Allen Institute for AI (Ai2) 近日发布了 OlmoEarth v1.3，这是一款先进的卫星嵌入模型。伴随该版本发布的还有覆盖全地球（10米分辨率，64维和128维）的预计算年度嵌入数据，以及一款基于浏览器的新工具，允许用户利用这些嵌入来探索和定制地图。此次更新旨在降低使用门槛，使得无需登录或具备高级技术知识的用户也能立即利用 OlmoEarth v1.3 进行随时间变化的跟踪或寻找相似地点。
此前，使用 OlmoEarth 的主要途径是在 OlmoEarth Studio 中进行微调，这要求为特定任务训练模型并在卫星图像上运行以生成地图，过程涉及 GPU 访问权限以及下载和存储图像的能力。相比之下，嵌入模型将卫星数据压缩为可低成本用于多种任务的现成功能特征。
一次计算，多地复用
嵌入向量代表了模型从数百万张图像中学习到的信息。OlmoEarth v1.3 读取一年的雷达（Sentinel-1）和多光谱（Sentinel-2 和 Landsat）卫星时间序列数据，并为地球上每 10 米像素生成一个 128 维向量；其前 64 个维度也可作为更小的嵌入使用。
为了确保广泛的可访问性，团队已针对整个星球计算了这些嵌入。这意味着作物制图、土地覆盖地图或变化分析转变为轻量级建模问题：只需在嵌入之上训练小型分类器并可在本地运行。
架构流程包括：视觉转换器读取卫星数据，注意力聚合器将其整合为每块土地的单一向量，线性层最终将其降维至 128 个数值。
性能表现与效率提升
在与 AlphaEarth Foundation (AEF) 和 Tessera v2 进行的 27 项评估对比中，涵盖六大洲及多种任务场景，OlmoEarth 的 128 维嵌入在 20 项评估中得分最高，整体排名领先。仅有一半尺寸的 64 维版本也在 27 项评估中的 18 项中占据首位。评估中还引入了 PLANTEUR，这是一个针对热带农业的新作物类型基准，用于测试嵌入对分类器未见过的地区的概括能力。所有相关资源完全开放，包括模型权重、训练前数据和代码。
在实际应用中，基于 OlmoEarth 嵌入训练的小型分类器足以绘制地面情况，例如在肯尼亚对小农作物进行分类，在达卡西部检测炉灶，在印度尼西亚评估火灾损害，以及在秘鲁亚马逊地区追踪金矿开采活动。
与前几代模型相比，OlmoEarth v1.3 是训练成本最低的版本。其计算时间仅为上一版本 (v1.2) 的 53%，第一版本 (v1) 的 18%；碳排放量分别为 v1.2 的 50% 和 v1 的 22%。尽管成本降低，它仍保持了强大的微调能力，在研究和合作伙伴标签上的性能与 v1.2 持平。
数据显示，复现该成果仅需约 2,720 美元的 H100 租用成本用于 OlmoEarth v1.3 Base 的最终一轮运行。其权重、数据和代码均已开源。
案例研究：秘鲁非法采矿监测
上图展示了秘鲁拉潘帕地区 2017 年至 2020 年（左）以及 2020 年至 2025 年（右）期间每个像素嵌入值的变化，洋红色代表最大幅度变化。左图显示采矿活动向东南方向扩散，右下角出现大片区域；右图中该角落趋于平静，变化主要集中在西侧较早的矿区，部分表现为植被再生，部分为新一轮开采。
据亚马逊保护组织（Amazon Conservation）的 MAAP 监测项目数据显示，秘鲁马德雷德迪奥斯大区围绕拉潘帕地区的非法金矿开采活动在 2017 年和 2018 年达到顶峰，导致坦博帕塔国家自然保护区缓冲区内超过 1,200 公顷森林被砍伐。2019 年 2 月，秘鲁开展“水星行动”（Operation Mercurio），关闭了大部分矿区。此后，关于矿区是否保持关闭状态的问题一直存在。
通过比较各年份中每个像素的向量，无需训练模型即可发现显著信号。2017 年至 2020 年的对比数据显示出挖矿活动向东南扩张的迹象；而 2020 年至 2025 年的对比则显示监管打击效果明显。然而，第二张地图揭示了更复杂的情况：西北地区的矿区仍在运作，旧矿区随着土地恢复不断变化。嵌入向量记录了这种短暂的缓解以及随后压力的增加。美联社报道指出，检察官发现挖矿活动已进入坦波塔塔地区。
OlmoEarth 嵌入式探索器
OlmoEarth 嵌入式探索器是一个由嵌入本身构建的交互式分析工具，以假色地图形式呈现地球景观。用户可以移动到任何位置，切换年份查看变化，点击地点查找相似区域，或放置标记点现场训练小型分类器并将结果导出为 GeoTIFF 格式。该工具无需账户注册或额外设置。
对于许多团队而言，测试想法通常意味着微调，而在探索器中初步验证仅需几秒钟，且无需 GPU 即可分析整个区域。当任务确实需要微调时，嵌入可以帮助判断是否值得投入计算资源。
探索器背后的存档以 10 米分辨率存储嵌入数据，每年约 150 TB，覆盖陆地及邻近沿海水域。发布时，2025、2024 和 2023 年的数据为全球范围，2017 至 2022 年的数据仅覆盖部分国家，后续将扩大覆盖范围。用户可获取完整的 128 维版本或更轻量的 64 维版本。每个嵌入数据均附带来源记录，公开的溯源表列出了模型读取的 Sentinel-1、Sentinel-2 和 Landsat 场景，并提供指向公共目录的链接，以便追溯任意像素背后的原始影像。
可用性与许可
此版本包含 OlmoEarth v1.3 Base 模型、预计算的全球嵌入、OlmoEarth 嵌入探索器和技术报告。若工作需要特定时间窗口，OlmoEarth Studio 可在用户选择的日期、模式和分辨率下运行相同模型。这些工具协同工作：用户在嵌入式探索器中探索，在工作室中微调，最后获取地图。所有内容均在 OlmoEarth 文物许可证下发布，与 v1 和 v1.2 保持一致的开放许可。
