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卫星照我去种地

2017-02-16 14:28:05 商界 

  一块地,种什么,怎么种,何时浇水施肥,何时收割,产量多寡……播下第一粒种子前,你全能提前知晓。中国农业正步入集约化、大规模机械化时代,这家公司通过卫星,帮你精准务农。

  文/本刊记者 刘 醒

  宇宙静寂。地球之外的广袤空间,3 335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2次,每次同一时间,掠过地球同一点,拍摄分辨率约1千米的影像。

  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1千米为单位,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(000931,股吧)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3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(600582,股吧)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。

  从NASA到农村

  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”。2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4、5年之后的事儿。”

  根据农业部数据,截至2016年6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。

  知天而作

  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4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3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”。

  做确定的农业

  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3倍多。

(责任编辑:宋埃米 HT004)
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