空间信息产业边界和层次分析

文|卫征 中国遥感应用协会

一、引言

我国自“十二五”以来通过民用航天、高分辨率对地观测系统重大专项（以下简称高分专项）、民用空间基础设施等重大工程牵引，实现在轨各型遥感卫星近百颗、规模稳居全球第二位，基本解决了对地观测数据自给问题，数据类型、质量、性能和获取、处理与分发能力也大幅提升、紧追美欧。在此基础上，以遥感为核心的空间信息应用迅猛推广，尤其是高分专项从“十二五”中期起开始部署行业、区域等高分数据应用示范项目，促进20多个国家部委和全国30多个省（区、市）初步实现了以遥感为核心、有机融合其主体业务的空间信息工程化、业务化应用，形成了数以百计的产品、服务和标准规范，为国家治理体系和治理能力现代化提供了重要支撑。同时，“十二五”末期兴起的商业航天也将遥感作为重要发展方向，与国家投资牵引一起，形成推动空间信息产业发展的强大动力，形成中国四维测绘技术有限公司、北京航天宏图信息技术股份有限公司等龙头企业。

但是对于空间信息产业的认知和市场规模、增长率等评估，总还是与测绘产业、地理信息产业、导航产业紧密关联，甚至隶属其框架下。业界也普遍认为进一步推动空间信息产业发展，需要加强遥感与通信、导航、地理信息融合。这虽是推进产业发展的必要措施，但也反映出业界对空间信息产业的自身特征、独立性、要发挥的核心作用等认识不足，对有效把握当前战略机遇期，使空间信息产业紧密结合数字经济实现迅猛发展不利。

二、空间信息产业面临的问题分析

我国乃至全球空间信息产业面临诸多迫切而严峻的问题。

1．用户范围严重受限

空间信息还主要囿于行业部委、省（区、市）级总部性政府部门，或科研院所、高等学校等科研用户，用户数量严重不足；虽然这些用户的数据需求不断高涨（正从TB级向PB级扩展），但要么是公益应用或半公益半商业应用[1]，要么主要以项目形式进行片断化付费，即使不断推进政府采购，也难以形成规模化的运营服务保障，单一而有限的政府资源严重限制了空间信息产业的发展空间。如二十一世纪空间技术应用股份有限公司2016-2018年的利润分别为-527.96万元、1391.82万元和3909.86万元，扣除非经常性损益后归属于母公司所有者的净利润分别为-2074.14万元、-606.53万元和1771.81万元；而同期获得的政府补助和税收优惠金额合计分别为2576.52万元、3653.31万元和 2966.76万元[2]。

2．航天遥感数据供需面临失衡

民用和商业遥感卫星的迅猛增长使得航天遥感数据供应不断增长，导致传统的数据销售商业模式难以为继，如根据美国卫星产业协会（SIA）每年发布的《卫星产业状态报告》（State of the Satellite Industry），全球对地观测市场份额2017年为22亿美元[3]，2018年则降至21亿美元[4]，即虽然传统用户的采购不断增长，但由于价格大幅下跌，使得市场规模不断萎缩。

3．航天遥感数据要实现广泛应用尚难解决成本问题

虽然航天遥感数据获取能力已大幅提高，但要形成兼顾高空间分辨率和高时效性的大众化服务能力，还必须进一步增加数以十计的卫星并改革现有的空间基础运营模式，这并非一蹴而就。同时，要将海量数据传输至广大用户，并使其有效应用，当前也难以解决数据传输、应用技术保障等成本问题，必须发展5G等高速、低成本数传基础设施，基于AI的高精度、高可靠性、低成本解译能力，开展职业教育等。

4．大众遥感应用的商业模式创新严重滞后

遥感数据的应用主要聚焦于政府的资源管理、态势监测与评估、工程实施监管等需求，而大众层面目前主要是结合地理信息、导航等产业提供简单的底图服务，或者针对有关热点问题进行态势点评；这样的商业模式都只能进行配套服务，纵使激起一时之兴趣，也难以对大众用户产生足够、持久、付费的吸引力，也未能充分挖掘和发挥遥感数据的应用潜力。

笔者认为，在此情况下，需要深入研究空间信息产业自身的产业边界和产业层次，即以空间信息（遥感）为主能直接解决中基层政府和大众用户的具体何种刚需，以及是否可能、如何获得尽可能多的商业利润。所谓产业边界，是指某一独立存在并富有生命力的产业区别于其他产业的显著标志，由该产业所要解决的用户刚需，以及由此产生的、独特的商业模式组成；所谓产业层次，是指某一独特产业围绕要解决的用户刚需，针对不同类型用户所细分的产业模式，及其相应的发展策略。

三、空间信息产业的产业边界分析

空间信息产业源自遥感应用。遥感之所以为政府部门重视并广泛应用，在于遥感能够快速、动态、多尺度、多通道获取一定范围内地表目标或现象的海量状态信息，并进行高效、精准、直观的解译与分析，为政府部门的相关决策提供科学支持。因此，可以认为遥感的应用与产业价值在于通过获取传统手段难以获取的信息而辅助决策，可望大幅提高政府部门的执政能力，从而推动相关资源精准配置和高效利用、确保及时精准预判态势并采取有效的针对性措施、有力监控中基层部门并督促其提高工作效力和协同能力等；即遥感可支持政府部门实现信息获知精确化、辅助决策精准化和实施治理精细化，其本质是评价鉴定性质的咨询服务。

对于大众用户，由于我国现阶段的社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾，并且在现实生活中存在层出不穷的假冒伪劣产品。显然，遥感也要在其中有效发挥其评价鉴定作用，才能满足大众消费升级和精致生活的刚需，成为服务大众基本生活的必要手段，从而发掘出广阔而可持续的市场空间。

笔者认为，空间信息产业从狭义理解，是基于天空地一体化数据获取、对地球系统的定量化感知（如目标特征参数提取、有关参数反演等）、大数据运营以及多学科交叉、多领域集成的高技术服务业；需要利用各种通用终端（如智能手机、iPAD等）与通用网络条件，为用户提供所需的空间信息咨询服务；从广义理解，是立足空间信息获取与传输能力和空间信息处理与应用能力产业化、涉及空间进入与输送能力产业化的高新技术产业，包含卫星应用产业、地理信息产业等，与航天航空工业、“互联网+”、大数据、物联网/云联网等产业或行动计划互为支撑[5]。空间信息产业以遥感科学与技术为基础支撑，核心则是参数（如大气物理参数、地球物理参数、地球化学参数、植被生化参数、目标特征参数等），关注参数的时效性、关联性、时空变化规律等；产品包括专题图、报告或报表，产业边界是评价鉴定服务。

与空间信息产业相关产业有地理信息产业、卫星导航产业、卫星通信产业等。地理信息产业以测绘科学与技术为基础支撑，核心是坐标，关注坐标的精度、误差、可靠性等，产品是各种图件，产业边界是制图与地图服务；卫星导航产业以卫星导航定位系统为基础支撑，核心是定位，关注定位的准确性、时效性、可靠性等，产品是各种GNSS装备，产业边界是位置服务；卫星通信产业以卫星通信系统为基础支撑，核心是通信，关注通信的带宽、质量（清晰度）、覆盖范围等，产品是通信终端和通信服务，产业边界是互联互通服务。空间信息产业与上述三类产业的内涵比较见表1。

表1 空间信息产业与相关产业的产业内涵比较

四、空间信息产业的产业层次分析

结合国内外遥感科学与技术发展状况，笔者认为，空间信息产业围绕评价鉴定服务，应考虑从两大方面、三个层次进行发展。两大方面即政务空间和私务空间。所谓政务空间，即政府管理部门根据所赋职权实施具体业务所涉及的空间范围，通常具有广域、多域、跨域、叠域、混域等特点，为此需要遥感手段支持；所谓私务空间，是大众用户个人日常生活、工作涉及或关注的空间范围，通常是个人的视域范围，再根据需要向超视域范围扩展[6]。

针对政务空间和私务空间的空间信息应用，可以分为三个层次。第一个层次是我们当前熟知并由大多数相关企业正着力推进的应用方向，即政务空间层次，涉及的用户主要是地市级以上的中高层政府部门、科研机构，以及相关大型企业（尤其是跨国企业）和行业性、国际性社团组织（如联合国粮食及农业组织，FAO）。该层次的特征是层级越高，如从省（区、市）到行业部委、到整个国家、亚太区域、全球等，航天遥感越能体现其优势，更能以低成本、高效率、高准确度提供服务；而从地市向县、乡镇、村等中基层政府方向扩展，则越来越难以解决需求和成本、效率之间的矛盾问题。

第二个层次是政务空间与私务空间交界层次，涉及的用户主要是县、乡镇、村等中基层政府部门，中小企业，以及承包一定面积用地的农、林、牧、渔、矿等种植、养殖或矿产大户。该层次日益明显发挥作用的是航空遥感，尤其是无人机遥感，国内的典型企业如山西迪奥普科技有限公司、北京麦飞科技有限公司等，均专注于利用无人机遥感提供高精度、高时效性的相关服务，并迅速发展常态化运营性服务。

第三个层次即私务空间层次，涉及的用户就是普通大众，即大众遥感[6]，其破局在于发展消费电子级遥感终端，即研制多光谱/高光谱芯片、集成于智能手机或智能家电并提供相应服务，国内的典型企业如深圳市海谱纳米光学科技有限公司、吉林求是光谱数据科技有限公司等，已形成果蔬、肉禽蛋、粮食作物等食品安全/品质检测，人脸防伪、人脸多维信息提取、指纹防伪等生物识别，宝石鉴别、农资产品（种子、农业等）鉴别、药品鉴别等真伪鉴别，气体泄漏检测、气体成分分析，皮肤病变、化妆品检测、美容检测等皮肤护理，水资源检测、水环境监测、智慧农业，日用消费品荧光剂、增白剂检测等服务。国际上，韩国三星电子正在推进研制的Galaxy S11智能手机据悉加载了光谱仪，可用于测评食物温度、含糖量、皮肤水分与油脂含量等信息；美国ADI公司和以色列Consumer Physics公司合作，也在积极开发微型光谱仪，以便检测食品、植物、药物等物品的质量和成分。

图1为空间信息产业的产业层次分析图。

图1 空间信息产业的产业层次分析

私务空间层次的空间信息应用可望呈现比现有航天遥感数据更大数据量的信息消费。如深圳市海谱纳米光学科技有限公司研制的100谱段、300万像素手机高光谱遥感芯片，一次获取全谱段照片（影像）的数据量超过100MB；若用户达到百万级、每位用户1天拍摄10张左右照片，则1天内汇集的数据量将达到PB级、每年达到EB级，而且需要迅速处理、精准判别和及时反馈；若用户覆盖现有的智能手机用户（十亿级），则1天内汇集的数据量将达到EB级、每年达到ZB级，这将对现有的信息消费带来巨大挑战和发展机遇，从而推动信息消费实现产业升级。

五、空间信息产业发展策略

基于上述分析，笔者认为应按层次统筹考虑空间信息产业的发展策略。

1．着力推进地市级政务信息化建设

政务空间信息应用是当前空间信息产业发展的“主战场”，也是商业模式相对成熟的领域和“红海”市场，有利于航天遥感推广应用。应着力推动国家相关数据资源和技术/工程成果向有条件的地市“落地”转化，积极引导广大企业推进和参与地市级政务信息化建设，利用航天遥感数据对现有的政府数据进行地图承载、时空关联和增值服务，融合其主体业务深入应用空间信息。这也是数字中国建设的必要环节，尤其是在抗击新冠肺炎疫情中，充分暴露出不少中基层政府部门信息化程度低、共享能力弱、决策和施政能力不足等严重问题；如重复而繁重的填表任务等，消耗了基层工作者大量时间、精力，必须利用空间信息手段尽快从地市级政府入手，提升中基层政府部门的执政能力。

2．积极发展无人机遥感

我国拥有数量庞大的县、乡镇、村等中基层政府部门，其中更有相当数量的政府部门拥有足够的财力深入推进政务信息化建设；土地、林草、渔业、地矿等权属的确认、流转和交易，以及相关生产经营活动的自动化、远程化、智能化发展趋势，也为空间信息应用提供了巨大的市场空间。同时，我国的消费级无人机正领先全球迅猛发展，性价比不断提高，基于无人机遥感在政务空间与私务空间的交界层次推进空间信息应用，是当前拓展空间信息产业的绝佳机遇，也是空间信息领域摆脱对传统项目模式的严重依赖、走向常态化运营服务的有效途径；并且，也有利于推进中基层政府部门的数字中国建设。

3．积极跟进大众遥感

客观看，在“十二五”期间就已有国外相关科研机构或企业（如美国ADI公司等）开始推进消费电子级遥感终端研制和应用，但是欧美国家缺乏我国这样的产业发展环境——强大的通信基础设施、数以亿计的智能手机用户和良莠混杂各种市场，这使得我国大众有较强意愿获得能够自行对日用品的品质和日常环境进行精准评价鉴定的手段，消费电子级遥感终端则能有效满足这一刚需，也是纯粹的“蓝海”市场。随着用户数量的大幅提升，现有各种互联网商业模式，如360、WPS等的免费使用模式，拼多多等的组团消费模式，滴滴、摩拜等的共享经济模式，直播平台的主播带货模式，基于微信的微商模式，百度、高德的地图流量和导航语音包模式等，都可借鉴并适用于空间信息领域，从而将推动我国的数字经济实现巨大的创新发展。当然，消费电子级遥感终端的有效使用需要高速数据传输网络、区域云服务、计算能力（包括超算和科学技术）、定标场、真实性检验场、基础数据库等基础设施和服务平台、处理技术等方面的保障支持[6]，预计在2～3年内（即“十四五”中期）实现规模化应用。

4．关注和把握公私数据“对冲”

“对冲”本是金融学术语，指特意减低另一项投资的风险的投资。本文所属“对冲”，是指当前在数字中国框架下正积极发展的省级政务信息平台（如数字广东平台）在考虑每天承接（或即将承接）TB级日常政务数据、TB级大众数据（如征信、医疗、交通等）和TB级来自国家空间基础设施等方面的航天航空遥感数据的同时，还需要考虑即将每天可能承接PB级乃至EB级大众遥感数据的冲击。另一方面，若能实现政务数据和大众数据在省级政务信息平台的平稳“对冲”（即实现有机的交互融合），则将对数字经济创新发展和信息消费产业升级带来巨大支撑，如政府部门可以更好地推进基层治理、舆情引导；企业利用这些数据可以发展定量版的大众点评、今日头条等。

六、结束语

当前是我国空间信息产业蓬勃发展的黄金战略机遇期，但在具体实施过程中，需要客观、理性地认知和判断空间信息产业的产业边界，建立并形成空间信息产业独特的业务内涵，以便真正发掘和解决用户的刚需，形成足够的、可持续的发展空间，也便于更好地引入、融合其他技术手段发展自己；同时，也需要系统、深入地分析和研究空间信息产业的产业层次，以便在数字经济、商业航天等发展的大潮中不断理清思路，明确自身的定位、发展方向和侧重点。