多源数据下沉至应用,四象科技穿越遥感商业化“新周期”

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当长征二号丁运载火箭于7月23日一早腾空而起,很快没入云层,北京四象爱数科技有限公司(以下简称“四象科技”)首发A组多源遥感卫星(3颗)也随之顺利进入预定轨道。

人群中的欢呼声经久不息,随着指挥大厅接收到卫星传回的信号,宣告着发射任务圆满成功。

此次四象科技首发A组多源遥感卫星配备不同功能的遥感器,其中包括AS-01卫星(矿大南湖号)搭载SAR(合成孔径雷达)、AS-02卫星(虹口复兴号)搭载高分宽幅多光谱相机、AS-03卫星(中电农创号)搭载中波红外相机。

3颗卫星在实时状态下可综合性获取同一地物的多种要素,也同时开创了国内首个“SAR+光学+红外”同轨多手段遥感卫星星座的先河。

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同轨多源数据,从慢跑到狂飙
四象科技CTO姚勇航对此介绍称,区别于“所见即所得”的光学成像卫星,AS-01 SAR卫星主要的作用是全天时全天候成像,不被云、雾、雾霾等天气和时间所限制;而AS-02光学卫星因宽幅高分辨率,其视野比一般的光学卫星要宽很多,一次成像能够覆盖地表1万多平方公里的面积,相当于一次成像可以拍到整个北京城;AS-03星是高温度、轻量化、敏捷型热红外卫星,具有温度对比度高、目标红外细节表达清晰等优势,也是目前来讲商业卫星中分辨率较高的。
不过,能实现多源遥感卫星同轨发射,并非易事。
从SAR卫星到光学卫星再到热红外卫星,四象科技“一箭3星”的方案,经多次寻找才得以敲定。四象科技CMO刘雨婷介绍说,“起初,公司并没有明确一定要一次性就把三种手段全部补齐。毕竟有生产技术实力的体制内单位尚且有限,能够承担载荷研制的总师团队其实也并不多。而刚好此次三颗星的载荷方案差不多赶在了一起。”
SAR卫星是四象科技最先敲定的方案。刘雨婷回忆道,“AS-01 SAR卫星的总体设计计划可能要追溯至2018年、2019年。”
刘雨婷解释称,“即便是现在,不论是从市面上数据源获取现状来看,还是立足于公司业务方向,雷达卫星仍旧是更为急缺的。”
这也是为什么四象科技优先敲定雷达卫星方案的原因所在。“三颗卫星之中,我们花了最长时间去打磨这个方案。”
排除万难,此次同一轨道的3颗多源遥感卫星实现入轨后又有何重要意义呢?
从公司层面讲,四象科技首批全自主研制的3颗遥感卫星将帮助其成为国内少有的,同时具备光学、中红外、雷达三种观测手段的遥感卫星数据应用公司。
将多源数据作为支撑,以四象科技为代表的商业遥感服务商正在试图进一步挖掘并满足客户的多样化需求。
例如,基于明确的监管任务,政府部门对遥感数据的需求相对统一,监管手段偏单一;但在商业落地过程中,企业客户的诉求更多倾向于一个综合性、多方面的解决方案,而多种手段的数据融合技术显得尤为重要。
此次三颗卫星入轨运行后,在同一个轨道面组网运行,对同一个区域或者同一地物,这也意味着公司会实现SAR、可见光和红外三种不同手段的成像。
基于四象科技的多源数据融合和识别处理技术(包括对地物的识别等),三颗卫星数据一方面能有效补充公司内部现有数据应用,或是满足客户的数据需求,另一方面,公司拥有了自己的数据后,可以积累并提升自身技术,从而为更多的客户(包括现在客户与潜在客户)提供更高的技术、更多的数据服务。
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用户思维之下,星座计划徐徐落地
此次发射,也开启了四象科技“SAR+光学+红外”同轨多手段遥感卫星星座的组建。
目前,四象科技已根据国家商业航天发展政策以及军队关于民商卫星发展管理规划,提出“四象星座”卫星计划,预计到2027年完成12颗遥感卫星组网(初步计划含5颗雷达卫星、5颗光学卫星及2颗红外卫星)。当12颗卫星在4个轨道面覆盖地球,届时可对全球任意地区多种手段每天3-5次覆盖。
“虽然市面上的光学卫星的发展速度已经很快了”,在红外卫星和雷达卫星之外,四象科技着手发射光学卫星更多是为了提升成像效率,而非解决数据分辨率问题。
刘雨婷介绍称,“目前公司所能够采购到的亚米级卫星数据蛮多的,但这类数据的幅宽一般不会特别大。尤其在农业、环保以及自然资源等领域,基于亚米级卫星数据,遥感服务经常面临一个困境,即需要非常多的影像才能拼出来范围更大的地区,导致整个服务周期被拉长。倘若客户要求两周更新一次,公司可能半年才能给最终成果。”
对于四象科技而言,相比高分辨率卫星,宽幅光学卫星在具体应用层面的作用更为凸显。“公司对数据源的要求是要快,覆盖面积量够大,这有助于公司进行一些趋势性判断,也正是公司光学卫星后续的发展路径。”
而四象科技发射的雷达卫星、红外卫星也同样按照“从服务项目转向寻找产品”的逻辑进行布局。“每颗卫星理应在诞生之时就确定好其主要的应用方向,并在早期的设计参数上考虑相应应用领域所需数据该具备的特性。”
提及发射计划,刘雨婷也坦言,即便公司预计的12颗星都发射完毕,在后续落地具体服务中,公司仍旧会面临要靠外采获得更多数据的现状。
“遥感数据源的获取永无止境,如果大家都陆续发射卫星,天上可能要达到上千颗星,况且没有任何一家公司能够单独承担得起这一体量。”
正因如此,一边依托多源数据更好服务客户,一边利用市场化运作方式节省部分数据成本,才是四象科技此次卫星星座的初衷所在。
特别是当前国内商业遥感卫星的发展已经从项目制过渡到周期性业务新阶段,其商业化的需求愈发迫切且明确。“相比早期的项目制业务,这两年的产品型/周期性业务越来越多,这也意味着公司在年初时已经知道今年要做什么,可以很好地规划公司自身的卫星任务,以及与其他卫星数据商之间敲定具体合作。”
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自主再自主,打通To G、To B
而唯有不断自主提升,才能穿越产业周期。在自主研发遥感卫星之外,四象科技为卫星测运控、卫星数据处理以及卫星行业应用等各个业务打开了自主研发的新局面。
上述战略对应到具体的核心技术层面,分别为卫星系统、星座配套、时空数据中心、地图标注服务平台以及数字经济应用。
而此次“SAR+光学+红外”3颗自研卫星,能在哪些层面为四象科技的遥感商业化带来突破?
按照公司的期待,3颗卫星主要围绕三个发展的方向:应急救灾、农业方面以及经济金融领域。
其中,应急领域是SAR卫星发挥作用的主战场,尤其针对各种洪涝类灾害以及台风暴雨等恶劣情况下。姚勇航介绍,X波段合成孔径雷达遥感卫星“矿大南湖号”具有亚米级高分辨率,重点服务于矿业,为矿产勘测、采矿安全监测、矿山修复等提供新数据源,可定期监测采矿区域,借助该卫星的观测数据,在地面超出沉降预值时可给出预警。
就在此次发射的前一天(7月22日),四象科技在卫星星座发布会上与中国矿业大学、徐工机械进行了全面合作签约仪式,正式启动“智慧矿山星链计划”,即三方共同致力于遥感技术在矿山生产及安全管理、矿山环境生态保护等方面的科学研究和成果转化。
这一合作正是建立在上述各方前期合作基础之上。“作为我国采矿能源领域的领头羊高校,中国矿大有专门的采矿安全重点实验室。公司在早期跟实验室的技术交流合作中,逐渐发现大家能有更多的合作机会:他们研究地质的力学结构材料,我们能提供一种新型的监测手段,达到相互交叉验证的作用。”
在应急领域,除了提供卫星原始数据,四象科技还提供技术层面的服务。四象科技创始人、CEO郗晓菲表示,公司还为安徽省宣城市部署了智能化的地面数据预处理系统,将提供为期3年的数据处理服务,助力当地自然灾害勘察响应、粮食产量评估、生态环境监测等精准遥感应用。为确保实际应用所需的重访频率,公司将发挥资源优势,调用全球多时相、多手段卫星数据。
相比之下,光学卫星尤其适合在农业、林业、自然资源等面积广的方向上落地应用。“不过,虽然国内农业遥感发展较早,其主要应用范围还是以北方地区居多。受气象条件限制,卫星在南方地区的成像相对困难,发挥不了自己的优势。”
事实上,四象科技自2019年开始进入农业领域,最先入局的是南方区域。“起初,我们在四川将雷达技术和光学进行了融合,雷达数据负责弥补光学数据不足的问题。此外,在苗长早期阶段,作物分类容易出现一些误差,特别是南方混种现象比较严重。雷达数据更好提高了卫星数据对南方作物分类监测的准确度,进一步提高估产的精准度。”
随着卫星精度不断提升,原始数据成倍增长,四象科技对于To B端的市场想象正一一实现。郗晓菲表示,“去年底,企业客户为四象科技带来的营收超过政府客户,企业客户是更广阔的天地。”
至于四象科技后续的星座发射计划,仍需根据实际情况来确定,但在其卫星系统、星座配套、时空数据中心、地图标注服务平台明确自主化的背后,更值得的是公司对遥感产业链的价值创造力。

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