卫星遥感在金融行业的应用
《卫星应用》杂志 2024年1期
文 | 刘雨婷 俞雷
北京四象爱数科技有限公司
一、引言
随着信息技术的发展和商业航天服务的不断进步，卫星遥感应用技术正逐渐成为金融领域新的数据信息来源，在贷前/保前尽调、贷后/保后监测、宏观经济分析、市场价格判断等环节发挥重要作用。对于金融机构而言，卫星遥感数据可以为业务和投资决策提供重要的辅助依据，也可作为构建其价值分析模型的重要基础。相比于其他传统调研方式，卫星遥感应用在信息全面、获取数据速度快、数据客观真实、历史可回溯等几个方面的突出特点，是其服务金融行业的核心技术优势。
二、金融行业需要卫星遥感应用服务
1.实体经济的真实情况是投资获益的基本
金融行业的本质，是具有中介性质的现代服务，其所有工作都是围绕着实体经济的发展变化而展开。各类金融产品的定价，不仅反映了与产品挂钩的实体经济的当前价值，也包含了市场对于其未来资产价值走向的预期。因此，对于所有参与金融市场活动的机构和个人而言，如何更好地探知实体资产的真实全貌，如何更准确判断未来趋势，如何更早地发现风险防范损失，是永恒不变的话题。例如，银行向一家企业提供的贷款额度和利率，是出于对该企业资产价值、未来业务发展、还款能力和违约风险的综合判断。保险公司为某一资产提供的保单费率，也是基于大数法则对该类资产未来遭受损失的概率进行计算后得出。股票、债券、期货等公开交易的金融产品，更是集中体现了与之相挂钩的宏观经济、行业趋势、企业自身发展情况、大宗商品供需关系等各类影响因素。买者认为价格会涨，卖者认为价格会跌，背后往往是因为买卖双方基于不同的信息而产生了不同的判断。而市场价格无论中间受到何种信息干扰，最终还是会趋向于反映实体经济的真实情况，使得判断准确的一方从交易中获得收益。
2.另类数据创造更高的收益
在过去科技手段相对有限的年代，金融机构在进行交易定价和分析判断时，主要依赖的是对过往经济周期规律的研究经验、政府和协会等官方机构发布的各类统计数据、企业自己发布的财务数据信息以及市场上的交易信息，这些被统称为传统数据。但是，由于传统数据的统计过程相对复杂缓慢，且包含大量因统计口径和人为因素所导致的误差，导致其在发布时就已经显著落后于实体经济的最新状态，而且很容易偏离真实情况或以偏概全，导致金融机构因误判而错失业务投资机会，或遭受巨额损失。
随着金融市场的发展以及市场有效性不断增强，传统数据所蕴含的信息价值已经被各家金融机构研究透彻，一经披露立刻会传导到市场价格上。市场投资者越来越难以获取超额收益，不得不把目光投向了传统数据以外的信息来源，期望通过“小道消息”更早地洞察市场，这些区别于以往传统财报、盈利等传统金融数据且有利于投资决策的数据被统称为另类数据。作为大数据的一种，另类数据往往数据量庞大、时效性高、频次高、种类繁杂。其获取大多依赖新一代信息技术，无法通过公开途径免费获得，处理和解译的难度显著高于传统数据。但与成本相对应的，另类数据所创造的超额收益机会也远远高于传统数据。
常见的另类数据一般可分为三类。一是个人数据，如手机信令、APP 浏览记录、个人身份信息、消费记录、就医和体检记录、行动轨迹等，这类信息受到个人信息安全保护法的严格保护，在各个国家都属于非常难以获取的数据类型，通常只掌握在政府部门和少数超大规模互联网服务运营商的手里（如银联、微信、滴滴等）。二是企业数据，如企业的单日流水、客单价、生产周期、库存周转率等各类企业经营数据，这些数据因为过于细节且有可能涉及到商业机密，企业通常不会在财报上对外披露，但相比于财务数据可以更好地反映真实经营情况。三是地区及行业数据，如某一国家或地区的消费品价格、交通物流数据、商品供应和需求变化情况、土地拍卖价格、工程建设投入等。这些数据所覆盖的地区范围更大，包含的信息更为丰富，对于研究宏观经济和产业经济的金融从业者来说至关重要，是其预判市场周期的核心分析基础。虽然政府部门会发布其中一部分，但更新频率以季度甚至年度计，大幅落后于实际经济活动变化，而且各个地区、行业和国家的统计口径都不统一。另外还有很多数据政府并不公布，需要金融机构自己调研获取。
3.卫星遥感数据服务金融行业优势显著
早期国内金融机构收集另类数据主要以现场调查、随机抽样、人员走访等方式为主，近年来随着互联网技术、人工智能、大数据、大模型等新兴技术的蓬勃发展，金融行业所能够使用的信息收集手段在不断增强，各家机构为了保持自身行业地位和竞争力，不断追求“更快、更准、更全面”的信息获取和数据分析技术，在金融科技创新方面投入了大量人力物力。卫星遥感技术作为目前对地观测范围最大、地表信息获取效率最高、数据内容最为丰富的信息收集手段之一，不仅解决了传统调研方式周期长、干扰因素多、样本量不足、不够客观中立等问题，还突破了国别和地域限制，大大提高了金融机构对于全球实体经济分析判断的准确度，显著降低了信息获取难度和成本，增强了其扩展全球范围业务的能力。基于这些特性，卫星遥感技术在服务金融行业方面具备得天独厚的优势，也正在被越来越多的金融机构所使用和重视。
三、卫星遥感应用技术在欧美发达国家金融行业的发展现状
1.欧美金融市场经历遥感数据应用快速增长
得益于更加发达的金融市场体系以及更早发展的商业航天产业，卫星遥感应用技术服务于金融行业在欧美已经有近10 年的发展历史。在发展早期，遥感卫星技术在欧美市场也面临过时空分辨率不足、数据准确性缺乏验证、成本过高等问题，但随着上游数据源的快速建立，应用产品的数量和质量得到了迅速提升，并逐渐成为银行、保险公司以及投资机构的业务刚需。
2014 年，Remote Sens杂志发布统计报告显示，当年全球农业保险市场保费规模约125 亿美元，这其中宣称对遥感卫星技术感兴趣者众多，但实际使用的公司屈指可数。该报告认为，遥感卫星在当时没有发挥出很大应用价值的主要原因在于：受限于时空分辨率和用户预算成本等因素，遥感卫星所获取的信息与保险公司想要了解的情况存在一定差距，往往是间接证据而非直接证据，导致保险公司对于这一技术的可靠性和易用性存在疑虑。同时，卫星数量不足导致服务不及时、覆盖频次偏低，也是限制这一技术发展的主要原因。
然而仅仅4 年之后，国际农业发展基金（联合国系统专门向发展中成员国提供粮食和农业发展贷款的金融机构）于2018 年专门起草了一份报告，对遥感卫星技术在农业保险中的应用前景给出了非常乐观的判断。报告指出，虽然在北美等地区已实现了大规模机械农场作业，但在非洲和亚洲地区，仍分别有70%和80%的农产品是由零散的小农户提供，对应潜在的农业保险市场规模约830 亿美元/年。但由于这些小农户的田地分散、历史数据缺失，现场调查困难，导致其难以真正获得农业保险服务。为了抢占这一市场，各国保险公司正在努力引入新一代信息技术，并通过发展指数型保险产品来发挥保险公司在大数据获取方面的技术优势，降低精细化理赔所带来的高额成本。其中，遥感卫星技术因其在全球覆盖、历史数据、快速灾害定损方面的突出优势，已成为农业指数型保险产品定价过程中非常重要且不可缺失的一环。
至2020 年前后，国际商业遥感卫星技术已从传统的农业保险扩展到工程、巨灾等其他保险领域及银行服务，使用者也从少数欧美发达市场扩散到其他新兴市场国家。2021 年，ICICI 银行成为了印度首个将遥感卫星技术应用于农业贷款授信的银行机构。
2.遥感数据金融服务领域从银行保险扩大到证券投资
遥感卫星技术在国际金融投资领域的应用同样也始于2014 年——美国遥感卫星数据公司Orbital Insight 在2014 年9 月首次尝试通过卫星图像分析停车场中的车辆状况、数量和时段，来观察并分析每个零售商的停车情况（图1）。基于对罗斯百货停车场的历史数据进行分析，Orbital Insight 大胆对该公司2014 年第三季度销售额进行了预测。几周后当罗斯百货公布财报时，实际数据与Orbital Insight 的预测值高度吻合，立刻点燃了投资市场对于卫星数据价值的极大热情和关注。Orbital Insight 的这款零售商数据产品也成为了欧美金融市场首个以卫星遥感为基础的应用产品，并持续服务至今。目前该产品追踪的连锁零售商已多达近百家，覆盖全美100 多万个室外停车场，对于关注美股零售企业的分析师、交易员、基金经理来说已成为不可或缺的决策参考。同时，由于该数据不仅可以反映该零售商的客流量和销售能力，还能对该地区的零售业整体发展水平进行评估，对于研究美国第三产业的智库和经济学者而言也具有很高的使用价值。
图1 美国遥感公司Orbital Insight 对北美仓储卖场停车场的监测影像
除了服务股票市场之外，卫星遥感数据在国际期货投资市场也开始大显身手。美国目前已有多家商业遥感卫星应用公司推出了针对黄金、原油等重要大宗商品的监测服务产品。这些公司利用高分辨率的光学及雷达卫星数据，对全球主要的金矿开采情况、黄金精炼厂的运营生产情况、商业原油库存地的储油罐数量及储量情况进行定性和定量分析，从供应端变化推测未来市场走势和期货价格的波动。这些数据产品不仅更新时间明显早于政府发布的官方数据，而且涵盖更多细节信息，对于期货投资者来说至关重要。特别是在疫情期间，在全球供应链面临诸多不确定因素、大宗商品价格波动剧烈的情况下，美国对冲基金等大型期货投资机构多次利用遥感卫星技术，准确发现大宗商品全球供应链的变化拐点，获取了极高的投资回报。根据安永发布的全球资产管理行业调研报告显示，经过数年的快速发展，至2019 年已有约12%的欧美买方金融机构开始使用卫星数据作为其决策依据，且用户数量持续以两位数的增速不断增长。
3.多家卫星遥感公司涉足金融服务
根据美国卫星产业协会（SIA）最新发布的报告，2022年全球卫星产业收入规模已达到3840亿美元，其中卫星应用服务的经济规模约为1133 亿美元，约有800 多颗主要由商业运营商控制的遥感卫星绕地球运行。经过近10 年的产品打磨，同时依托于发达的金融市场和充沛的遥感数据供应，多家遥感应用公司如Satellogic、BlackSky Technology、Spire Global 目前均已涉足于金融领域服务。拥有“鸽群”星座的美国Planet 公司更是将“地球数据的彭博终端”作为自身定位，将金融行业特别是金融投资机构作为其重点服务对象。此外，像Genscape、RS Metrics 等以金融数据分析为主的公司也纷纷扩展信息获取的技术手段，将基于卫星遥感数据的行业情报服务作为其主打产品。Maxar Techonologies、Airbus 等体量庞大的太空技术公司目前仍以军方和政府领域为主要应用业务导向，但金融机构客户是其基础影像产品的重要采购方之一。
四、卫星遥感应用技术在国内金融行业的发展现状
1.银行业和保险业纷纷布局卫星遥感应用
根据北京金融科技联盟专委会在2023 年发布的行业研究报告显示，其调研的24 家机构中有12家银行机构和4 家保险机构启动了卫星遥感应用相关布局，在所有调研机构中占比达到了68%。各家机构使用卫星遥感应用技术的原因包括：提升贷前、保前的风险评估能力；部分替代一线员工的现场调查工作，或提高其工作效率；提高贷后、保后的风险管理水平和服务响应速度；提升客户体验和售后服务内容；激发业务创新和行业竞争力等。其中，最早启动卫星遥感相关项目的机构是中国人民保险集团（2009 年启动了卫星遥感在主粮农业保险的承保验标应用项目），其获取的卫星遥感数据也主要来源于体制内单位。随着国家放开商业航天产业政策，卫星遥感的商业化数据和应用服务开始涌现，其他银行保险机构在2019 年之后陆续开始了在卫星遥感应用方面的尝试和探索。
在应用领域方面，农业、能源、自然资源的测量监管，工业工程进度的管控追踪最为常见，占到了需求总量的90%以上。其中针对主粮作物的农业应用场景占比最大，机构接受程度最高，正逐渐成为农业保险和农业贷款的业务刚需。另有少量机构通过夜光等大尺度数据观测全球城市活力和宏观经济变化，作为长期经济趋势判断的基础。
在数据获取和使用方面，银行和保险公司主要采取的方式有三种：一是直接采购商业遥感数据后自行加工，或通过联合发射等方式获得专有的数据资源，例如平安银行在2022 年8 月发射了平安3 号光学遥感卫星，其整星质量约75kg，分辨率0.9m，幅宽14.4km，其目的是与此前发射的两颗物联网卫星平安1 号和平安2 号相互补充，实现数据交叉验证，为供应链上下游企业提供金融服务。北京四象爱数科技有限公司在2021 年浙江地区遭受超大型台风“烟花”袭击期间，充分发挥了SAR卫星不受云雨天气的影响，为当地多家保险公司的快速理赔提供了重要技术支持（图2）。
图2 宁波三七市镇及周边地区2021 年7 月末水稻受灾程度分布图
二是将数据和应用处理服务进行打包采购，服务商提供金融机构业务人员可直接使用的分析结果，采购单位不需要具备专业技术团队。三是采用云数据和共用服务平台，通过深度学习等AI技术自动解析卫星遥感影像，直接面向单元更小的最终用户（如农户）提供服务。例如网商银行在2020 年推出的“大山雀”系统，可自动识别几种常见作物的种植面积和种类，并结合农户对耕地的自证信息、土地流转数据、当地气候及地理历史数据等分析作物长势，预估产量和产值，为农户提供合理的信贷额度和还款条件。截至2021年底，“大山雀”系统已为1000 多个县的60 多万种植户提供了信贷服务。
2.金融投资机构开始试水卫星数据产品
受到欧美市场的影响，以及行业竞争加剧的推动，国内金融投资机构对另类数据源的重视正与日俱增，特别是在疫情期间现场调研大大受阻的情况下，各家机构都在寻求新的远程信息获取手段，遥感卫星技术也随之被多家头部机构所发现和使用。
2020 年3 月，国内头部券商国泰君安研究院率先联合四象科技发布了“卫星看中国”系列研究报告，利用光学、雷达、红外等多种遥感卫星技术，对国内外重要经济活跃地区的夜间灯光亮度、工地施工状态、工业气体排放、城市及工业区热力变化等信息进行定性和定量分析，直观反映了疫情暴发初期全球各地管控措施对实体经济造成的冲击和影响。截至目前，四象科技的经济指数产品已服务了国内数十家包括大型券商、公募基金、私募对冲基金、资产管理公司、期货投资公司在内的知名金融机构客户，并同时吸引了多家双一流高校、相关产业研究单位、国家经济智库的合作需求。图3 为四象科技宏观大数据平台界面。
图3 四象科技宏观大数据平台
此外，近两年受到国家层面“碳达峰、碳中和”政策引导，众多金融投资机构开始愈发重视对于ESG（Environment，Social，Governance）指 数 和相关投资产品的开发。ESG 中的“E”所代表的环境保护情况，恰恰是卫星遥感技术最擅长监测的地表信息之一。通过卫星遥感对污染排放的监测，绿色能源的产能测算，捕捉绿度数据，可以很好地反映工厂或地区对于自身排放的管理效果，以及对周边生态环境的影响。这一数据产品，可为金融投资机构建立上市公司ESG 评价体系提供重要参考。
3.当前依然面临诸多困难与挑战
（1）商业遥感卫星应用落地技术门槛较高
卫星遥感技术应用是多学科的融合应用，技术门槛较高。在系统建设方面，卫星遥感数据的综合性分析系统涉及遥感、地理信息、图像处理、人工智能、空间数据库存储、可视化分析等多学科技术，建设成本高、周期长。在数据获取方面，卫星遥感技术在服务金融客户时往往需要与农业确权数据、地理信息数据、气象数据等其他数据源进行融合使用，可能涉及隐私授权、相关保密要求等，且在获取过程中存在难点。在数据处理方面，卫星遥感数据需通过传感器参数、辐射定标系数、几何内外定标系数、光谱校正系数和数字高程模型等，对原始卫星影像进行辐射校正、几何校正、正射校正、图像配准、全色影像和多光谱影像数据融合等操作，将非标影像处理成标准格式影像，复杂度较高。在信息产品方面，缺少可以跨场景使用的大模型工具，大部分算法都集中在某类地物的变化检测和目标识别等特定场景，距离金融客户的实际产品需求还存在差距。在数据使用方面，如何兼顾时空覆盖度与空间分辨率是当前面临的一个难题。同时，遥感数据应用的全生命周期管理工作也有待进一步完善，从卫星数据处理、参数反演、应用模型研发、专题数据生产到业务系统开发的各个节点仍存在技术难点。
（2）为客户带来的经济价值需要更多量化评估手段
卫星遥感技术在金融领域的应用，一般是在传统流程和策略的基础上作为新的决策因子被引入。金融业是强监管、重稳定的行业，其创新技术应用的管理机制具有一定的特殊性，新技术的引入需经过完善的可行性研究、投资回报率分析等，而使用卫星遥感数据，会在数据获取、技术升级和流程改造等方面增加客户的运营成本。因此，如何能够量化卫星遥感对客户带来的业务提升或在其他方面的成本节约效应，让客户算得过来经济账，是产品推广的关键因素。
（3）面向银行保险领域的产品多场景通用性有待提升
与传统的政府应用需求相比，银行和保险机构所需要观测的目标一般比较具体且偏向微观。而现有遥感算法模型普遍存在地区或目标通用性不强、精确性不高的问题，缺少可直接复用的成熟模型，导致新产品研发投入成本偏高，这一现象在农业遥感应用领域体现得尤为明显。同时，受限于高分辨率数据源成本偏高、可供使用的训练样本有限等原因，遥感卫星对于一些较小的监控目标的初始识别模型准确率有限，信息不够充分连续，需要经过较长时间的算法提升和样本训练才能达到金融机构的要求。
五、启示与发展建议
1.产品体系刚刚起步，未来市场前景广阔
虽然目前市场上开始出现优秀的卫星遥感数据产品，但卫星遥感技术对于大部分国内金融行业而言依然是新生事物。同时，由于数据源不足、服务成本偏高、客户教育不足等原因，目前面向金融的主要产品仍然集中在几个特定场景。即便是发展相对较早的农业遥感金融服务，大部分客户对卫星遥感技术的理解依然停留在光学“看图说话”的层面上，服务功能也局限在四大主粮作物的面积测量、估产等简单基础的服务，对于更深层次的应用，以及与其他遥感甚至数据源的融合应用尚处于起步发展阶段。但随着近年上游硬件成本的快速下降，卫星数量的不断增多，更加丰富多样的产品体系正在逐渐形成。另一方面，根据国家金融监督管理总局发布的数据，2023年上半年国内房地产开发贷款余额高达13.1 万亿元，涉农贷款余额超54.64 万亿元。同时，国内农业保险服务的农产品种类已超过270 种，覆盖了农林牧渔的各个农业生产领域，并逐渐从成本评价向收入评价模型进行转变，而这其中绝大部分品种都还没被卫星遥感服务所覆盖，有待新产品体系的开发建设。按照科技服务投入平均占到业务收入2%～5% 的比例计算，卫星遥感技术面向金融领域的潜在应用市场规模可达到百亿级别。
2.遥感金融产品设计应扬长避短
卫星遥感技术未来要在金融行业实现大规模的应用发展，关键还是要解决三件事：使用成本、数据准确性、产品易用性。对于以资金交易为核心业务的金融机构来说，更高的产品服务性价比是促使其引入新技术的核心驱动力，而不会仅仅一个技术“看起来高大上”，或是在某一方面存在优势而盲目采购。卫星遥感技术在金融领域的竞争对手，并不是行业内公司，而是其他诸如无人机数据、地面传感器数据、网络舆情数据、交易价格数据甚至是人工调研数据等各类信息收集手段。因此，在产品设计时应尽量扬长避短，充分发挥卫星遥感技术在获取宏观地区性信息方面的效能优势，尽量避免在微观层面和其他技术手段进行竞争。
在产品的设计和呈现方式方面，应尽量从图像的定性分析，向数据、图表等量化分析方向发展，符合金融客户的使用习惯和工作场景。同时，产品所能为客户提供的信息价值应尽量丰富和全面，加强不同类型的卫星遥感数据、卫星遥感数据与其他数据源之间的多源融合，避免因依赖单一技术手段而导致信息的片面和缺失。四象科技于2023 年7 月发射四象A 组多源遥感卫星，正是考虑到企业客户和金融客户在综合分析方面的需求，通过配备不同功能载荷，实现了对同一地区同一时点的SAR、多光谱、红外遥感信息获取，与单源遥感数据相比，其产品体现出了极强的信息互补性和合作性。
3.制定研发和服务策略
最后，在研发和服务策略上，应用服务商需要从传统面向政府的项目制服务思路，向标准产品和SaaS 服务模式进行转变；从面向专业客户的内容更重要，向内容形式都重要，“既要内容又要好看”“既要好用又要简单易懂”的方向进行转变，大幅降低客户门槛和学习成本，才能更容易被客户所理解和接受，实现长期快速的市场增长。