空間信息產業邊界和層次分析

文|衛征 中國遙感應用協會

一、引言

我國自“十二五”以來通過民用航天、高分辨率對地觀測系統重大專項（以下簡稱高分專項）、民用空間基礎設施等重大工程牽引，實現在軌各型遙感衛星近百顆、規模穩居全球第二位，基本解決了對地觀測數據自給問題，數據類型、質量、性能和獲取、處理與分發能力也大幅提升、緊追美歐。在此基礎上，以遙感為核心的空間信息應用迅猛推廣，尤其是高分專項從“十二五”中期起開始部署行業、區域等高分數據應用示范項目，促進20多個國家部委和全國30多個省（區、市）初步實現了以遙感為核心、有機融合其主體業務的空間信息工程化、業務化應用，形成了數以百計的產品、服務和標準規范，為國家治理體系和治理能力現代化提供了重要支撐。同時，“十二五”末期興起的商業航天也將遙感作為重要發展方向，與國家投資牽引一起，形成推動空間信息產業發展的強大動力，形成中國四維測繪技術有限公司、北京航天宏圖信息技術股份有限公司等龍頭企業。

但是對于空間信息產業的認知和市場規模、增長率等評估，總還是與測繪產業、地理信息產業、導航產業緊密關聯，甚至隸屬其框架下。業界也普遍認為進一步推動空間信息產業發展，需要加強遙感與通信、導航、地理信息融合。這雖是推進產業發展的必要措施，但也反映出業界對空間信息產業的自身特征、獨立性、要發揮的核心作用等認識不足，對有效把握當前戰略機遇期，使空間信息產業緊密結合數字經濟實現迅猛發展不利。

二、空間信息產業面臨的問題分析

我國乃至全球空間信息產業面臨諸多迫切而嚴峻的問題。

1．用戶范圍嚴重受限

空間信息還主要囿于行業部委、省（區、市）級總部性政府部門，或科研院所、高等學校等科研用戶，用戶數量嚴重不足；雖然這些用戶的數據需求不斷高漲（正從TB級向PB級擴展），但要么是公益應用或半公益半商業應用[1]，要么主要以項目形式進行片斷化付費，即使不斷推進政府采購，也難以形成規模化的運營服務保障，單一而有限的政府資源嚴重限制了空間信息產業的發展空間。如二十一世紀空間技術應用股份有限公司2016-2018年的利潤分別為-527.96萬元、1391.82萬元和3909.86萬元，扣除非經常性損益后歸屬于母公司所有者的凈利潤分別為-2074.14萬元、-606.53萬元和1771.81萬元；而同期獲得的政府補助和稅收優惠金額合計分別為2576.52萬元、3653.31萬元和 2966.76萬元[2]。

2．航天遙感數據供需面臨失衡

民用和商業遙感衛星的迅猛增長使得航天遙感數據供應不斷增長，導致傳統的數據銷售商業模式難以為繼，如根據美國衛星產業協會（SIA）每年發布的《衛星產業狀態報告》（State of the Satellite Industry），全球對地觀測市場份額2017年為22億美元[3]，2018年則降至21億美元[4]，即雖然傳統用戶的采購不斷增長，但由于價格大幅下跌，使得市場規模不斷萎縮。

3．航天遙感數據要實現廣泛應用尚難解決成本問題

雖然航天遙感數據獲取能力已大幅提高，但要形成兼顧高空間分辨率和高時效性的大眾化服務能力，還必須進一步增加數以十計的衛星并改革現有的空間基礎運營模式，這并非一蹴而就。同時，要將海量數據傳輸至廣大用戶，并使其有效應用，當前也難以解決數據傳輸、應用技術保障等成本問題，必須發展5G等高速、低成本數傳基礎設施，基于AI的高精度、高可靠性、低成本解譯能力，開展職業教育等。

4．大眾遙感應用的商業模式創新嚴重滯后

遙感數據的應用主要聚焦于政府的資源管理、態勢監測與評估、工程實施監管等需求，而大眾層面目前主要是結合地理信息、導航等產業提供簡單的底圖服務，或者針對有關熱點問題進行態勢點評；這樣的商業模式都只能進行配套服務，縱使激起一時之興趣，也難以對大眾用戶產生足夠、持久、付費的吸引力，也未能充分挖掘和發揮遙感數據的應用潛力。

筆者認為，在此情況下，需要深入研究空間信息產業自身的產業邊界和產業層次，即以空間信息（遙感）為主能直接解決中基層政府和大眾用戶的具體何種剛需，以及是否可能、如何獲得盡可能多的商業利潤。所謂產業邊界，是指某一獨立存在并富有生命力的產業區別于其他產業的顯著標志，由該產業所要解決的用戶剛需，以及由此產生的、獨特的商業模式組成；所謂產業層次，是指某一獨特產業圍繞要解決的用戶剛需，針對不同類型用戶所細分的產業模式，及其相應的發展策略。

三、空間信息產業的產業邊界分析

空間信息產業源自遙感應用。遙感之所以為政府部門重視并廣泛應用，在于遙感能夠快速、動態、多尺度、多通道獲取一定范圍內地表目標或現象的海量狀態信息，并進行高效、精準、直觀的解譯與分析，為政府部門的相關決策提供科學支持。因此，可以認為遙感的應用與產業價值在于通過獲取傳統手段難以獲取的信息而輔助決策，可望大幅提高政府部門的執政能力，從而推動相關資源精準配置和高效利用、確保及時精準預判態勢并采取有效的針對性措施、有力監控中基層部門并督促其提高工作效力和協同能力等；即遙感可支持政府部門實現信息獲知精確化、輔助決策精準化和實施治理精細化，其本質是評價鑒定性質的咨詢服務。

對于大眾用戶，由于我國現階段的社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾，并且在現實生活中存在層出不窮的假冒偽劣產品。顯然，遙感也要在其中有效發揮其評價鑒定作用，才能滿足大眾消費升級和精致生活的剛需，成為服務大眾基本生活的必要手段，從而發掘出廣闊而可持續的市場空間。

筆者認為，空間信息產業從狹義理解，是基于天空地一體化數據獲取、對地球系統的定量化感知（如目標特征參數提取、有關參數反演等）、大數據運營以及多學科交叉、多領域集成的高技術服務業；需要利用各種通用終端（如智能手機、iPAD等）與通用網絡條件，為用戶提供所需的空間信息咨詢服務；從廣義理解，是立足空間信息獲取與傳輸能力和空間信息處理與應用能力產業化、涉及空間進入與輸送能力產業化的高新技術產業，包含衛星應用產業、地理信息產業等，與航天航空工業、“互聯網+”、大數據、物聯網/云聯網等產業或行動計劃互為支撐[5]。空間信息產業以遙感科學與技術為基礎支撐，核心則是參數（如大氣物理參數、地球物理參數、地球化學參數、植被生化參數、目標特征參數等），關注參數的時效性、關聯性、時空變化規律等；產品包括專題圖、報告或報表，產業邊界是評價鑒定服務。

與空間信息產業相關產業有地理信息產業、衛星導航產業、衛星通信產業等。地理信息產業以測繪科學與技術為基礎支撐，核心是坐標，關注坐標的精度、誤差、可靠性等，產品是各種圖件，產業邊界是制圖與地圖服務；衛星導航產業以衛星導航定位系統為基礎支撐，核心是定位，關注定位的準確性、時效性、可靠性等，產品是各種GNSS裝備，產業邊界是位置服務；衛星通信產業以衛星通信系統為基礎支撐，核心是通信，關注通信的帶寬、質量（清晰度）、覆蓋范圍等，產品是通信終端和通信服務，產業邊界是互聯互通服務。空間信息產業與上述三類產業的內涵比較見表1。

表1 空間信息產業與相關產業的產業內涵比較

四、空間信息產業的產業層次分析

結合國內外遙感科學與技術發展狀況，筆者認為，空間信息產業圍繞評價鑒定服務，應考慮從兩大方面、三個層次進行發展。兩大方面即政務空間和私務空間。所謂政務空間，即政府管理部門根據所賦職權實施具體業務所涉及的空間范圍，通常具有廣域、多域、跨域、疊域、混域等特點，為此需要遙感手段支持；所謂私務空間，是大眾用戶個人日常生活、工作涉及或關注的空間范圍，通常是個人的視域范圍，再根據需要向超視域范圍擴展[6]。

針對政務空間和私務空間的空間信息應用，可以分為三個層次。第一個層次是我們當前熟知并由大多數相關企業正著力推進的應用方向，即政務空間層次，涉及的用戶主要是地市級以上的中高層政府部門、科研機構，以及相關大型企業（尤其是跨國企業）和行業性、國際性社團組織（如聯合國糧食及農業組織，FAO）。該層次的特征是層級越高，如從省（區、市）到行業部委、到整個國家、亞太區域、全球等，航天遙感越能體現其優勢，更能以低成本、高效率、高準確度提供服務；而從地市向縣、鄉鎮、村等中基層政府方向擴展，則越來越難以解決需求和成本、效率之間的矛盾問題。

第二個層次是政務空間與私務空間交界層次，涉及的用戶主要是縣、鄉鎮、村等中基層政府部門，中小企業，以及承包一定面積用地的農、林、牧、漁、礦等種植、養殖或礦產大戶。該層次日益明顯發揮作用的是航空遙感，尤其是無人機遙感，國內的典型企業如山西迪奧普科技有限公司、北京麥飛科技有限公司等，均專注于利用無人機遙感提供高精度、高時效性的相關服務，并迅速發展常態化運營性服務。

第三個層次即私務空間層次，涉及的用戶就是普通大眾，即大眾遙感[6]，其破局在于發展消費電子級遙感終端，即研制多光譜/高光譜芯片、集成于智能手機或智能家電并提供相應服務，國內的典型企業如深圳市海譜納米光學科技有限公司、吉林求是光譜數據科技有限公司等，已形成果蔬、肉禽蛋、糧食作物等食品安全/品質檢測，人臉防偽、人臉多維信息提取、指紋防偽等生物識別，寶石鑒別、農資產品（種子、農業等）鑒別、藥品鑒別等真偽鑒別，氣體泄漏檢測、氣體成分分析，皮膚病變、化妝品檢測、美容檢測等皮膚護理，水資源檢測、水環境監測、智慧農業，日用消費品熒光劑、增白劑檢測等服務。國際上，韓國三星電子正在推進研制的Galaxy S11智能手機據悉加載了光譜儀，可用于測評食物溫度、含糖量、皮膚水分與油脂含量等信息；美國ADI公司和以色列Consumer Physics公司合作，也在積極開發微型光譜儀，以便檢測食品、植物、藥物等物品的質量和成分。

圖1為空間信息產業的產業層次分析圖。

圖1 空間信息產業的產業層次分析

私務空間層次的空間信息應用可望呈現比現有航天遙感數據更大數據量的信息消費。如深圳市海譜納米光學科技有限公司研制的100譜段、300萬像素手機高光譜遙感芯片，一次獲取全譜段照片（影像）的數據量超過100MB；若用戶達到百萬級、每位用戶1天拍攝10張左右照片，則1天內匯集的數據量將達到PB級、每年達到EB級，而且需要迅速處理、精準判別和及時反饋；若用戶覆蓋現有的智能手機用戶（十億級），則1天內匯集的數據量將達到EB級、每年達到ZB級，這將對現有的信息消費帶來巨大挑戰和發展機遇，從而推動信息消費實現產業升級。

五、空間信息產業發展策略

基于上述分析，筆者認為應按層次統籌考慮空間信息產業的發展策略。

1．著力推進地市級政務信息化建設

政務空間信息應用是當前空間信息產業發展的“主戰場”，也是商業模式相對成熟的領域和“紅海”市場，有利于航天遙感推廣應用。應著力推動國家相關數據資源和技術/工程成果向有條件的地市“落地”轉化，積極引導廣大企業推進和參與地市級政務信息化建設，利用航天遙感數據對現有的政府數據進行地圖承載、時空關聯和增值服務，融合其主體業務深入應用空間信息。這也是數字中國建設的必要環節，尤其是在抗擊新冠肺炎疫情中，充分暴露出不少中基層政府部門信息化程度低、共享能力弱、決策和施政能力不足等嚴重問題；如重復而繁重的填表任務等，消耗了基層工作者大量時間、精力，必須利用空間信息手段盡快從地市級政府入手，提升中基層政府部門的執政能力。

2．積極發展無人機遙感

我國擁有數量龐大的縣、鄉鎮、村等中基層政府部門，其中更有相當數量的政府部門擁有足夠的財力深入推進政務信息化建設；土地、林草、漁業、地礦等權屬的確認、流轉和交易，以及相關生產經營活動的自動化、遠程化、智能化發展趨勢，也為空間信息應用提供了巨大的市場空間。同時，我國的消費級無人機正領先全球迅猛發展，性價比不斷提高，基于無人機遙感在政務空間與私務空間的交界層次推進空間信息應用，是當前拓展空間信息產業的絕佳機遇，也是空間信息領域擺脫對傳統項目模式的嚴重依賴、走向常態化運營服務的有效途徑；并且，也有利于推進中基層政府部門的數字中國建設。

3．積極跟進大眾遙感

客觀看，在“十二五”期間就已有國外相關科研機構或企業（如美國ADI公司等）開始推進消費電子級遙感終端研制和應用，但是歐美國家缺乏我國這樣的產業發展環境——強大的通信基礎設施、數以億計的智能手機用戶和良莠混雜各種市場，這使得我國大眾有較強意愿獲得能夠自行對日用品的品質和日常環境進行精準評價鑒定的手段，消費電子級遙感終端則能有效滿足這一剛需，也是純粹的“藍海”市場。隨著用戶數量的大幅提升，現有各種互聯網商業模式，如360、WPS等的免費使用模式，拼多多等的組團消費模式，滴滴、摩拜等的共享經濟模式，直播平臺的主播帶貨模式，基于微信的微商模式，百度、高德的地圖流量和導航語音包模式等，都可借鑒并適用于空間信息領域，從而將推動我國的數字經濟實現巨大的創新發展。當然，消費電子級遙感終端的有效使用需要高速數據傳輸網絡、區域云服務、計算能力（包括超算和科學技術）、定標場、真實性檢驗場、基礎數據庫等基礎設施和服務平臺、處理技術等方面的保障支持[6]，預計在2～3年內（即“十四五”中期）實現規模化應用。

4．關注和把握公私數據“對沖”

“對沖”本是金融學術語，指特意減低另一項投資的風險的投資。本文所屬“對沖”，是指當前在數字中國框架下正積極發展的省級政務信息平臺（如數字廣東平臺）在考慮每天承接（或即將承接）TB級日常政務數據、TB級大眾數據（如征信、醫療、交通等）和TB級來自國家空間基礎設施等方面的航天航空遙感數據的同時，還需要考慮即將每天可能承接PB級乃至EB級大眾遙感數據的沖擊。另一方面，若能實現政務數據和大眾數據在省級政務信息平臺的平穩“對沖”（即實現有機的交互融合），則將對數字經濟創新發展和信息消費產業升級帶來巨大支撐，如政府部門可以更好地推進基層治理、輿情引導；企業利用這些數據可以發展定量版的大眾點評、今日頭條等。

六、結束語

當前是我國空間信息產業蓬勃發展的黃金戰略機遇期，但在具體實施過程中，需要客觀、理性地認知和判斷空間信息產業的產業邊界，建立并形成空間信息產業獨特的業務內涵，以便真正發掘和解決用戶的剛需，形成足夠的、可持續的發展空間，也便于更好地引入、融合其他技術手段發展自己；同時，也需要系統、深入地分析和研究空間信息產業的產業層次，以便在數字經濟、商業航天等發展的大潮中不斷理清思路，明確自身的定位、發展方向和側重點。