卫星大数据应用

文 | 刘醒【商界杂志】

这家海归公司

通过卫星，

帮你玩转大规模农业。

佳格产品介绍

宇宙静寂。地球之外的广袤空间，3335颗人造卫星呼啸而过。这是迄今为止，人类在太空未被回收的人造卫星总和。

距地面3.6万千米，地球同轨卫星总是呆在赤道上空某处，相对静止，与地球自转保持一致。每隔20分钟，它们就某一固定点，对地球采样一次。

近一些，距地面840千米，极轨卫星总是每天两次，每次同一时间，掠过地球同一点，拍摄分辨率约一千米的影像。

因此，当太空中尚能服役的1305颗人造卫星，每一次掠过中国内蒙古扎鲁特旗，它们总是以每20分钟，或者每一千米为单位，把蒙族人达布西的1.5万亩紫花苜蓿草场，转化成格式、大小、分辨率等千差万别的卫星数据。

但无论如何，从卫星视角看去，达布西那相当于1.5万个足球场的草场，总是由几十个大小不一的绿色圆圈构成。在地面上，那是一些直径达400~600米的巨型喷灌圈，每个造价几百万元。

现在，达布西正站在某个绿色「圆」中，困惑地看着一片相当于80个足球场大小的草场：凭肉眼看去，一望无际的绿色毫无差别。

这天早晨，距此地800千米之遥的北京中关村鼎好大厦，佳格大数据公司的一台电脑通过手机微信，自动向他推送了一条预警信息：这片草场正面临某种危机。

在几张卫星视角的彩色图片上，一个绿色圆的内圈颜色比外圈浅。这意味着内圈紫花苜蓿长势弱于外圈。但当他站在这个喷灌圈颜色渐变的边缘，人类的眼睛看不出丝毫异样。

简单排查后，达布西发现了几只洒水喷嘴，导致一片相当规模的草场无法灌溉。

这不是他第一次通过卫星，预知或第一时间排除险情。提供服务的，是一家成立三年，于2015年10月从美国硅谷搬回国内的卫星大数据服务商——北京佳格天地科技公司。

它的创始团队，是一群曾服务美国NASA（航空航天局）、生化巨头孟山都、中国百度等的数据科学家、农业专家。

他们致力于为中国正在崛起的，像达布西一样的中大型农场主，提供基于卫星数据的精准农业解决方案。

NASA「节奏慢」，他回国创业，集约化农业大潮迫近，卫星数据在国内蕴藏大商机

佳格创始团队

中国东北。美国NASA的张弓博士和美国能源部的王蕴刚博士，在一个村庄前驻足。大白天，村里除了狗叫，空空荡荡，不见人影。间或碰见人，也全是老弱妇孺。

2015年中旬，常年在海外的张弓和王蕴刚回到国内，从东北走到华南，两个月穿越十几个省。他们想看看中国农业的发展现状，以为回国创业寻找机会。

在美国，张弓所在的NASA艾姆斯研究中心地处硅谷黄金地段，东边是LinkedIn，再过去是Google和Facebook，南边是Apple。互联网黄金时代最疯狂的一群人，正聚集于此，迅速改变这个星球的面貌。

张弓的很多科学家同事纷纷离职，有人去Google，参与Google Maps的开发；有人开公司，成了硅谷炙手可热的几家卫星创业公司的CEO。

一开始，张弓对周遭的疯狂有些不屑，「2008年，Google Maps刚开始做，处理大规模地图数据的能力，可能只有我们的百分之几不到」。两年后，他发现Google的数据处理能力，已经是自己的10倍不止了。

张弓越来越觉得躲在NASA搞学术，就像在国内一些体制内单位，「节奏慢」。而商业却具有神奇的魔力，不但指数级推动技术进步，还能真正改变人们的生活。他列了一张清单，找出美国与卫星、地图、环境相关的创业公司，打算投奔。

其中，一个叫Climate Corporation的公司，通过卫星看地表作物的长势，以为农人生产提供指导。张弓对这家公司非常心仪，不料简历还没投，Climate Corporation就被美国孟山都花了接近十亿美元收购。「他们才40个人！」

他立刻决定不再加入任何公司，而是找到NASA的中国同事、孟山都里的中国人等，凑了支科学家、专家创业团队，准备打造一个中国版Climate Corporation公司——也就是后来的佳格。

其中，创始合伙人王蕴刚，拥有十余年环境数据处理经验；技术总监顾竹博士是张弓的同事，专注卫星影像深度学习研究算法；市场总监张文鹏，曾任美国农业部ARS科学家和孟山都中国市场总监，拥有十余年农业经验。

从东北走到华南，他们发现中国农村已经远非记忆中的模样，农村劳动力短缺现象大量存在。在华南，他们甚至看到连绵的农田被荒芜。

萧瑟中，却孕育着集约化、大规模机械化农业生产模式的萌芽。「原来我觉得美国大农场的模式在中国实现，可能需要10年、20年，现在突然觉得可能就是四五年之后的事儿。」

根据农业部数据，截至2016年六月，全国流转土地面积达4.6亿亩，约占家庭承包土地的34.5%。而十年后的2027年，这个数字将达到70%。

当集约化趋势越来越明显，中大型农户开始向效益看齐，「关心资产质量，每一亩都要划清楚，每一亩产量都要算精确」。这些商户，正是佳格要服务的对象。

在国内，也有一些比较领先的农作物监测公司。但他们主要通过人工实地考察，或者在地面安置探头，利用物联网技术进行观测。这些方式，单点采集覆盖面积较小，大范围铺设成本和维护成本较高，数据分散在各地难以整合。

但张弓们捕捉到的卫星数据，对于大型农田，完全不存在设备成本问题。而且视角之大，足以覆盖全球耕地。数据统计靠算法智能化完成，服务万亩以上大型农田的价格远远低于其他技术。

佳格利用AI识别菠萝数量

将千差万别的卫星数据，做成新的统一数据，让农民由「看天吃饭」，变「知天而作」

佳格通过卫星监测牧场长势示意图

卫星图像获取早已不是太大的难题。

早在20世纪60年代，美国农业就开始应用卫星技术，精确度高达90%。在NASA 的最后两年，张弓也已开始利用卫星遥感技术，帮美国NAPA谷的一些葡萄园，检测葡萄糖成分和土壤湿度的关系。

目前，佳格收集了全球十余颗卫星的数据。这些数据，要么是公开的，佳格通过技术手段能够更快获取；要么向专业机构购买。与一般数据应用公司不同，佳格只买原始数据，一来成本更低，二来依托科学家技术团队，它比一般数据清洗公司更能挖掘出数据价值。

这并不容易。十余颗卫星，数据格式、内容、分辨率完全不同，甚至有的卫星要隔10天才转到同一个地方。佳格的核心技术之一，就是将这些千差万别的数据，清洗、融合，做成新的格式统一的数据。

换而言之，佳格系统里可视化的卫星影像，是多颗卫星从不同角度、不同时段多重叠加后，获得的空间分辨率和时间分辨率同时达到最佳的图像。目前，佳格植被地表检测的精确度最高为0.5米。这一技术，全球范围罕有公司能够实现。

如此，佳格就能够通过技术，以非常低的成本，切入农田资产管理服务。目前，它已实现此项服务的第一步：资产盘点。

原来，很多大农场虽然拥有几百亩土地，但很少连成一片，农场主甚至不知道自己土地的边界、位置。有一次，市场总监张文鹏服务一个数十万亩的大农场，他和农场主开车四个小时，才考察完种植区的三分之一。如果没有卫星协助，工作量和成本难以想象。

此外，除了卫星大数据，佳格还整合每块土地的气象数据、农作物历史数据、无人机遥感数据等，通过系统深度学习，建立算法模型，将所有服务打包成可视化模块。

农人只要登录系统，就能一键点击模块，选择需要的服务。而每隔一段时间，关于土地的管理报告，也会通过手机微信、邮件等，自动推送给相关农场主。

目前，佳格可以提供的服务有：土地面积计算、区域规划、作物长势检测、产量预估、防治病虫害等。这些服务均为个性化定制，所服务的农场数量越多，模块越丰富。

佳格曾帮一家火龙果种植户预测产量：通过无人机拍摄刚刚挂果时的火龙果图像，依据颜色差别等因素，机器学习判断火龙果的个数。火龙果的个头是由品种决定的，有了数量就知道每亩的产量。

此举价值还在于，火龙果存放周期短，先有订单再生产。通过佳格，这家火龙果农场，可以精确测定实际产量，避免了产量过多造成浪费，或者产出过低导致违约。

达布西的喷灌圈还用了精准灌溉管理服务。他的草场有一万多亩，地形复杂、土壤肥力参差不齐、土地蓄水能力差异巨大。要不要浇水，多浇或少浇，施不施肥，施多少肥，每块地需求不同。

佳格利用卫星大数据，通过实时采集每个喷灌圈的土壤信息、环境信息，设计出智能决策系统，可以精确计量每个喷灌圈的灌溉量和灌溉时间。

算下来仅这项服务就为达布西节水30%，节肥20%，人均管理面积提高了三倍，灌溉管理响应速度提高了整整10倍。

佳格还帮一位玉米种植大户，进行种植管理。玉米在地上多站一天，产量会增加，但倒伏绝收风险也会增加。这就需要测算一个最佳时机，产量达到最高而倒伏风险达到最低。

以前，何时收割，主要凭人的经验，佳格则依靠机器学习精准测算。单单「合理的晚收」这一项，就增加收益30%以上。

张弓希望有一天，中国农业不再「看天吃饭」，而是「知天而作」，农业更加精准化、智能化，甚至傻瓜化，「让普通农民变成农业专家」。

耕境平台监测内蒙古阿鲁科尔沁旗草业基地牧草种植情况

把农业变成确定，「投入什么，就产出什么」，中国涉农生产总值是美国三倍

区域管理

农业是不确定的，天灾、人祸、市场波动，农人忍、熬、受，磨出一点经验。但就连这点经验，也不确定。佳格要用技术，把不确定变成确定，「未来的农业，就像计算机，输入一个值，它就会输出一个相应的值。投入什么，就产出什么」。

但要实现这一未来，除了懂技术，还必须深谙农业。毕竟，佳格用技术驱动的，是实实在在的服务业。回国一年多，张弓遇到的最大难题，从来不是技术，而是沟通：客户不知道佳格到底能做什么，佳格不知道客户真正的需求是什么。

达布西是他最初的客户之一。一开始，他说非常想知道什么时候下雨，下大雨还是小雨。因为下大雨时，收割机进不到地里，但下小雨却不妨碍。佳格就按照城市天气预报的表述方式，向他预告哪一天几时下雨、几时停。

但实际上，世界上最先进的天气预报，也不能精确到某一刻钟，而只能预报一个范围及下雨的概率。因此，服务的第一个月，达布西非常不满意：你告诉我早上六点下雨，结果晚上九点才下，人家都在收割，我却像个傻子一样看着，什么都没做。

张弓非常焦虑，不断跑去跟他交流，后来发现原来达布西真正关心的不是什么时候下雨，而是什么时候绝对不能下雨。因此，佳格的预告就变成：未来14天里，哪几天绝对不会下雨。达布西据此安排农机收割。

真正获得达布西信任的，是一场「天灾」。有一天，佳格向他发送预测报告，未来一段时间可能有一次特别大的强雷暴，建议提早收割。

靠仅存的一点信任，达布西用两天时间把牧草收了，结果第三天下起了冰雹，周围其他草场全被砸掉了。虽然达布西早收割，产量少了些，但却挽回了足以致命的损失。

张弓也第一次感觉到，「做了这么多年学问，处理了这么多年数据，终于能够让一个农民，一个具体的人获益」。

经过一年多摸索，佳格找准了在中国发展的节奏：利用卫星大数据，为中大型农场提供从土地管理、产值预算、天气服务到种植管理全产业链服务。

当下，佳格帮客户筛选流转土地，同时和一些植保无人机公司合作，以便在作物遭遇旱灾、虫灾等突发性灾害前，第一时间预警并采取应对措施。

未来，基于算法搭建的生产力评估模型和风险评估模型，佳格还将进军农业保险和农业贷款评估等金融服务领域，为农人解决资金困境。

截至目前，技术驱动的佳格团队只有不到50人，其中80%是技术员。团队小而精悍，一年时间，服务的耕地面积达200万亩，作物模型覆盖十余种，客户遍及黑龙江、吉林、内蒙古、四川等地。

精准农业在美国市场发展非常成熟，诞生了一批农业巨头，诸如孟山都、约翰迪尔、杜邦、巴斯夫等。

佳格的未来有多大？张弓提供了一个数字：中国涉农的生产总值是美国的三倍多。