无人机农业.docx

1、无人机农业无人机农业保险应用【新领域】无人机“加盟”农业保险地理信息技术与保险业的结合由来已久，尤其在国外更是有了长足发展，例如寿险、产险、农业保险等各方面都有地理信息技术的支持，而国内保险与地理信息技术的合作节奏要明显落后许多，不过喜人的是看到了现在有许多尝试正在进行，例如由中华联合财产保险股份有限公司与国家农业信息化工程技术研究中心共建的“农业保险地理信息技术联合实验室”(简称“实验室”)，旨在“引入遥感和地理信息技术，破解农业保险发展技术难题。”本期3S新闻周刊编辑团队将走进国家农业信息化工程技术研究中心，跟随遥感技术部主任杨贵军博士细数农业保险与地理信息技术的“前世今生”。农业保险与地

2、理信息技术农业是国民经济的基础，同时又是一项具有生命周期的生产活动，易受到地理和气象条件的制约。由遥感、地理信息技术、全球定位技术组成的3S技术成为了人类对地观测的新手段，极大地扩展了人类的视觉和触觉。其中农业是遥感最重要和最广泛的研究应用领域之一，从早期的土地利用和土地覆盖面积估测研究，到农作物大面积遥感估产研究，目前已可以利用3S技术集成对农作物长势的实施诊断研究、农情监测、草地产量估测以及森林动态监测等多层次和多领域;遥感技术和计算机技术的发展及应用，使农业生产和研究从过去的粗放经验式管理进入到定量化精准决策的阶段。随着2012年农业保险条例的颁布，本着健全政策性农业保险制度的目的，需要

3、在农业保险中引入现代科学技术来衡量、规范农业保险中的理赔范围、责任界定等。由于遥感在农业领域的应用很深，因此遥感与农业保险结合就是自然而然的事。杨博士介绍，实验室的成立背景就是为了减少保险核验过程中的误差率。早在2012年山东遭受了台风“达维”的侵袭，利津和陵县均受灾严重，受灾面积较大;当时中华联合财产保险股份有限公司山东省分公司抽调了200多人来调查灾情，但是受灾过后两个月都没有调查完。因此就求助于国家农业信息化工程技术研究中心，希望利用遥感技术来进行受灾面积核查，减少人工成本和时间成本。“在洪涝等重大灾情过后，遥感技术可以很迅速地得到受灾面积及受灾程度，因此我们利用灾情爆发前后的卫片数据等

4、进行分析，历时两周就做出了结果，包含整个区域的受灾面积和损失程度;然后集结山东省分公司、地方农业局两个单位的专员去现场抽样核查，准确率相当高。”杨博士表示“尤其是在绝产区域，我们通过重点抽样调查，准确率可以达到95%。”谈到农业保险与地理信息技术的前世，杨博士介绍，美国农业部和农业联邦保险公司利用Landsat卫星遥感数据对农业保险中投保人索赔进行监测，每年利用600景Landsat卫星数据对涉及的7600万英亩的索赔保单中，遥感调查出50%左右索赔存在骗保可能性。为此美国农业联邦保险公司专门成立了遥感与GIS中心，负责农业保险中业务化的空间数据处理和分析工作，以检查投保人的索赔是否属实。对于

5、国家或政府来说，投入用于遥感和GIS相关研究和处理分析的费用，与花费大量精力和财力用于骗保调查的费用相比简直微乎其微，保守估计，每年至少减少约10亿美元损失。如何生成专题数据现在与农业保险相关性高的主要是遥感技术，通过卫星遥感数据以及航天飞行遥感数据可以得到专题图。杨博士指出农业遥感与测绘遥感的不同之处在于测绘遥感后期需要生成数字制图，而农业遥感就是以影像为主，并结合多年的长势数据定量分析、建立模型，把所得数据解译成农业专家所熟悉的知识。简单说就是通过遥感图像来解读农作物是否缺肥、缺水，有无虫害等，以及预测后期产量大致是多少，品质如何等。在前文提到的2012年山东省自然灾害所导致的粮食减产、绝

6、产，所涉及到的保险事宜，其指标就是通过分析历史遥感数据记录来进行对比所得出的。杨博士告诉3S新闻周刊，当时介入到这个项目已经是灾后第三个月了，有的地块已经被农户改种了其他作物，有的由于泡水时间太长无法种植其他作物就闲置了。同时农业保险关心的主要是绝产地块，因此团队就将绝产地块作为重点关注部分。“因为灾前与灾后的作物光谱和图像是有一定差异的，所以我们选取灾情发生的前后两个时间段来与往年历史数据进行对比”杨博士解读如何判别哪个是绝产地块“比如台风于7月20日过境，我们就找这个日期之前的状态;灾后我们找到8月初的数据，两个一对比就能给灾情分级。但是如果有农民在灾后马上就改种其他作物，那8月份也会有植

7、被，也能看到光谱，这就无法判别这些光谱是受灾的还是改种的。因此我们将时间线向后延长，回溯10年中每个地块的完整长势曲线，得到地块长势曲线的多年平均线，以此作为参考标准，将当年的作物长势曲线与之相匹配，如果发现与平均长势曲线发生变异，那一定是有胁迫或灾害发生。”如果是识别减产地块，就看当年的生育曲线是否按照标准曲线走，如果有降低，那可能就是有减产;如果长势曲线发生陡然降低，或者严重偏离，则可能意味着发生大灾绝产。团队将这些分级数据定量到每个田块上就能直观地看到每个田块的损失程度如何，然后就能得出受灾总面积。因为有长时间序列农业遥感数据的积累，可以做出不同尺度的“作物长势曲线库”，这样当灾害发生后

8、，就能及时对比分析出灾害面积和等级，为农业保险提供准确依据。无人机“护航”农业保险农业专家将取得的专题数据进行判读并分级，可以为农业保险提供依据，那农业遥感数据的主要采集途径是又是什么?杨博士给出了答案无人机。高分辨率卫星遥感方面因为重访周期及价格等因素，不够灵活，受天气影响大。而无人机因其灵活性、便捷性以及价格低廉，使其成为农业保险数据的主要采集方式。在杨博士的研究中，采用了固定翼无人机和旋翼无人机，集成了自主研发的高清数码相机及多光谱、热红外等传感器。以固定翼无人机为例，一次可以飞行20多分钟，覆盖面积约5平方公里，仅需更换电池就可以继续飞行。科学研究不能只顾使用高精尖的仪器，杨博士认为农

9、业遥感跟测绘遥感不同，测绘是国家的需求，需要保证精度，所以国家会从各个方面大力支持测绘遥感。虽然农业现在是高补贴的状态，但依然没有那么多的投入，杨博士笑谈“我们自己研发的无人机及传感器较价格比国外的同类型低很多;另外我们研发的无人机及传感器更适合中国农情需求特点。”有了合适的硬件载体，关键的就是数据处理。根据农业遥感数据的特殊性，杨博士的团队吸收国内外先进经验自行开发了配套农业无人机遥感数据处理软件AgriHAWK，实现了无人机遥感数据智能、快速、简捷处理;既降低了成本也可以与硬件设备无缝衔接，处理能力与飞行能力相配套将极大地节约时间和人力。国内外农业保险差距国内外农业保险水平存在差距，但是也

10、有共性，例如“道德风险”以及空间属性。有调研显示，虽然欧美、印度、日本等国家的农业保险运作模式各具特色，但是与空间信息数据相结合这一部分是与国内共通的。差距主要体现在国内的农业保险处于起步阶段，国外农业保险行业较为成熟：由政府牵头，有大学、研究所、咨询公司等第三方机构在政府和农民中衔接，一方面为政府提供损失报告，政府为其买单，一方面农户可以从第三方机构中寻求建议等。杨博士希望国内也尽快出现这些第三方机构，这样就能有明晰的标准和准确的损失面积，政府和保险公司进行赔偿时就会有参照物。除了政策方面，还有技术方面的差异，国外农业遥感已经成熟，同时利用GIS技术将农业保险信息呈现在地图上，方便管理，加上

11、成熟的运作机制，使得整个系统透明，农民更愿意出钱去购买农业保险以保障自己的利益。3S技术在农业保险中的应用空间(一)改善农业保险承保质量通过遥感采集投保地区的情况，利用所采集到的图像与抽样调查试验数据相比，将准备投保的地块与其他地块相区别，准确测算投保地块的种植面积，避免出现谎报面积等现象;另外农业保险承保机构可以利用 3S 技术分析农业数据，并根据各地区历史保险损失数据，评估农作物风险情况，准确判定保险费率和相关保险条件，提高农业保险承保质量。(二)强化保险期间标的风险管理3S技术可以对各地区的农作物生态环境实时监测，以帮助农户提早采取防范措施。同时还可以在农业气象灾害的预测中充分发挥作用，

12、通过及时检测气象环境变化，对比分析各种自然灾害的实际应用模型和农作物生长模型，判定气候异常对农作物的生长影响并对可能造成的损失初步评估，开展针对性的补救工作，进行浇水、施肥、除虫或排水等抗灾措施。所以，3S 技术有利于保险机构真正实现农业保险标的全过程的风险管理。(三)提高农业保险理赔科学性随着全球自然环境的恶化，农作物的气象灾害、生物灾害和环境灾害呈现出类型多范围广的趋势，采用 3S 技术可以通过受灾地区受灾前后的卫星图像进行对比，确定农业损失范围和损失程度。农业风险承保机构在此基础上依据保险合同理算最终赔偿额度，从而充分体现保险的“损失赔偿”原则，既规避理赔时的道德风险，又及时足额地给予农

13、户合理赔偿。此外，3S 技术也有助于农业保险机构的内部管理，保险机构接到出险通知时便于提前测算查勘面积和查勘费用，理赔处理后进行查勘结果统计分析，提高保险机构理赔科学性。(四)构建农业保险基础数据库3S技术通过收集各地农业资源图像，掌握农业保险标的空间分布特征和逐年动态变化规律，建立并完善保险基础数据库。通过深入研究区域历史灾情序列评定模型进而提出农业保险中的风险评估体系与模型，采用现代统计数学方法和计算机模拟方法建立起区域农业保险风险评估体系，从而有效降低农业保险机构的经营风险。未来发展趋势除了遥感与农业保险结合紧密，GIS方面也将会有融合。杨博士介绍，无人机技术就是用于减少现场人员的调查，

14、减少了人力成本和经济成本。同时现在保险业务还没有涉及到具体田块，也缺乏一个统一的信息管理系统。若要把农业保险订单与地块和遥感信息连接到一起，就需要GIS系统的支持。杨博士的团队已经针对这个目的开发了一个系统，“我们的GIS系统里面集成有历年的灾害监测数据以及长势监测数据，再叠加保险保单信息、地块信息、作物信息、农户信息等，就真正实现了地理信息技术与农业保险的无缝连接，遥感技术也就真正落地开花结果了”。目前，实验室正在大力推动该系统的建设工作。除了应对气象灾害，遥感技术还有其他可以发挥作用的地方，例如参考气象指数保险建立的“遥感指数保险”，包括遥感长势指数保险，遥感病虫害指数保险，遥感干旱指数保险等，这些都是可以通过农业遥感等技术实现，配合农业保险法规，农户就可以根据自身条件来购买合适的险种，以减少损失。3S技术与农业保险结合，将为两大传统领域带来新的火花、新的机遇，这将是利国利民的好事，3S技术与农业保险的结合也将为中国现代农业的发展提供风险保障，最终受益的是农村、农民。