsat、MODIS、Sentinel系列等国际公开数据，还整合了“武汉一号”、“人民健康号”等自营数据，后续还将接入各类商业卫星数据产品。平台支持在线浏览、条件检索，并提供配套的元数据信息展示和云端开发能力。

在开放数据层面，OGE目前共包含29个数据集，涵盖Landsat 8、DEM、DSM、车载轨迹、资源三号卫星等地理空间数据，以及陕西省建筑物提取、武汉一号目标监测等AI训练数据集。

300T数据70+数据产品700+时空算子
22.63TFLOPS 高性能算力15PB总储存能力
具有“存得下、算得快” 的硬件实力和 “直接用、够专业”的模型和数据成果沉淀，是实现大规模数据处理、高效专业分析的优质平台。在国土、环保、农业、应急、高校教学等遥感测绘地理信息相关行业中发挥着巨大作用。

2. 700+专业时空模型

基于武汉大学遥感学科的优势资源和各类研究成果，OGE打造了超过700个专业时空模型，覆盖栅格数据处理、矢量数据分析、定量遥感、空间分析、时空挖掘等多种行业领域。这些模型涵盖700余个时空算子，覆盖数据处理、分析全流程，为行业内外用户提供专业、快捷、便利的遥感计算工具。

3. 双模式开发平台

OGE提供脚本式编程和图形化任务编排两种开发模式，支持在云端对全球级别的遥感数据产品进行开发调试。平台基于高速实时预览、高性能批处理、视域处理控制等能力，轻松实现海量数据和多任务高并发的管控。

五、应用案例：从农业到能源的多元场景

山东省西洋参适宜种植区域选址：利用DEM数据和其他相关环境数据，采用水文分析、地形分析和叠置分析确定西洋参适宜生长的区域。

松线虫疫木区域识别：基于高分辨率遥感影像，通过松线虫疫木检测模型实现染病疫木的自动化提取[reference:21]。

建设用地、操场和大棚识别：基于“武汉一号”数据，通过深度学习与时空谱融合技术构建专业大模型，实现局部特定地物的快速识别。

光伏面板施工进度监测：通过定期采集的遥感影像数据和实时分析模型，实现施工进度“可视化、精准化、动态化”管理。

能源行业解决方案：OGE深入能源领域，打造时空智能计算服务平台，整合能源行业的时空数据，接入各类智能算法，对各类要素进行分析计算，保障生产安全，降低生产成本。

六、生态共建：开放时空智能社区

OGE倡导开放协作的生态系统，通过开放时空智能社区汇聚各方力量，推动遥感教育云计算平台、虚拟卫星星座、AI+遥感智能体、CUBE高光谱大模型等方向的发展。

2024年4月，武汉大学还举办了“数智+空天信息”开放地球引擎（OGE）应用创新开发赛，面向全校学生征集基于OGE平台的大规模遥感数据分析应用，在农业、林业、气象、海洋、交通、城市治理等领域自主选题。应用组和开发组两个赛道分别设置了最高3万元和4万元的奖励，旨在激发青年创新活力，丰富OGE平台的应用场景。

无锡梁溪科技城也联合龚健雅院士团队，以OGE平台为核心，打造“全面感知、同生共长、数实融合、瞬时响应”的“云上之城”。

七、总结与展望

开放地球引擎的发布，标志着我国在数字地球领域迈出了关键一步。它不仅是技术层面的突破——将GeoCube时空立方体模型、分布式计算和开放API有机结合，更是战略层面的布局——为“数字中国”建设提供了自主可控的时空信息基础设施。

龚健雅院士在发布会上宣布，OGE将免费提供国内专业用户开放应用。这一举措无疑将大大降低遥感大数据应用的门槛，推动时空智能技术在各行各业的落地普及。

从全球视野来看，OGE的愿景是构建一个就绪型的数字孪生地球服务平台，服务“一带一路”、全球测绘等重大战略。随着更多数据、模型和开发者的加入，OGE有望成为继Google Earth Engine之后，又一个具有全球影响力的时空计算平台——而这一次，是中国造。