2021遥感产业研究:应用市场前景广阔,产业发展速度加快
摘要:

2021年以来,随着天问一号着陆火星,并传回着陆和巡视探测系列实拍影像;神舟十二号完成飞行任务,三名航天员安全返回地球,航天再次成为关注的焦点话题。伴随着航天的热潮,商业航天上下游领域也引起了广泛的关注,尤其是以通讯、导航、遥感为主的卫星应用与商业化前景,成为市场关注的核心话题。


针对2021年遥感产业的现状与变化趋势,36氪联合「珈和科技」发布了《2021遥感产业研究报告》,以商业遥感为核心,探讨上游卫星的发展,遥感市场的增长,遥感应用的推广和遥感需求的变化。


1、市场


01、遥感数据获取渠道增加,促进空天地一体化应用

充足的遥感影像数据是遥感应用的基础。因此,遥感卫星、无人机等航天航空器,是上游获取数据的主要渠道,也是下游应用生态能够繁荣发展的保证。

根据美国忧思科学家联盟(The Union of Concerned Scientists,UCS)发布数据,截至2021年1月1日,全球在轨遥感卫星909颗,占在轨活跃卫星26.96%的份额。中国共有在轨活跃卫星375颗,其中遥感卫星181颗,约占所有卫星的一半。2018年,中国对地观测卫星进入发射集中期,发射数量达到32颗。2019年,中国遥感卫星发射数量为30颗。2020年,中国遥感卫星发射数量为34颗。随着遥感卫星发射数量不断增长,全球遥感卫星在轨运行数量占在轨卫星总数量的比例日益提高,由2015年的17%增长至2019年的27%,这也侧面说明了遥感在卫星应用产业中的重视程度在不断提升。

从数量上来看,我国对于遥感卫星的关注程度和产业成熟度要高于许多国家,但依然与2020年发射了70颗遥感卫星的美国有一定差距。根据前瞻产业研究院整理的数据,截止2021年6月,我国共计划发射卫星25次,遥感卫星占据一半以上,高达17次,这充分说明了遥感在中国已经引起航天产业的广泛重视。
除了卫星外,无人机等航空设备也在迅速发展。2020年底,DJI大疆发布了激光可见光融合负载-禅思L1以及全画幅传感器相机负载-禅思P1,完成了航测领域的布局。地面的RTK,测量车等设备也在快速发展。空、天、地各类观测监测设备的结合,让遥感应用行业能够有更加丰富和多元的数据。不同类型数据也能发挥长处,弥补彼此的缺点。例如地面测量设备的精度最高,但监测范围较小,所产出的高精度数据可以给航空航天设备作为验证数据。而卫星虽然监测范围大,但分辨率较低,在高精度应用场景需要地面设备的辅助。同时,从地面到太空,单位面积的成本也在逐渐降低。多种数据的搭配也有利于打造最具有性价比的应用。

以农业为例,水稻等粮食作物,单位面积的收益较低,因此更适合低成本的卫星解决方案,通过少量的地方设备进行辅助验证。而如果是火龙果等高价值的经济作物,则更适合用地面设备和无人机设备进行种植的监测。而在监测区域,如果是在沙漠等云雾较少的区域,光学卫星的监测手段就完全足够了。而如果是在云雾较多的区域,例如我国南方,则需要有雷达监测手段的辅助。


02、市场规模飞速增长,行业应用毛利更高

根据北极星数据在2021年3月10日发布的《全球太空经济研究报告》显示,到2029年,太空和卫星基础设施、应用和卫星连接性收入将超过1万亿美元,复合年增长率为4.5%。根据Grand View Research进行的一项研究,到2027年,全球遥感技术市场规模预计将达到296.1亿美元,从2020年到2027年的复合年增长率为11.6%。根据Research and Markets发布的《全球卫星遥感市场轨迹与分析》预测,全球卫星遥感服务市场到2024年将达到70亿美元,亚太地区是增长最快的市场,2021-2024年预测期内的复合年增长率为20.4%。根据麦肯锡的估算,在位置服务方面,包括遥感在内的大数据已经为服务商带来超过1000亿美元的收入,为用户带来超过7000亿美元的价值。

而在中国,根据前瞻产业研究院数据,2012-2019年,中国遥感卫星行业市场规模由40.83亿元上升至75.50亿元人民币,复合增长率为9.1%,高于全球平均增速。预计,中国遥感卫星行业市场规模将继续保持快速增长的态势。中国的遥感卫星行业发展速度和商业化程度息息相关,从早期的“高分”、“资源”等以政府单位为主导的系列卫星,发展到现在商业投资的在轨卫星已超过60%。

在遥感应用的上下游产业链中,相比于上游的数据获取环节,下游的数据处理及应用环节的毛利率更高,范围更加广泛,更贴近行业的需求。一副遥感影像在原始状态下,数据量虽然庞大,但受限于知识门槛,需要有专业人士或自然化处理流程将其提取和转化为有效信息,为行业客户创作价值。因此,下游应用服务商的潜在发展势头要高于上游的影像提供商。


03、利好因素不断,应用市场有望迎来爆发

国家级项目和新基建产业发展方向的驱动,是遥感应用行业当前最大的利好因素。在国家数字化升级的大背景环境下,许多行业都迎来了新的要求和标准,传统的人为登记、人力监管、人力服务的形式都将被逐渐取代。尤其是我国国土面积较大,森林、海洋、沙漠、耕地等地物类型众多且比例较高,对自然资源、农业生产、环境的保护和重视,更是产生了广阔的应用服务市场。

遥感应用作为载体,将所有的资产和经营通过卫星影像等形式数字化,为新基建打造时空大数据的底座,成为数字化升级的刚需。在政策的推动和催化下,数字经济发展,数字政府建设、各个产业的数字化变革业务,有望迎来爆发式增长。


04、产业持续转型,关系未来发展

目前,整个行业正处于转型期。在过往的数十年中,遥感技术和应用在很大程度上继承了航空航天产业复杂的定制技术,到分布式、序列化、数量激增的技术堆栈。这样的技术积累给遥感产业带来了深厚的技术积累,却和实际的生产应用产生了一定的脱节。近年,以软件为中心的大规模生产和网络正在整个航天经济的各个领域中扩散。从基于需求的大规模卫星制造,到航天与卫星应用领域不断增长的XaaS业务模式,全行业正处于一个根本性的转型期。

而面向商业化的转型,也是一种多重因素的结合。在应用端,山河湖海农林等自然区域有大量的监测需求产生,人力物力的监测成本却快速上涨,无法满足最新的监测需求。而在国际范围,美国的商业航天市场发展异常迅速,大量占据了太空近地轨道,无论是在国土安全,还是在太空经济方面,都对中国未来的发展产生了一定的威胁。由于中国的国土面积广泛,陆地和海域的接壤国家众多,也提升了我国对于沙漠、海洋、森林的监测的重要性。


05、资本投入额度增长

在遥感行业的早期发展中,来自政府的项目是主要的收入来源,因此从政府的预算额度的变化可以看出行业的大致走势。根据致知商业航天的统计数据,2007-2017年间,NASA的预算增长了36亿美元,ESA的预算增长了30亿美元。整体增长幅度虽然不大,但对于遥感产业的投入力度却逐渐增强。例如,ESA的22个成员国于2019年批准未来5年的“哥白尼对地观测计划”预算案,预算金额为144亿欧元,系ESA史上最高预算。

在中国,关注遥感领域的资本进入了非常活跃的状态。根据未来宇航研究院统计的数据,2018年卫星遥感应用获得的投资金额达到11.52亿元,居各行业之首,超过火箭制造、卫星通信等其他领域。


2、应用


01、场景逐渐丰富

遥感技术最适合应用在哪些场景?答案是空间监测范围大,监测时间需求长的对象。例如地球表面占比超过70%的海洋,海洋陆地占比24%的草原,31.7%的森林、21%的沙漠,都是遥感技术的使用场景。人类主要活动的城市区域,实际不到地球表面的10%。对于地球上超过90%的自然地物,像城市区域一样通过摄像头等地面传感器进行监测,是一种高成本且低效率的行为。因此,通过太空的摄像头——遥感卫星,对海洋、森林、沙漠、湖泊进行监测,在环境保护、资源勘探、灾害预测等领域进行应用,是最高效且经济的做法。

过往,受限于科技和经济发展的因素,人类对城市区域外的开发程度一直非常有限。然而,随着城市区域的饱和开发,边际成本的提高,以及衣食住行等各方面科技的进步,人类对于海洋、森林、沙漠的探索将持续增长。因此,遥感的监测手段在可预知的未来都将发挥重要的作用。

在过去,非城市区域的经济开发效益较低,因此一直是以政府项目为主导,包括自然资源、农业、环境、应急等领域的相关部门。截止目前,政府项目一直占遥感应用领域超过一半的市场份额,例如为环境部门提供河流湖泊的广域监测数据,为国土部门进行调查,为农业部门分析计算作物的长势,为应急部门提供地质灾害风险预测。国土资源部门一直是传统遥感测绘公司的主要客户,农业与环境部门的业务这几年在快速增长。以「珈和科技」、「佳格天地」为主的遥感监测服务企业,在农情咨询、农业种植、农业保险、生态环境监测等方面发展非常迅速。


02、数据应用难点

虽然当前遥感应用的场景正在逐渐丰富,但相应的难点也非常突出。所有的难点总结成一句话就是,如何高效率、低成本、稳定化获取并使用数据?

  • 数据源不稳定:遥感卫星作为一种在太空中获取数据并传至地面的方式,受限于传感器的种类和型号,数据源经常会受到各种因素干扰,导致无法稳定获取,最终造成应用效果不佳。目前最大的挑战在于光线和天气。由于可以穿透云层、24小时监测的雷达卫星的发展时间有限,光学卫星依然是主要的遥感卫星类型。然而光学卫星非常依赖天气和阳光条件,一旦被云层遮挡或者进入夜晚,光学卫星获取数据的能力将大大减弱。除此之外,传感器在太空环境中损耗折旧、数据传输速率太低、各类传感器质量参差不齐等,都是导致数据不稳定的原因。
  • 成本居高不下:遥感应用企业一直在追求从项目型应用向产品型应用转型。原因就是项目型应用需要每次根据客户需求专项采购卫星数据,导致项目成本居高不下,降低了企业的利润率。同时,虽然当前中低分辨率光学数据基本免费,但亚米级分辨率数据依然较高。而亚米级分辨率又是在城市应用,边界识别的项目中不可或缺的数据。

  • 处理效率低下:传统的遥感应用常被诟病于处理效率低下,其原因在于数据的处理流程过于人为化,以及数据的获取链条太长。在传统行业的生产链条中,大量的测绘公司以采集数据为主业,或是海内外的遥感卫星企业通过代理商分发数据,并通过专业的遥感数据处理软件进行数据处理,最后再打包成产品交付给客户。这个链条中,上游有数据代理权利润丰厚,下游离客户近有较强议价权,中游除了专业的遥感数据处理软件相对产品化以外,其他数据处理工作均为劳动密集型,大量依赖人力。产业链的分层,也导致数据从采集最后到用户层,时间周期长、成本高、准确度参差不齐,受制于此,最终成果的产业应用有限。

  • 产业应用较少:虽然我国目前有“资源”、“高分”等系列卫星大量获取遥感数据,但有数据没应用一直是行业的痛点之一。2019年,中国遥感卫星的商用化率仅为21.4%,而全球遥感卫星商用化率为48.0%。大量遥感数据的复用率极低,除了科研应用和训练模型外,目前还没有开发出需要大量复用遥感数据的应用。缺乏系统性场景需求分析,加上卫星、无人机等各类航天航空传感器的数据割裂严重,数据融合技术有限,导致遥感的产业应用一直较少,也给外界形成了遥感行业“高冷”的印象。


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图1 行业应用难点


3、发展


01、需求驱动行业变化

需求驱动行业发展,是所有行业共通的一个发展原理。在遥感行业,上下游的需求近年来正在不断变化中,因此也带动了从生产、服务到应用的改变。


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图2 遥感行业上下游企业


  • 上游卫星公司从定制化转变为工业化:传统的卫星生产方式,是在实验室中通过宇航级元器件和专业航天器制造科学家,花费大量的人力物力进行生产制造。这种生产方式保证了单颗卫星的质量,却也降低了卫星的生产效率。随着SpaceX通过工业化的方式快速生产制造卡牌卫星,卫星制造行业开始了新一轮变革。目前,我国已有许多企业正在提出“卫星工厂”的概念,航天科工集团第二研究院自主研发了小卫星智能生产线,第一颗卫星已经下线,、星空智联等公司都在打造自己的卫星工厂。以提高卫星数量、降低数据成本。
  • 中游数据应用推出平台化服务:传统的遥感测绘行业,主要以数据或专题图等形式进行产品交付,但在面向商业领域时,这类传统交付方式存在较大的弊端。商业客户无法有效获取处理遥感数据,同时从专题图中获取信息也有一定的知识门槛要求。因此,越来越多的中游数据应用服务商推出相应平台,旨在希望通过数据的集成和通用处理技术的集成,为更多用户提供更便捷的数据服务。例如,航天宏图推出PIE Earth遥感计算云服务,中国四维与华为云联合发布“四维地球”遥感数据云产品,均是希望将数据的获取和处理流程标准化,让客户能更加直观看到相应的产品和所能获取的信息。
  • 应用服务下游衍生不同商业模式:下游应用商离行业客户最近,也最了解市场需求。因此,下游应用服务商衍生出了不同的商业模式,在整个产业链里是变现相对最容易的一环。比如,卫星公司会在销售数据的同时,基于客户的项目定制需求,将数据应用解决方案一并打包销售。目前下游应用企业的服务方式呈现多样化。例如,GIS软件厂商围绕自身核心GIS软件产品,将卫星遥感数据作为生产资料提供给自然资源等部门。许多遥感应用企业则是将卫星遥感数据作为客户服务的数据源之一,为政企的提供信息化服务,或将卫星遥感影像加工成不同的数据指标产品,通过API或SDK调用的方式对外提供服务。
  • 跨行业的数据深度融合:随着遥感数据更多融入各应用场景,许多互联网大厂也在遥感领域进行探索和尝试。互联网巨头里,蚂蚁金服围绕涉农贷款场景,推出的产品“大山雀”,将卫星遥感数据作为主要的风控指标。腾讯旗下的微众银行围绕资管应用领域,将卫星遥感数据作为主要的另类数据来源。百度本身有地图服务,也于2020年悄然开始联合合作伙伴推进遥感数据应用服务。

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图3 遥感应用上下游产业链


02、产业未来的变化趋势

面向未来,遥感产业会有哪些变化?从技术的演变、政策的扶持和趋势的转变中,我们可以窥探出一些未来的趋势。

1、融入智能技术改善应用服务体验:在传统的遥感影像生产处理方式中,目视解译是最主要的处理方式。但这种方式受限于人工经验等,生产效率低、数据成果质量不稳定。因此,在技术的演变方向中,利用计算机视觉技术必定是遥感的一大趋势。通过模式识别或深度学习,可以在确保成果质量的基础上,大幅度提高生产效率。

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图4 行业发展趋势

2、卫星遥感产业未来趋势变化分析:随着卫星制造的工业化程度提高,卫星成本也将越来越低,也将出现更多的低成本甚至零成本的共享数据。智能技术会渗入每一个环节,上游端的智能卫星,可在轨处理原始数据,再将有价值的数据传至地面,中游更多算法引擎解决计算效率问题,下游会出现更多适用于各种垂直细分场景的精细化应用数据产品。同时,随着传统测绘企业转型、互联网巨头介入、新型创业机构的兴起,跨界融合一定会衍生更多业态,但成功的商业模式一定是围绕着应用场景的具体需求来展开的。

未来上中下游的互相渗透不可避免,上游为了更好的变现将服务范围往下游延伸,下游为了锁定数据成本提高市场竞争力也会投资发射卫星,但只有深耕核心业务打造竞争壁垒的企业,才是最后的胜利者,庞大的时空数据应用市场也将出现多家估值百亿的独角兽。

3、政策扶持力度增强:政策的扶持也是行业快速发展的动力之一。2020年4月,国家发改委将卫星互联网纳入新基建。除此之外,许多地方政府也在积极布局。例如在2021年6月,深圳市发改委发布了《深圳市关于支持卫星及应用产业发展的工作意见》,鼓励卫星与各行各业融合应用,支持卫星在交通物流、海洋经济、自然资源、城市安全、环境保护等行业创新应用,给予最高3000万元资助。除此之外,广州、武汉、青岛、苏州、天津等地都在打造航空航天相关产业基地,力争在商业航天产业链中分得一杯羹,助力地方经济发展。


来源:36氪,原文标题《2021遥感产业:上游卫星公司从定制化转向工业化,下游融入智能技术改善应用服务体验》
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lengxu007 2021-09-23 06:18
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