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雷达遥感监测建筑安全和自然灾害,「东方至远」通过InSAR技术实现遥感风险应用标品服务

刘年华 · 2020-08-19
千亿级的市场,小众的玩家,遥感技术在基建安全和地灾排查领域的新应用。

文:刘年华

编辑:石亚琼

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千亿级的基建安全和地灾排查市场

近年来,随着城市建筑越来越密,一条条地铁四通八达,地下管网盘根错节,改革开放至今的基建浪潮开始从增量向存量改善过渡。建筑、地铁、水坝、铁路、公路等基础设施的安全性,成为政府和群众关注的焦点。同样,随着近年来洪涝、泥石流等自然灾害的频发,如何有效防范地质灾害,排除隐患,也成为保障群众人身财产的关键因素。

在“安全第一”的时代背景下,城市安全、交通安全、地灾监测等需求被快速催生,孵化出千亿级市场。然而,基础设施和地质灾害的风险存在隐蔽性,很难通过人力开展大规模有效排查。同时,由于产品落地的形态不明晰,基建安全和地灾排查市场一直没有形成很好的解决方案。随着雷达遥感卫星技术的不断成熟,通过雷达遥感来监测建筑安全和自然灾害的方案,成为大规模风险排查的新选择。

成立于2014年的「东方至远」,通过12颗雷达卫星和14颗光学卫星,联合合作伙伴对我国400余大中城市进行9年以上的高精度数据积累,打造中国城市健康大数据库、全国地表形变一张图、全球高精度雷达卫星数据库等产品,为地灾、住建、房产、保险、水利等领域的客户提供风险识别评估与管理服务。

千亿级雷达监测市场

雷达卫星产品的核心优势与应用案例

雷达卫星之所以能对地面沉降、建筑变形进行精确地预警分析,得力于合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)的不断成熟。雷达卫星获取的每景数据可达数千平方公里,每平方公里可采集数万个点位,形变测量精度最高可达年度毫米量级。相比于光学卫星对白天和无云天气的工作要求,雷达卫星获取数据不受昼夜、天气的影响。这些技术特性决定了合成孔径雷达(SAR)卫星产品能率先实现标准化、规模化和市场化,面向不同行业应用形成稳定的标准化产品。

在基建安全和地灾排查的遥感应用领域,如何对风险进行定量分析,成为行业比拼的焦点。合理定量分析主要有四方面要求:

  1. 优质的数据源:合成孔径雷达的质量决定了形变测量的精度和输出产品的稳定性。因此,优质的雷达数据源是行业应用的基础。东方至远整合了12颗雷达卫星资源,包括意大利COSMO-SkyMed卫星独家总代理、阿根廷SAOCOM-1卫星的国内独家代理和日本ALOS-2卫星及芬兰ICEYE卫星的代理。

  2. 大量的数据积累:量化分析风险,需要对一处基建设施或地灾隐患点进行长期重复的观测,至少积累30幅影像才能产出定量结论。同时,由于不同卫星参数不统一,无法形成干涉做InSAR形变监测,因此要求单颗卫星对一处地点进行长期的监测观察。东方至远目前已积累9年以上,国内400余城市的高精度观测数据库,可调动覆盖全国的长时间序列中分辨率雷达数据。

  3. 丰富的项目经验:风险分析的量化需要充分的项目经验作为支撑,例如水坝安全项目,真正的风险来源不是水坝本身,而是周围的地质结构变化。这种行业的认知来源于大量项目的积累,才能输出正确的问题解决方向。东方至远从成立至今已完成了上千个项目,例如在深圳全域内开展连续五年1000多万个点位的人工设施与自然灾害风险普查和监测在北京、西安、武汉、佛山、长春等数十个城市的主城区开展地面沉降、房屋安全监测项目完成金沙江白格滑坡应急响应和常规监测项目的形变监测等。

  4. 深度的技术支持:在遥感多源数据和学界理论的基础上,如何打通行业应用“最后一公里”,是解决客户应用痛点的必经之路。东方至远自成立以来,与行业各合作伙伴一道进行深度的科学研究,组建了研发中心,利用多源大数据和AI技术,研发了一系列的智能化风险识别、量化和排查算法及相应的标准化软件。

在以上四点核心优势的基础上,东方至远目前已发布全球首个基于InSAR大数据的云平台“至远云(LARKVIEW)”和地灾早期识别 SaaS 云及建筑物风险排查SaaS云,实现标准化和定制化的设施体检和地灾监测。东方至远目前正在与腾讯云合作,已完成对全国50个城市的建筑物风险云平台搭建。

东方至远积累大量雷达卫星数据

千万级的年利润和逐步升温的市场

东方至远的商业模式并不复杂。在雷达卫星数据的基础上,通过核心数据算法,为自然资源、住建房产、应急管理、保险金融等主要客户提供标准化的产品,项目方案或原始数据。目前东方至远以基建监测业务和地灾排查业务为主,各占营收总额的40%左右,今年综合收入增长率预计超过100%,利润也将达到千万量级。作为雷达卫星数据运营商,东方至远能发挥数据处理和分析等综合优势,为行业客户和合作伙伴提供性价比高的优质服务。

根据2018年泰伯网的报道,部分地方测绘院的InSAR有关服务项目年营收可达1000万元人民币规模。类似于地空软件技术有限公司这样的InSAR处理软件及地基InSAR设备商,年营收可达3000万元人民币规模。而在InSAR技术工程化应用领域专家葛大庆看来,InSAR产业,包括软件、数据和应用服务,2018年市场规模可能仅有2~3亿元,但随着InSAR应用在广度和深度两个维度的延伸,即便只作为一类垂直的专业化“小众技术”,仍有更大的市场拓展空间。

目前,市场对于InSAR的关注度正在升温,相关企业竞争也变得逐渐激烈,行业上下游企业开始相互延伸。上游方面,芬兰商业雷达卫星运营商「ICEYE」除了拥有自己的卫星外,还向下游提供航海监测服务。而国内商业航天企业「天仪研究院」,从去年开始聚焦发力微波雷达卫星,将在今年下半年首次发射小型SAR卫星,未来计划组成近地雷达卫星星座。下游方面,遥感金融应用企业「四象爱数科技」计划在2021年发射第一颗SAR卫星。东方至远的战略合作伙伴「智星空间」已在今年5月完成合成孔径雷达的机载成像实验。目前,东方至远专注于应用领域,不排除适当地向上游延伸,和雷达卫星公司进行更紧密地合作。

至远云地灾与建筑物风险SaaS云服务平台

国家和地方对安全的重视与百万级的客单价

东方至远创始人兼CEO李吉平告诉36氪,过往城市安全监测领域属于“无人区”,需要公司主动推广寻求合作。但今年已经有许多地方政府开始主动寻求合作,防范风险于未然。同时,今年的数据复购率相比于往年有较大提升,可以看出来地方政府对安全的意识越来越重。

在地震灾害、地质灾害和水旱灾害监测等领域,国家已于今年正式启动全国自然灾害综合风险普查项目,预计总投入达到数百亿元以上,体现了国家对于全面掌握我国自然灾害风险隐患情况,提升全社会抵御自然灾害综合防范能力的决心。

目前东方至远的收费方式也非常多样化,有基于定制化需求的政府和商业用户,客单价从数十万到数百万元不等,客户包括数十个城市、多家保险公司等;也有面向房屋安全鉴定,房屋监理公司等关于建筑物安全风险的标准化报告业务,客单价根据用量的多少、建筑物的体量大小以及要求分析的时间长短,客单价从万元、千元甚至百元量级不等。

东方至远创始人李吉平认为,城市基建安全市场具有长尾需求和高频的特点,产品和业务的可复制性强。全国43个修建地铁的城市,均有监测基建安全的需求和相应的财政实力。

东方至远城市建筑形变风险智能化排查系统城市数据上线概况

业务发展方向与融资计划

李吉平表示,东方至远过去的发展已实现从0到1再到100的数据资源积累和技术研究,多年来一直在埋头打磨和迭代算法,项目方面则主要以典型和示范性项目为主。目前准备从100到N开始大规模扩展业务,发力市场销售,复制过去成功的案例。当前至远云平台已上线全国60余座城市的高精度广域形变及风险识别数据服务,计划两年内上线中国大部分城市的大数据服务。

目前团队有50余人,近期有融资计划,部分用于算法的持续迭代和算力的提升。2018年初,东方至远获清华启迪科服A轮投资。近期计划引入战略投资方,目前有多个地方政府和产业基金正在接洽。

深圳人工设施与自然灾害风险监测案例

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