一、國外商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展應用現(xiàn)狀和趨勢

1、總體情況   

　　上世紀90年代冷戰(zhàn)結束后，各國各行各業(yè)對利用衛(wèi)星遙感圖像來獲取高質量的地理空間數據的需求日益增加。美國商業(yè)航天部門迅速捕捉到這一商機，從20世紀90年代起不斷發(fā)射造價相對低廉的多顆商業(yè)遙感衛(wèi)星 。從衛(wèi)星數量來看，截止到2018年4月，美國擁有遙感衛(wèi)星數量排名第一，為360顆，占比為50%，其次為中國，134顆，占18%;第三為日本，數量為28，占比為4%。其他的俄羅斯、印度、德國等數量相對較少。根據美國的憂思科學家聯(lián)盟衛(wèi)星數據庫顯示,截至2018年11月底，在遙感衛(wèi)星各用途方面，光學成像衛(wèi)星為358顆，占遙感衛(wèi)星總量的50%；雷達成像衛(wèi)星52顆；紅外線成像衛(wèi)星8顆；高光譜/多光譜成像衛(wèi)星13顆；氣象衛(wèi)星94顆；地球科學衛(wèi)星69顆；電子情報衛(wèi)星65顆；視頻衛(wèi)星3顆；其他目的衛(wèi)星11顆；37顆衛(wèi)星將對地觀測列為目的 。

2、高分辨率遙感衛(wèi)星

　　高分辨率對地觀測衛(wèi)星視角高、觀測范圍廣、生存能力強、能夠長期穩(wěn)定運行等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛應用于國土?海洋?氣象?測繪?軍事等領域，具有重大的經濟及軍事價值。高分辨率包括高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率和高輻射分辨率（一般高分辨率主要指高空間分辨率）。空間分辨率即遙感影像單個像素所能描述的最小地物尺寸，高空間分辨率一般要求空間分辨率優(yōu)于1m。隨著軍事目標識別和確認對空間分辨率的需求越來越高，對地觀測高分辨率衛(wèi)星已進入亞米級時代。美國鎖眼-12（KH-12）光學成像偵察衛(wèi)星全色分辨率達到0.1m，世界觀測- 3（WorldView -3）軍商兩用衛(wèi)星達到0.31m 分辨率。美國“未來成像體系- 雷達”（FIA-Radar）衛(wèi)星分辨率優(yōu)于0.3m。德國商業(yè)合成孔徑雷達衛(wèi)星-“X 頻段陸地雷達”（TerraSAR -X）衛(wèi)星分辨率達到0.25m。除空間分辨率外，圖像定位精度也是一項重要指標。美國數字地球公司的“地球眼”（GeoEye）衛(wèi)星和“世界觀測”衛(wèi)星圖像定位精度已達3.5m。對地觀測衛(wèi)星圖像定位精度接近航空攝影水平，助力對地觀測衛(wèi)星產品無縫融入全球對地觀測體系，更加深入服務于應用。

3、小衛(wèi)星星座

　　隨著對快速重訪能力的需求與日俱增，微小對地觀測衛(wèi)星星座快速發(fā)展。“天空衛(wèi)星”系列是美國Planet 公司發(fā)展的高頻成像對地觀測小衛(wèi)星星座，主要用于獲取時序圖像，制作視頻產品。該星座目前已經發(fā)射13 顆，是目前世界上衛(wèi)星數量最多的的亞米級高分辨率衛(wèi)星星座，其全色波段可以達到0.8m，多光譜，具有較高的地面分辨率（1m）。同時，還具有非常高的時間重訪頻率，可實現(xiàn)一天內對全球任意地點2 次拍攝，非常有利于地物目標監(jiān)測和變化檢測分析。未來，衛(wèi)星數量將增加至21顆，可以具備對目標每天8 次的重訪能力 。

　　2018年，芬蘭ICEYE公司率先在全球利用低于100kg SAR衛(wèi)星獲得了優(yōu)于1m分辨率的圖像。不受云層遮蔽影響，晝夜提供高分辨率衛(wèi)星圖像已成為了小型SAR可靠及時成像的新標準。同年,英國Earth-i公司建造的全球首個全彩色視頻商業(yè)遙感衛(wèi)星星座Vivid-i發(fā)射成功升空，該衛(wèi)星是歐洲首個既能提供視頻、又能提供靜止圖像的衛(wèi)星星座。具有許多創(chuàng)新的功能：包括提供地球任意位置的優(yōu)于1米分辨率的高幀頻圖像;在超高清晰度彩色視頻中拍攝移動車輛、船只和飛機等物體;衛(wèi)星靈活的姿態(tài)調整，可以對感興趣區(qū)域，進行每天多次重訪。采集的視頻，將在拍攝之后的幾分鐘內完成分析，監(jiān)測地物的變化，為救災和基礎設施監(jiān)控等場景，提供決策依據 。

4、發(fā)展趨勢

　　當前，民用對地觀測衛(wèi)星領域普遍開始部署新一代的對地成像和環(huán)境探測衛(wèi)星系統(tǒng)，其能力與上一代相比更為先進，單星綜合能力強大、探測要素多樣；商用對地觀測衛(wèi)星領域發(fā)展迅猛，企業(yè)巨頭通過并購重組不斷增強自身實力，商業(yè)對地觀測小衛(wèi)星星座大規(guī)模部署，且業(yè)務也開始加快拓展，由成像領域拓展至環(huán)境監(jiān)測領域，甚至安全監(jiān)測領域。同時創(chuàng)新型公司數量繼續(xù)高速增加，未來10 年，預計會有2000 多顆小衛(wèi)星發(fā)射升空,提供高重訪周期和多樣化應用 。雷達、視頻衛(wèi)星或將成為今后一段時期衛(wèi)星制造需求的熱點。

5、應用趨勢

　　衛(wèi)星對地觀測與互聯(lián)網技術、大數據技術結合,極大豐富了業(yè)務應用和服務領域。傳統(tǒng)對地觀測衛(wèi)星運營商和初創(chuàng)公司都積極將數據產品、服務與互聯(lián)網結合,發(fā)展創(chuàng)新產品和服務。例如,美國天空盒子成像公司和行星實驗室公司均由IT 技術起步,采用顛覆式創(chuàng)新的商業(yè)模式。前者構建云服務平臺,鼓勵用戶或第三方開發(fā)專業(yè)應用APP,提供定制化服務；后者采用“永遠在線”工作模式，無需地面下達指令即可利用衛(wèi)星對陸地連續(xù)開機成像,確保全球實時數據更新。當前，衛(wèi)星對地觀測產業(yè)正在從圖像售賣轉向分析判讀和對地觀測數據處理與分析等業(yè)務。一旦供應、分銷和客戶渠道問題得到解決，下游信息產品和大數據分析服務將有更大發(fā)展空間。對地觀測數據市場有充足的機會，但也存在過剩,無序數據供過于求，再加上對地觀測數據商業(yè)價值越來越大,市場肯定會繼續(xù)整合。

二、我國商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展應用現(xiàn)狀和趨勢

　　據UCS(美國優(yōu)思科學家聯(lián)盟)統(tǒng)計數據，截至2018年11月，我國運營或所有在軌活躍衛(wèi)星280顆，其中遙感衛(wèi)星134顆，占比47.86%，高于全球在軌衛(wèi)星中遙感衛(wèi)星所占的35.55%比重。國內主要遙感衛(wèi)星系列有高分衛(wèi)星系列（GF）、風云氣象衛(wèi)星系列(FY)、資源系列衛(wèi)星(ZY)、海洋系列衛(wèi)星(HY)、環(huán)境一號(HJ)、天繪一號、"遙感"系列衛(wèi)星、尖兵系列偵察衛(wèi)星、前哨系列紅外預警衛(wèi)星、國內其他商業(yè)遙感衛(wèi)星資源。

1、主要遙感衛(wèi)星系列

　　高分衛(wèi)星覆蓋了從全色、多光譜到高光譜，從光學到雷達，從太陽同步軌道到地球同步軌道等多種類型，構成了一個具有高空間分辨率、高時間分辨率和高光譜分辨率能力的對地觀測系統(tǒng)。截止到目前，已經從高分一號發(fā)展到高分十一號。其中，“高分三號”為1米分辨率微波遙感衛(wèi)星，也是中國首顆分辨率達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達（SAR）成像衛(wèi)星；“高分五號”裝有高光譜相機，擁有多部大氣環(huán)境和成分探測設備，如可以間接測定PM2.5的氣溶膠探測儀；“高分七號”屬于高分辨率空間立體測繪衛(wèi)星；高分九號是我國首顆敏捷衛(wèi)星，可實現(xiàn)衛(wèi)星快速機動、穩(wěn)定成像的功能，相機可實現(xiàn)全色分辨率0.5米，多光譜分辨率2米。高分十一號衛(wèi)星具有高分辨率、高承載、高機動、高數傳、高智能等技術特點，能夠實現(xiàn)10厘米或更高的地面圖像分辨率。

　　資源系列衛(wèi)星(ZY)。資源衛(wèi)星是專門用于探測和研究地球資源的衛(wèi)星，可分陸地資源衛(wèi)星和海洋資源衛(wèi)星。我國已陸續(xù)發(fā)射了資源一號、資源二號和資源三號衛(wèi)星。資源一號衛(wèi)星包括中巴地球資源衛(wèi)星01星、02星、02B星、02C星和04星。資源三號衛(wèi)星是中國第一顆自主的民用高分辨率立體測繪衛(wèi)星，通過立體觀測，可以測制1∶5萬比例尺地形圖。

　　海洋系列衛(wèi)星(HY)。1997年中國第一顆海洋衛(wèi)星——海洋一號衛(wèi)星正式立項。經過20多年發(fā)展，目前已形成海洋水色(海洋一號衛(wèi)星)、海洋動力環(huán)境(海洋二號衛(wèi)星、中法海洋衛(wèi)星)以及海洋監(jiān)視監(jiān)測(高分三號衛(wèi)星)這3個海洋衛(wèi)星系列。

　　環(huán)境一號(HJ)。環(huán)境一號是專門用于環(huán)境和災害監(jiān)測的對地觀測系統(tǒng)，由兩顆光學衛(wèi)星(HJ-1A衛(wèi)星和HJ-1B衛(wèi)星)和一顆雷達衛(wèi)星(HJ-1C)組成，擁有光學、紅外、超光譜多種探測手段，具有大范圍、全天候、全天時、動態(tài)的環(huán)境和災害監(jiān)測能力。HJ-1具有監(jiān)測PM10的能力，空間分辨率為300米。HJ-1C星配置的S波段合成孔徑雷達，可獲取地物S波段影像信息，空間分辨率為5米。

　　環(huán)境減災衛(wèi)星。環(huán)境減災衛(wèi)星是中國專用于環(huán)境與災害監(jiān)測預報的衛(wèi)星。它由中分辨率光學小衛(wèi)星和一顆合成孔徑雷達小衛(wèi)星組成，主要用于對生態(tài)環(huán)境和災害進行大范圍、全天候動態(tài)監(jiān)測，及時反映生態(tài)環(huán)境和災害發(fā)生、發(fā)展過程，對生態(tài)環(huán)境和災害發(fā)展變化趨勢進行預測。

　　天繪一號。該星屬于地形地貌測繪類光學基礎測繪衛(wèi)星，其主要功能是為了滿足中國國民經濟建設對地理影像數據的需要。天繪一號三顆衛(wèi)星已實現(xiàn)組網運行。

　　"遙感"系列衛(wèi)星。“遙感”系列衛(wèi)星專指冠以“遙感XX號衛(wèi)星”的系列衛(wèi)星，自2006年以來，從"遙感一號"已發(fā)展到"遙感三十號"，“遙感”系列衛(wèi)星大多用于科學實驗和軍事目的，如遙感5號、遙感12號屬于尖兵八號型合成孔徑雷達偵察衛(wèi)星。

2、國內其他商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)展情況

　　高景一號衛(wèi)星（SuperView）：高景一號總共包含四顆星，01/02衛(wèi)星全色分辨率0.5米，多光譜分辨率2米。03/04星與同軌道的01/02星組網運行，四顆0.5米高分辨率光學遙感衛(wèi)星可實現(xiàn)每軌10分鐘成像并快速下傳，每天可采集300萬平方公里影像，采集效率更高，具備全球范圍內任意目標一天內重訪的能力。

　　吉林一號：吉林一號衛(wèi)星是我國第一顆商用遙感衛(wèi)星，分為三類。第一類是詳查，分辨率由過去的0.72米即將達到最高值0.5米（商用衛(wèi)星允許分辨率極限值）,可以分辨出斑馬線,應用到城市規(guī)劃，道路、船、橋梁的分辨等。第二類是視頻衛(wèi)星，回傳的是動態(tài)視頻，主要用于觀測動態(tài)變化。“相當于把攝像機架到太空?？梢詰糜诒O(jiān)測路口車流情況、動態(tài)災害監(jiān)測。比如說發(fā)洪水，能夠當水位到達某種程度時，馬上發(fā)出預警。第三類是光譜類衛(wèi)星，“這類是用來分析的,通過光譜的分析，有助于提高作物種類的識別。植物種類、礦物種類，包括地表適合種植什么作物等。

　　吉林一號衛(wèi)星第一階段實現(xiàn)在軌60顆衛(wèi)星，具備重點區(qū)域平均30分鐘以內重訪能力；第二階段實現(xiàn)138顆衛(wèi)星組網，實現(xiàn)全球任意點10分鐘以內重訪能力。“隨著低成本、低重量、高分辨的高分03星研制成功，公司有望在2022年提前完成星座部署。截至目前,長光公司“吉林一號”實現(xiàn)15顆衛(wèi)星在軌運行,并組網為農業(yè)、林業(yè)、資源、環(huán)境等行業(yè)用戶提供更加豐富的遙感數據和產品服務。

　　“珠海一號”衛(wèi)星。規(guī)劃研制發(fā)射34顆衛(wèi)星組成星座，具備視頻、高光譜、合成孔徑雷達、紅外成像等觀測能力，獲取衛(wèi)星遙感數據為自然資源、生態(tài)環(huán)境、農業(yè)農村等行業(yè)應用提供服務。該星座共有8顆高光譜衛(wèi)星在軌組網運行，可實現(xiàn)兩天半覆蓋全球，對特定區(qū)域1天重訪，將大幅度提高我國高光譜衛(wèi)星數據采集獲取能力。特別是高光譜衛(wèi)星，目前屬于國內首次組網運行的商用高光譜衛(wèi)星，在同行業(yè)中具有較強的競爭優(yōu)勢。

　　珞珈一號：珞珈一號是國內首顆夜光遙感衛(wèi)星。夜光衛(wèi)星可提供我國及全球GDP指數、碳排放指數、城市住房空置率指數等專題產品，動態(tài)監(jiān)測中國和全球宏觀經濟運行情況，為政府決策提供客觀依據。

　　碳衛(wèi)星：碳衛(wèi)星是二氧化碳監(jiān)測科學實驗衛(wèi)星,是繼日本和美國之后的第三顆全球“嗅碳”衛(wèi)星。是具有高空間分辨率和高光譜分辨率的全球二氧化碳監(jiān)測科學試驗衛(wèi)星，以高光譜二氧化碳探測儀、多譜段云與氣溶膠探測儀為主要載荷，監(jiān)測精度為1-4ppm，具備對全球、中國及其它重點地區(qū)大氣二氧化碳濃度的監(jiān)測能力。

3、我國商用遙感衛(wèi)星的應用現(xiàn)狀與趨勢

　　總體上看，我國遙感衛(wèi)星已呈現(xiàn)高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率的"三高"特征，民用空間分辨率已達分米級別。同時，遙感衛(wèi)星的數量也越來越多。但是，與美國等發(fā)達國家相比，我國的衛(wèi)星遙感應用水平還存在很大的差距。我國持續(xù)、穩(wěn)定的高分辨率衛(wèi)星遙感數據源仍然嚴重不足，急需發(fā)展以商業(yè)運營模式為主的遙感衛(wèi)星產業(yè)。由于市場需求巨大，加之國家在政策層面大力扶持，我國商業(yè)遙感衛(wèi)星公司的發(fā)展?jié)摿O為巨大。近年來，遙感衛(wèi)星下游企業(yè)發(fā)展迅速，新公司數目迅速增多，基于遙感衛(wèi)星數據供應、處理和應用的服務逐漸豐富。但總的來說，目前中國的商用遙感服務公司的規(guī)模都偏小，許多公司的數據源仍然依賴國外遙感衛(wèi)星數據平臺。

　　由于衛(wèi)星遙感行業(yè)的主要輸出產品為遙感圖像及其增值服務，因此下游對衛(wèi)星遙感圖像及增值服務的需求是帶動整個行業(yè)向前發(fā)展的主要動力?，F(xiàn)階段，衛(wèi)星遙感行業(yè)上下游各環(huán)節(jié)從業(yè)者多數處于訂單需求牽引的商業(yè)模式中。當前，衛(wèi)星遙感圖像及增值服務的下游需求主要來源于軍事用途、公益用途和商業(yè)用途三方面。其中，國家層面對于衛(wèi)星遙感圖像及增值服務的需求占有很高比重，國防用戶與政府機構的需求仍是衛(wèi)星影像及增值服務銷售和應用的主要市場。商業(yè)化應用程度較低，數據平臺不完善、數據使用不便利問題突出。政府應用占比過重是全球的一個普遍化現(xiàn)象，以DigitalGlobe公司為例，美國政府是該公司最大的購買商，貢獻其60%以上的營業(yè)收入。從2014年開始，我國密集出臺政策來支持商業(yè)航天各產業(yè)發(fā)展，商業(yè)遙感衛(wèi)星產業(yè)迎來了2-3年的政策紅利窗口期，商業(yè)遙感衛(wèi)星產業(yè)得到了快速發(fā)展。但截至目前，我國并沒有制訂商業(yè)航天產業(yè)相關的法律法規(guī)，用于明確產業(yè)中各從業(yè)者或機構的權責關系，明確采集、使用、分發(fā)等機制。

　　當前我國遙感應用發(fā)展的趨勢正在由以售賣遙感衛(wèi)星數據為主的業(yè)務模式向提供遙感衛(wèi)星數據分析服務為主的業(yè)務模式轉型，結合大數據分析、機器學習等新技術，結合遙感衛(wèi)星下游應用行業(yè)的行業(yè)知識，提高遙感衛(wèi)星數據的商業(yè)附加值。同時，未來期望政府加快航天法的出臺，明確遙感衛(wèi)星數據資源的統(tǒng)一管理機構，放寬遙感衛(wèi)星數據的分辨率限制，簡化遙感衛(wèi)星數據售賣的審批流程。