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指导救灾、服务生产,看北师大教授如何做农业保险的“救星”

木马童年 2021-12-15 17:15 49 0

编者按:人人都在谈论“硬科技”,但很少有人能解答:硬科技将如何改变人类的未来?投资标准是什么?值得投资的硬科技公司又在哪里?为此,我们推出一个新栏目——“1000家硬科技公司”,与1000位创业者对话,寻找下 ...

编者按:

人人都在谈论“硬科技”,但很少有人能解答:硬科技将如何改变人类的未来?投资标准是什么?值得投资的硬科技公司又在哪里?

为此,我们推出一个新栏目——“1000家硬科技公司”,与1000位创业者对话,寻找下一代产业升级的引擎。本文系该栏目第1篇,关注遥感大数据公司尚德智汇。

2021年7月17日起,河南多地持续性降水,洪灾波及150个县(市、区),1481.4万河南灾民的状况牵动人们神经[1],各地卫星、遥感中心启动应急工作,监测灾情,指导救援。

指导救灾、服务生产,看北师大教授如何做农业保险的“救星”

高分三号卫星于6月9日、7月20日获取的郑州地区影像对比

其中,全省1.2亿亩耕地的损毁状况备受关注。河南是“中原粮仓”,粮食产量占全国的一成,灾情评估事关农民收入和国家粮食安全。

遥感大数据公司茗禾科技预测称,截至7月26日,河南全省农作物受灾面积1458.15万亩[2],与农村农业部披露的1450万亩出入不大[3],并提出焦作、郑州、新乡、鹤壁等地内涝严重,需重点关注。

用遥感指导救灾、生产已不新鲜。2007年淮河洪灾期间,河南便首次采用遥感技术评估灾情,依据不同农作物受灾状况针对性补救,实现“灾后丰收”[4]。

14年过去,卫星遥感技术又有了哪些进展,它还有哪些用处?

杨景诒 | 作者

李拓 | 编辑

放大灯团队 | 策划

丰收绝收,逃不出遥感法眼

遥感技术最早能追溯到19世纪中叶,法国摄影师纳达尔在热气球上拍摄了巴黎市的鸟瞰照片,是空中摄影遥感的起源。

现在人们口中的遥感,大多指卫星遥感,也就是在卫星上安装电磁波探测器,探测来自地球地表的可见光、红外线和微波,反映地表状态。

20世纪60年代,美国发射TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星,人类得以通过航天器对地球开始长期观测,而中国遥感技术起步较晚,直到1970年才首次成功发射试验卫星。

北京师范大学遥感专业博士、尚德智汇科技有限公司CEO郑学昌告诉放大灯团队(ID:guokr233),早期的遥感技术是定性遥感,一般用于国土资源普查、绘制地图等工作,基本上只面向政府部门。

什么是定性遥感呢?简单来说就是看图识物,通过卫星图像识别地块的地貌、水文、植被等特征,只能进行定性划分。

随着技术迭代,美国在1999年底发射了第一台搭载光谱仪的Terra卫星,率先开启了定量遥感的时代。

郑学昌表示,定量遥感的最大特点,就是能通过光谱特征,确定地球表面物体的状态和参数。他以农作物举例,在定性遥感阶段,人们只能通过经验判断农作物的种植面积和生长阶段,但是利用定量遥感,人们还能知道这里的作物是玉米还是小麦,还能依据光谱中蓝光、绿光、红光等波段的反射率,判断农作物长势,“比如发生病虫害时,它们的红光和蓝光波段就会发生偏移。”

2008年,中国东海赤潮爆发,造成严重灾害。国内才开始关注定量遥感,用与监测水体的浮游生物、有机物、毒素等等。

近10年,新发射的高光谱卫星的分辨率越来越高,数据越来越精细,定量遥感开始在民用领域发挥作用,陆续出现了佳格大数据、信德智图、尚德智汇等遥感大数据公司。

成立于2013年的佳格大数据主要客户是种植业公司,将遥感技术和大数据技术集成在SaaS平台上,根据农作物特性、当地气候和土地的地形、肥力,提供精细化种植的建议[5]。

指导救灾、服务生产,看北师大教授如何做农业保险的“救星”

佳格大数据的农田地块遥感图片的分析示例

而信德智图、尚德智汇更多的面向与政府和金融、保险客户。

“现在的农民种地动辄几十上百亩,他们要买种子、化肥、农药、机械,得找银行贷款。”郑学昌告诉放大灯团队,“但是农民没有工资流水,银行必须通过其他途径评估他们的还款能力,定量遥感是一个办法。”

尚德智汇利用遥感大数据和人工智能算法,分析土地的位置、面积、农作物种类,结合当地农作物的历史长势,评估农民未来的收入,作为银行的放贷依据。放贷后,遥感大数据公司也能监测农作物长势,帮银行做风险管理。

保险公司对于遥感技术的需求更加迫切。2012年,北京师范大学遥感学院院长、尚德智汇科学顾问潘耀忠教授,承接了中国人保集团一项名为“精确承保,快速理赔”的课题。

“当时农业保险刚刚兴起,农民在受灾理赔时,经常向保险公司虚报损失。”彼时的郑学昌考入北师大没多久,正师从潘耀忠参与这项课题,“理赔时,农民说自家10亩地受灾,颗粒无收。但实际上可能只有2亩地绝产、5亩地中度受灾,还有3亩地未受影响。”

保险公司不能一直做冤大头,决定用遥感手段监测受灾情况,按照受灾程度理赔。

2018年,中央农村工作领导小组办公室发布了《国家乡村振兴战略规划(2018-2022年)》,保险公司纷纷推出农业保险。

到2020年,中国农业保险保费收入达815亿元,成为世界上农业保险保费规模最大国家[6]。

得益于保险业务的扩张,尚德智汇在2019年,年营收从上一年的两三百万元人民币,增长至六七百万元。即便是受疫情影响的2020年,公司营收也维持在2019年的水平。

但目前,各家遥感大数据公司的业务主要集中于以农业为中心的统计、环保、金融等应用上,至于其他领域,仍有不小的技术门槛。

没13年调研,谈不得落地

中国、美国、欧盟、印度等国家均发射有遥感卫星。尚德智汇CMO高翔透露,国内外分辨率在10米以上的遥感数据均免费开放,付费数据价格也正逐年降低。

但数据处理是定量遥感的门槛,不是所有人都看得懂原始的卫星遥感数据。

“定量遥感想做得准,得对地球表面的物体足够了解。”郑学昌表示,农作物在不同的生长状态、生长周期下,遇到洪涝灾害和病虫害时的光谱特征都不一样,这些数据目前只能依靠人工采集。

早在2003年,潘耀忠就组建了一支近200人的团队,到全国各地调研13年,收集全国的耕地、物候数据和农作物的光谱数据,直到2016年才达到落地的标准。

指导救灾、服务生产,看北师大教授如何做农业保险的“救星”

指导救灾、服务生产,看北师大教授如何做农业保险的“救星”

尚德智汇全国农情遥感监测系统

信德智图CEO戴维序也表示,公司聘请了国内权威的林业、农业专家,有多年农林数据积累[7]。

有了解读光谱数据的能力后,郑学昌又发现,卫星数据却掉了链子。

以哨兵卫星数据为例每5天重访一次,但是考虑到云雨遮挡,有时候十天半个月才能得到一次可用的卫星数据。

放大灯团队参加北航投资组织的闭门路演时了解到,尚德智汇有一套模型,能够结合历史卫星数据、当天天文情况和低分辨率卫星影像,用算法方式生成某一天的卫星数据。

北航投资是一家硬科技早期投资机构,经常举行活动为创业者和投资人创造交流机会,这次会议中,尚德智汇的算法就受到了一些投资人的关注。不过,高翔也提到目前算法生成的数据准确率可达80%,未来仍有优化的空间。

人工智能依然是遥感行业的重要工具。

高翔表示,公司的优势是农业种植、生态环保等领域,但是目前在海洋、水产等领域上缺乏积累。未来,人工智能可能会解决这个问题。

2021年7月举办的全球地理信息开发者大会上,中国科学院院士,武汉大学遥感信息工程学院院长龚健雅指出,应用人工智能技术实现遥感影像的自动解译意义重大。

“早在2013年,国内外学者就开始用深度学习的方法进行智能遥感解译的研究,并取得了诸多成果。”龚健雅认为,遥感行业一方面需要继续扩大样本数据库,增加多样性和区域性的样本,训练人工智能,另一方面还要设计遥感专用的深度学习算法,才能研发出通用型的遥感解译系统,应用于各个行业[8]。

可人工智能解决不了全部问题,时效问题正摆在遥感大数据公司面前。

谁能解决遥感的“马后炮”?

遥感技术目前主要服务于政府、金融,这类对时效性要求相对不高的客户,但却还很难服务生产、应急等领域的需求。“现有的卫星设备重访周期过长,很难满足这些企业的需求。”高翔将个问题称作“马后炮”。

在监测农作物病虫害时,同样存在这个问题。

为了预防病虫害,种植公司会委派一批专员,每天下地查看作物长势和虫害状况,及早解决病虫问题。遥感虽然能节省人工成本,但因其具有滞后性,发现病虫害时往往已经造成损失,影响部分收成。

用遥感还是用人工,成了一个成本权衡问题。“国内农业生产经营日趋规模化,遥感手段会更具有竞争力。” 郑学昌表示,尚德智汇也在投入研发,希望用算法解决这个问题。

另一方面,遥感行业也要仰仗航天技术。国内“高分”系列卫星分辨率已达亚米级,一些民营航天公司已将卫星的重访周期缩短至1天[9]……这些技术的进步对遥感大数据公司未尝不是好事一桩。

至于遥感大数据何时才能应用于农业生产?或许用不了多久。

关于尚德智汇

尚德智汇主要人员来自北京师范大学遥感学院,为承接庞大社会需求,于2018年由北京师范大学遥感专业博士郑学昌牵头成立公司、遥感学院院长潘耀忠担任科学顾问。

依托北京师范大学在遥感、生态、水利、环境、灾害等领域积累的数据和经验,尚德智汇开发出一套基于定量遥感的大数据应用服务平台。其产品已在金融、农业、统计及生态环保等领域落地应用,服务上述领域头部用户。

目前,尚德智汇正在寻求天使轮融资,目标融资金额2000万元人民币,若您对该公司感兴趣,欢迎后台留言或通过邮箱联系放大灯团队。

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创业者 大数据 遥感技术 探测器 图像识别
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