指导救灾、服务生产，看北师大教授如何做农业保险的“救星”

    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。
    
    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］。
    
    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。
    
    
    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。