高分辨率卫星行业现状及发展趋势

高分辨率卫星行业现状与发展趋势

高分辨率遥感卫星的行业应用已经成为国际潮流。美、欧、以、印、日等主要航天大国纷纷推出了自己的商业化遥感卫星系统。我国的高分卫星行业起步较晚，目前主要由政府主导完成，商业化进程目前仍处于探索阶段。文档主要分析高分卫星行业的国内外行业现状，并对行业发展趋势进行了总结分析。

一、高分卫星行业的产业链分析

高分卫星行业的产业链结构可以划分为上中下游三个部分（图1）。

图1. 高分卫星行业产业链

产业上游，包括卫星制造、卫星发射、地面检校系统、地面测控系统、地面接收系统、数据存储与管理、数据的预处理与数据分发等方面。产业中游主要涉及增值数据产品加工和信息产品生产，带动规模化数据加工生产所需的软件、工具、计算机、网络等技术的发展。产业下游是指综合应用服务，涉及遥感与GIS、导航以及其他技术的融合，可以直接渗透到社会可持续发展、国民经济建设、国防及国家安全、政府决策与管理、社会公众服务等各个领域。

我国高分卫星GF-1为例，产业链上中下游对应的机构、厂家及产品分别如表1所示。

表1. GF-1卫星产业链上中下游

二、各国高分卫星行业发展现状

1.美国

美国是最早进行遥感卫星商业化探索的国家。早在1984年，美国国会就已批准美国宇航局（NASA）开展Landsat卫星的商业化运营，并取得了一定的经济效益。然而，因受美国情报政策的限制，早期的NASA无法销售高分辨率卫星影像。1994年，美国总统克林顿签署法案，宣布解除1米分辨率卫星影像的商业销售禁令。以此为契机，美国的商业卫星遥感业迅速发展起来。

进入21世纪，全球安全形势发生重大变化。“9.11”之后，美国政府在重新大幅增加军费预算的同时，更加倚重高分辨率商业遥感卫星系统的全球情报搜集能力。2003年，小布什政府批准新法案，进一步明确了美国遥感卫星政策的目标，强调通过保持政府对商业遥感卫星活动的主导地位，维护美国国家安全利益。在具体措施方面，小布什政府推行了ClearView和NextView两大国家观测计划。由美国国家地理空间情报局（NGA）与当时美国三大商业卫星公司EarthWatch、OrbImage和SpaceImaging 签约，耗资10亿美元，长期采购高分辨率商业遥感卫星影像资料。此外，布什政府还批准了分辨率0.25m的新一代商业遥感卫星研制计划。2010年，奥巴马政府批准了新一代EnchancedView国家观测计划。由NGA与美国两大遥感卫星巨头DigitalGlobe和GeoEye分别签约，在未来10年采购总额73亿美元的高分辨率卫星影像。此举大大刺激了DigitalGlobe和GeoEye的扩张，两家公司均加快了其新一代高分遥感卫星系统的研制和部署进程。

美国商业遥感卫星产业是在政府主导下以独立上市企业为主体开展经营活动。这种主导作用主要体现在决策、资助、监管三方面。首先，美国政府根据对国家安全形势的评估，做出是否发展高分辨率商业遥感卫星系统等战略决策。其次，美国政府为本国商业遥感卫星公司提供主要的资金支持。长期以来，NGA的订单占DigitalGlobe 和GeoEye总收入的70％以上。最后，美国政府通过“快门控制”机制，掌握高分商业遥感卫星数据采集和销售的控制权，维护国家安全利益。

以独立上市企业为主体提供商业遥感卫星的运营服务，体现了美国经济结构和军工体制的重要特点。美国军事工业与资本市场历来关系密切。美国五大军工巨头：洛克希德?马丁公司、波音公司、雷神公司、诺思罗普?格鲁曼公司和通用动力公司均为纽约证券交易所上市公司。DigitalGlobe和GeoEye分别是纽交所和纳斯达克上市公司。高效的企业组织和发达的金融市场为美国军事工业以及遥感产业的发展注入了强大的驱动力。

2.欧、以、印、日等国

法国是最早涉足商业遥感卫星领域的国家之一。从1986至2014年，法国航天研究中心（CNES）先后发射了7颗Spot卫星。目前，法国的商业遥感卫星活动是在欧盟框架下，由EADS（欧洲宇航防务集团）Astrium公司的子公司——Spot Image公司负责实施的。2009年，EADS批准了Astrium采购Spot系列后继星Spot-6/7的计划，以便维持Spot Image公司业务的连续性。Spot-6和Spot-7已经分别于2012年和2014年成功发射升空，分辨率均达到1.5米。此外，法国还于2011年和2012年成功发射了0.5米分辨率的军民两用Pleiades双子星。

由以色列两大国防承包商——以色列飞机工业公司和艾比特系统公司牵头组建的ImageSat国际公司负责运营的EROS-A/B星分别于2000年和2006年发射升空，可分别提供1.8米和0.7米分辨率的全色影像。其中，EROS-B的投入运营打破了美国对亚米级商业卫星影像的垄断。EROS系列卫星以高机动性著称，主要应用于测绘制图、灾害评估、环境监测、军事侦察等领域。

印度国家空间研究组织（ISRO）下设Antrix公司负责运营的CartoSat-2制图卫星于2007年1月成功发射，可提供0.8米分辨率全色影像。该卫星是继以色列EROS-B 后全球第二颗由非美国机构运营的亚米级商业遥感卫星。ISRO又于2008年和2010年分别发射了0.8米分辨率的CartoSat-2A和CartoSat-2B卫星，形成了全面的高分对地观测能力。目前，ISRO正在研制卫星Cartosat-3，计划该卫星对地观测分辨率达到0.25米。

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）研制的先进陆地观测卫星（ALOS-1）于2006年1月发射升空，卫星全色分辨率2.5米。ALOS-1影像主要供商业使用，可用

于制图、区域观测、灾害监测和资源调查等用途。2011年4月，ALOS-1卫星到寿失效。2014年5月，后继卫星ALOS-2成功发射升空，目前仍处于调试阶段。

欧、以、印、日等国商业遥感卫星产业的发展同样体现了政府主导的特点，但在具体运营模式上与美国略有差异。在政府作用方面，这些国家与美国的差异主要在于两点：一是这些国家商业遥感卫星的研制和部署成本一般由政府或军工部门直接承担，遥感卫星运营企业只负担运行维护和数据销售等后期营运成本。其次，政府在协调本国军、政、产、研等相关部门，推动商业遥感卫星的研制、部署和应用方面，扮演比美国政府更重要、更主动的角色。在运行模式方面，这些国家的商业遥感卫星运营主体大多未独立上市。欧洲Spot Image和以色列ImageSat附属于本国军工企业；印度Antrix附属于政府航天机构；日本则由政府航天机构直接负责遥感卫星的商业化运营，JAXA的作用类似于早期的NASA。

3. 中国

自1975年我国发射返回式遥感卫星一号以来，已陆续发射了陆地资源、气象、海洋、环境与灾害监测4大系列遥感卫星，初步构建起多分辨率、多谱段、稳定运行的卫星对地观测体系，并在国土资源、海洋、环境、气象和减灾等领域开展了不同的应用。2012年1月资源三号测绘卫星发射升空，分辨率达到2.1米。2013年4月高分一号发射升空，分辨率达到2米。2014年8月高分二号发射升空，空间分辨率提升为优于1米。近年来，我国多颗高分卫星的成功发射为国家开展基础测绘和地理国情监测提供了稳定可靠的卫星数据源保障。

在卫星运营方面，民间资本开始进入遥感卫星产业。2005年7月，由国内运营商从英国引进的“北京一号”小卫星由俄罗斯火箭发射升空。卫星全色分辨率4米，可向北京市有关部门提供遥感影像，供城市规划、环境监测、工程和土地利用监测等使用。在国外遥感卫星数据代理方面，近年来国外商业遥感卫星纷纷抢摊中国，目前国外主要的商业遥感卫星运营商在中国都设立了代理机构，均有较为固定的客户群，业务稳步增长。

从总体上说，我国遥感卫星技术取得了很大成就，但在民用高分辨率遥感卫星技术及商业化应用方面仍处于相对落后的状态。我国于2014年8月发射的迄今最高分辨率的民用遥感卫星高分一号GF-1的全色分辨率也只有1米，落后于1999年美国发射的商业卫星IKONOS、2008年印度发射的CartoSat-2A卫星的分辨率水平。同时，我国现有的资源系列卫星体系也存在卫星立项与实际应用不相适应、地面系统自成体系、业务应用时断时续、产业化发展缓慢、商业化运行程度低等诸多问题。可以说，民用高分辨率遥感卫星技术及其商业应用成为中国航天的一大“短板”。在这一领域，我国未能展现出与自身的运载火箭和载人航天能力相一致的水准，与其他主要航天大国差距显著。

4.目前在轨商用高分卫星

表2. 在轨商用卫星相关信息统计

三、高分卫星行业发展趋势

1.更高的时空分辨率

卫星成像向高分辨率发展。目前，美国民用高分卫星最高分辨率已达0.31米。其它航天大国也都在技术研发商紧跟其后，包括法国和以色列在内的多个国家的高分卫

星在近几年内达到了1米以内的分辨率。我国于2013年4月发射高分一号卫星，达到了2米的全色分辨率。2014年8月，我国发射的高分二号卫星，全色分辨率优于1米，标志着我国的民用高分卫星首次达到亚米级的高分辨率。根据我国“高分辨率对地观

测系统”重大专项的规划，我国将在2020年前发射多颗类似的高分卫星，多颗卫星组网观测，实现时空分辨率的精细化。

2.全球数据快速获取

高分卫星的全球数据获取能力越来越受到重视。以美国为首的西方航天大国通过

加强卫星基础设施的持续性研发和资源整合，建立全球数据获取能力，提出全球的空

间信息基础设施建设和全球环境监测计划。在研制与发射更多更高分辨率卫星的同时，强调在轨卫星组网观测，推进全球地面接收网络网络建设，形成一套可全球数据快速

获取和定标服务的高分卫星观测网络。随着我国的“高分辨率对地观测系统”重大专

项的开展实施，在轨高分卫星在数量、载荷种类和时空分辨率等方面都将得到大幅提升，全球观测能力将显著增强。

3.商业运营服务模式日趋完善

目前高分卫星行业的商业运营服务模式仍然离不开政府的主导，其服务模式主要

分为三类，见表3。

表3. 高分卫星行业服务模式分类

据产品，政府充当拥有者、监管者和用户三重角色。模式二：政府与商业部门共同分

担卫星研制与发射费用。例如，卫星商业化运营，商业化销售卫星遥感遥感数据产品，政府充当监管者、赞助方和用户三重角色。模式三：卫星与数据产品完全采取商业化

运营模式，政府充当监管方和用户的角色。

以法国为例，SPOT系列卫星原本是法国国防部投资研建的对地观测卫星，委托法国SPOT Image公司销售卫星影像，属于模式一。SPOT Image公司于EADS Astrium

公司合并后，后续的SPOT-6、SPOT-7卫星均由EADS Astrium公司自行出资研制，属于模式三。

现阶段的美国属于典型的模式三，卫星的研制、发射、运营都有成熟的公司进行

商业化运作，政府则通过政策制定和大批量高分卫星影像采购的形式来引导和支持商

业化运作。例如，2010年美国国家地理空间情报局NGA与两大遥感卫星巨头公司

DigitalGlobe和GeoEye分别签约，在未来10年采购总额73亿美元的高分辨率卫星影像，极大地促进了两家公司的扩张，加快了新一代高分卫星系统的研制与部署。

现阶段我国的高分卫星行业属于模式一，即政府拥有并运营遥感卫星系统，委托商业渠道销售卫星遥感数据产品，政府充当拥有者、监管者和用户三重角色。但是，在我国高分卫星资源初具规模，数据质量不断提升的背景下，目前仍然缺乏大型企业以商业模式销售卫星遥感数据产品，并提供服务。

4.遥感信息增值应用日趋拓展和深入

以谷歌为代表的一些承接增值应用基础产品生产的公司逐渐成长，形成了遥感应用全球化的商业模式。高分卫星影像在多个行业领域的增值应用日渐成熟。目前，遥感信息增值应用正与地理信息系统、全球卫星定位导航技术高度集成，共同推进了行业业务的发展。

在国土资源调查方面，传统调查监测手段周期长、效率低，效果不尽如人意，难以满足当前高速的经济社会发展节奏所带来的管理需求。根据我国规划，未来5年～10年间，土地利用动态遥感监测、土地利用现状调查、土地利用更新调查、基础地质遥感调查、矿产资源遥感调查与评价、矿山环境与地质灾害遥感调查与监测等以遥感卫星为技术基础的各项工作都将全面启动。在这一背景下，高分卫星将为我国国土资源调查、监管、利用提供强大的数据图像支持，其高空间分辨率和高时间分辨率完美结合的应用优势也将实质性凸显。

在农业方面，卫星遥感技术已经广泛地应用到作物面积监测、长势监测、估产、灾害监测、农业环境监测与评价、土壤监测、精准农业、渔业等农业的各个领域。高分卫星遥感图像成为农业遥感应用的主要数据源。更多高分卫星的研制和应用，将在我国农情遥感监测水平和技术能力的提高、农情遥感监测范围的拓展、农业遥感监测信息安全建设等方面发挥巨大作用。

在环境监测方面，高分卫星产品将利用到开展大型水体水环境、区域环境空气、宏观生态环境、重大环境污染事故与环境灾害、核安全、生物多样性等遥感监测业务应用工作，进一步提高环境监测和保护的能力。

在减灾救灾方面，凭借其在精确性和实时性方面的优势，更多高性能的高分卫星应用将进一步提高地方民政救济救灾部门的灾害管理水平以及专业化服务能力。

除此之外，高分卫星还将广泛应用到电子政务应用业务、主体功能区规划、城乡建设、交通基础设施规划与建设、水利基础产业、国家统计遥感业务、森林资源和生态环境监测和评价、地震构造调查和地震快速响应、天基气象预报、海洋环境监测、测绘遥感、应急响应、维稳等方面。