国产卫星遥感“双雄”对决，航天宏图VS中科星图，谁更胜一筹？

原标题：国产卫星遥感“双雄”对决，向外突破的航天宏图VS稳扎稳打的中科星图，谁更胜一筹？

作者 | 木鱼

编辑 | 小白

2024年2月29日，航天宏图发布业绩预告，营收同比下滑25%，而净利润则同比转亏。这样的业绩表现，还是2019年上市以来的首次。

（来源：公司公告）

与此同时，航天宏图的吾股排名，也从2020年的997名，大幅下滑至目前的3000名开外。

（来源：市值风云APP）

作为国内卫星应用领域的龙头，还能看吗？

数据成为新的生产要素，遥感成为必须的感知手段

先来简单认识下卫星遥感行业。

在万物互联的时代，海量数据汇聚到一起，逐渐成为互联网新经济形式下的驱动力。

数据所带来的影响力，甚至已经超过土地、劳动力和资本等生产要素，也理所应当的成为不可替代的第五大生产要素。

2022年，中国数据要素市场规模达到1019亿元，预计“十四五”期间的复合增速将超过25%，进入群体性突破的快速发展阶段，对经济增长的重要性不言而喻。

（来源：国家工信安全发展研究中心）

遥感数据资产作为当今时代的战略性资源，是其中不可或缺的一部分。

遥感数据不仅仅是所见所得的高分辨率影像，更重要的是从影像中提取的生态环境、自然资源、农林牧业、交通、能源等多行业数据，例如污染分布、作物长势、地灾隐患分布、交通设施健康等。

与地面遥感、航空遥感相比，卫星遥感观测面积大、时效性强、可重复性高，已广泛应用于国防、气象、交通、自然资源、农林、环保、防灾应急等重要领域。

卫星遥感是指通过运用卫星携带的遥感传感器，从高空对目标物体辐射及反射的电磁波信息进行探测与接收，进而获取目标物形态、属性、空间分布、数量等特征信息的观测技术。

近年来，全球卫星发射数量和在轨卫星数量逐年增加，不仅丰富了时空大数据感知手段和种类，也促进卫星应用向更广阔领域延伸。

（来源：UCS卫星数据库）

我国也进入了卫星密集发射期，2023年共进行了67次航天发射，居全球第二，共计发射105颗遥感卫星，远高于美国的72颗，继续居全球首位。

截至2023年末，我国在轨遥感卫星数量超400颗，位居全球第二，与排名第一的美国之间的数量规模差距正在不断缩小，属于全球第一梯队，已实现遥感数据的自主可用。

要实现遥感数据的“活用”，还少不了卫星应用软件的支撑。数据与计算、应用应该是一个有机的业务闭环。

由此而诞生了一个新兴行业——卫星应用与运营服务行业。站在全球角度来看，2022年全球卫星遥感数据市场总收入超44亿美元，其中遥感数据增值服务与数据信息产品两项总收入接近32亿美元。

再往大了看，则是一个涵盖上中下游三个环节的行业：

上游为卫星制造与发射环节，包括中国卫星、长光卫星（IPO）、世纪空间（IPO）、天辅高分等公司；

中游为地面应用系统设计开发与集成，卫星遥感数据处理服务等运营服务环节，包括航天宏图、航天世景、欧比特、中科星图等公司；

下游为卫星遥感数据各大产业领域应用环节，这一环节的竞争者众多，市场高度分散。

遥感应用作为载体，将基本的视觉图像变为可实现高精度、全要素提取的时空信息，为各行各业制定决策提供量化依据，也成为数字基础设施的重要组成。

（制图：市值风云APP）

遥感软件国产化替代

回到上市公司层面。

01 PIE遥感软件，卫星应用事业的开始

在上世纪90年代，外企凭借核心技术，牢牢垄断国内卫星遥感软件市场。一位毕业于中科院遥感地球专业的博士王翔宇，立志要研发出中国自己的卫星遥感软件，改变这一现状。

在两家软件公司积累了一些经验后，王翔宇于2008年创立了航天宏图。

刚成立时，通过参与环境减灾小卫星地面系统的设计项目积累了一些技术经验，航天宏图在2009年推出第一代PIE遥感基础软件，并在2010年推出2.0、3.0版本，成为卫星应用事业的开始。

从2010年开始，国家发力遥感体系建设，航天宏图完整参与了高分辨率对地观测系统建设，积累了大量高分遥感应用共性关键技术，开始PIE软件的二次开发，构建了上百个场景应用，在十几个行业得到业务化运行，进入快速发展阶段。

由此，PIE成为一款拥有完全自主可控的成熟卫星应用基础软件平台，2017年入选中央国家机关软件协议供货清单，是当时遥感类唯一入选的产品，实现遥感基础软件的国产化替代。

2019年，航天宏图登陆科创板，成为一家国内领先的遥感卫星应用服务商。

02 一云、一球、一工具集

目前，航天宏图的收入主要由三部分构成：系统设计开发、数据分析应用服务、自有软件销售。

其中，数据分析应用服务在最近两年的增速最快，并在2022年成为收入占比最高的板块，系统设计开发其次，这两个板块在2022年的收入占比分别为60%、39%。

（来源：市值风云APP）

自有软件销售虽然占比最低，但地位却非同小可，因为其两大产品遥感图像处理基础软件平台PIE、北斗地图导航基础软件平台PIE-Map，是另外两个业务的开展基础。

（系统设计开发业务内容，来源：公司公告）

系统设计开发业务是根据下游用户需求，定制开发行业应用系统和信息化系统咨询设计，遥感和北斗行业应用系统开发也都是基于自有基础软件平台PIE。

（数据分析应用服务内容，来源：公司公告）

数据分析应用服务内容亦是如此，基于PIE提供数据处理加工、监测分析、信息挖掘等服务。

整体来看，航天宏图的业务版图可以概括为：一云、一球、一工具集 。

（来源：公司公告）

所谓“一云”，即时空遥感云服务平台的PIE Engine，基于云计算、物联网、大数据和人工智能等一站式地球科学大数据实时计算平台，对标谷歌地球引擎Google Earth Engine 。

（来源：公司官网）

“一球”即智慧地球平台PIE-Earth，承载云端海量多源数据，实现海陆空天电等多维环境全景构建与仿真展示，可用于快速构建不同尺度、高度逼真的实景三位和数字孪生城市场景。

（来源：公司公告）

“一工具集”即PIE基础软件工具集，包括各细分领域处理工具，自由化定制的通用性产品，可提供多源地理时空数据的分析、处理与加工能力。

（来源：公司公告）

这一产品版图背后依赖的是一套具有完全自主产权的核心算法 ，借此参与多项重大战略工程和科研项目中，是其核心竞争力和技术壁垒。

自主发射卫星，突破上游数据源瓶颈

在卫星遥感应用方面积累了一定的实力之后，航天宏图开始尝试向上游数据源拓展，构建空天地一体化数据资源。

2022年，航天宏图启动了商业化运营雷达卫星星座计划——女娲星座，并计划在2025年完成全部38颗卫星的发射。在此之前，国内成体系最大的光学星座只有长光。

建设完成后，航天宏图将拥有全球第一个以雷达卫星为主，对全球进行覆盖的独有数据源，全球1天覆盖、1小时快速重访的全球领先遥感数据获取与一体化卫星运营服务能力，这一能力将是全球首创并成为公司又一大竞争力 。

2023年3月31日，“宏图一号”卫星星座成功发射，包括4颗分布式干涉SAR高分辨率X波段合成孔径雷达卫星。

其具备全球范围高分宽幅成像、高精度测绘及形变监测等能力，可快速、高效地制作高精度数字表面模型，完成全球非极区测绘，在1年内完成全球陆地范围测图。

干涉SAR卫星，简称lnSAR，相比光学卫星，其可穿云透雨、穿透地表，不受天气条件影响。

相比普通SAR卫星，lnSAR能够进行地面沉降监测和全球高精度测绘应用，实现3D、4D成像。

目前我国商用、民用领域SAR卫星数据源仍较为稀缺，航天宏图的业务拓展也将填补国内市场的空白，助力商业航天发展。

以上的这些成果，离不开一支以硕博士为主的技术研发团队，截至2022年末共计2,711人，占全体员工的81%，其中博士121人。

（来源：市值风云APP）

最近几年，航天宏图的研发投入（全部费用化）也在逐年增长，2022年共计投入3亿元，研发费用率12%。

对标中科星图，各有优劣

A股上市公司中，与航天宏图业务比较相近的有中科星图，在接下来的分析中将会一起对比分析。

（来源：市值风云APP）

中科星图的核心产品为GEOVIS数字地球，对标的也是谷歌地球引擎Google Earth Engine，并以此构建了“1+1+1+N”产品体系架构。

即一体化云平台层，一套数字地球基础平台，一套大数据共性应用中台，N个行业应用系统。

（来源：中科星图公告）

中科星图的实控人为中科院空天院，在这个以政府、军队为用户主导的行业，这样的背景是一个无形的加分项。

（制图：市值风云APP）

在现有的业务范围下，中科星图也提出逐步布局上游商业航天，实现基于卫星、航空飞行器的空天数据采集与地面数据接收、处理、应用的天空地融合，不过目前还未有切实的行动，航天宏图在这方面更领先一步。

“宏图一号”也帮助航天宏图打开了海外市场。

2023年7月，航天宏图中标了“玻利维亚国家综合无线电频谱系统-拉巴斯电磁频谱采集、监测系统”，是卫星星座服务能力出海的第一单。

（来源：公司公告）

在此之前，航天宏图已经在泰国、澳大利亚、巴基斯坦、孟加拉等国实施项目，并在2022年首次披露境外收入：208.25万元。中科星图也有意开拓海外市场，只是还没看到成果。

一直以来，航天宏图的营收规模都领先中科星图，但在2023年被反超，当年营收18.42亿元，大幅下滑了25%。

（注：2023年数据取自业绩快报；制图：市值风云APP）

航天宏图给出的原因为，宏观经济环境承压以及公司在军采招投标资质暂停（20230928-20231120期间）。不过参考中科星图的业绩表现，应该后一个原因占比更高，或者不排除这也在一定程度上推动了竞争对手的业绩增长。

（注：2023年数据取自业绩快报；制图：市值风云APP）

外加2023年，航天宏图大力拓展海外市场产生的市场推广费用，股权激励产生的股份支付费用等，当年的利润亏损了3.67亿元，表现并不好。

整体来看，航天宏图与中科星图的业务重叠度较高，且实力都不容小觑，前者在上游业务拓展、海外市场布局等方面更领先，后者的股东背景更强势。

但业务拓展的成果尚未放量，而2023年下半年军采招投标资质又被暂停了近两个月，这些对业绩造成了致命的影响。

后续风云君将持续关注航天宏图的向外拓展收效，这也是其今后业绩走向的关键。

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遥感探测器的工作原理、优缺点和应用

遥感被定义为从观测的角度观察和收集任何物体、场景或现象信息的一门技术或科学。“remote”这个词用来指某物(感兴趣的物体)存在于一个遥远的位置，或者不存在于物理接触中。

在20世纪60年代早期，遥感这个术语首次被创造出来。

这是一种基于仪器的技术，在这种技术中，从遥远的位置进行观测的设备被称为遥感器，或者简单地说，传感器是空间中的卫星或飞机。这种遥感技术的关键要素之一是电磁辐射。

目录

遥感基础

我们知道，要进行遥感，卫星或飞机之类的设备必须在偏远的位置。现在问题来了——一个放置在如此远的地方的设备是如何收集地球表面一个区域或物体的信息的?

基本上，为了收集信息的目的，空间中的遥感器向感兴趣的目标发送能量。卫星发射出的能量可以是光能，也可以是另一种电磁波或声波，当从物体或任何特定区域反射回来时，可以显示出物体或任何特定区域的特征。

人眼被认为是最常见也是最有效的遥感器之一。然而，我们也意识到这样一个事实，即人眼的视力有一定的允许范围，超过这个范围，观看的清晰度就会下降。

此外，在摄影系统中，传统相机被用作遥感器，因为我们知道，要捕捉任何图像，相机都要从特定的距离聚焦在目标物体上。在这里，当到达物体时，相机发出的光能从物体反射回相机。相机有光能敏感胶片，可以探测入射的能量，一旦反射光暴露在胶片上，就会产生一个潜影。然后在实验室把胶片适当地冲洗出来，就产生了一张照片。

因此，我们可以得出这样的结论:人眼和照相系统都使用相同的观察和记录原理，并且都对接收到的一小部分反射能量作出反应。然而，在另一方面，现在使用的遥感器被设计用来捕捉物体或表面在0开尔文以上温度下传输的相当大范围的反射辐射。

遥感原理

我们都知道，当飞机或卫星发射电磁辐射时，地球表面上的每个物体都会在光谱的多个波段反射可变的能量。现在问题来了，如果光具有相同的频率或波长，那么为什么它在被不同的物体反射后表现出不同的特性呢?

所以，基本上，从地球表面任何物体反射回来的能量取决于材料的性质以及入射能量的性质(如入射角度、强度、波长等)。因此，在遥感对各种物体或地表的探测与判别中，反射电磁能的个体性起着至关重要的作用。

任何能够捕获物体或表面反射电磁辐射的设备都被称为传感器，而携带该设备的车辆则被称为平台。传感器是相机或扫描仪，而卫星或飞机等设备充当平台。

遥感是如何实现的?

遥感是通过测量来自地球表面的电磁辐射特征来确定地表参数的过程。基本上，地球上的物体或被测特定区域本身是由各种材料组成的。因此，遥感是用来检测和测量电磁能量从测试对象反射。当传感器接收到反射的辐射时，它可以帮助识别物体的类型或类别、物质或区域的空间分布等特征。

下图是遥感技术的示意图:

在环绕地球运行的太空中，一个天体(卫星)的高度非常高，它可以很容易地捕捉到地球表面的细微空间区域以及大型物体。

遥感操作

为了了解遥感数据获取所涉及的各个阶段，看下图:

波源发出的电磁能(P): 太阳被认为是遥感的重要能量来源。有时可以产生人工能量的装置安装在平台上，例如，闪光枪或能量束。

能量从源向地球表面的传输(Q): 当能量被源发射时，在电磁辐射的传输、吸收和散射过程中发生。基本上，源的能量以光速传播。

能量与物体或地球表面的相互作用(R): 源在遇到多个障碍物后发出的能量与感兴趣的物体相互作用。正如我们已经讨论过的那样，各种物体对透射辐射的行为都是不均匀的，因此，正确地观察能量的特征行为总是必要的。

物体向传感器传递能量(S): 来自源的能量被物体反射后重新进入大气区域。大气的组成部分，如水分子，各种气体改变了原始的能量。

传感器记录能量(T):为了记录来自物体的反射能量，传感器使用照相或非照相底片。这些传感器位于高度为700至900公里的极太阳同步轨道上。该轨道上现有的卫星是遥感系列卫星。而电信和气象监测卫星则位于海拔约36000公里的地球静止轨道上。遥感卫星中的传感器被设计成能够探测和收集从地球上的物体反射回来的电磁辐射。

将记录的信息传送到地面站(U): 此时，需要将传感器接收到的数据发送到地面站，因此，传感器的卫星通过电子方式将接收到的数据发送到地球上的单个或多个地面接收站。接收站的数量取决于所收集的数据的类型。

信息提取与处理(V): 地面站一旦接收到图像数据，就需要进行必要的处理，包括去除数据采集过程中引入的信息误差。因此，在进行必要的校正之后，使用图像处理技术从模拟或数字形式的图像中提取信息。

数据分析(W): 最后对处理后的信息进行适当的分析，对所考虑的对象或位置的特征获得最合适的想法。为便于理解，适当分析的信息在专题地图的不同层中表示。除了以表格形式表示资料外，还考虑了定量措施。

遥感类型

遥感分类主要表现为对产生电磁能量的源类型的依赖。

根据产生电磁辐射的来源，将遥感分为有源和无源。

被动遥感:利用自然能源如太阳产生电磁辐射并进行遥感的遥感类型称为被动遥感。一般来说，太阳能被用于各种遥感应用，即被动运行模式。目标在特定波长处反射的太阳能被传感器感知。在这种情况下，接收到的信号强度与大气以一种有效的方式相互作用，因此信号强度没有显著的损失被注意到。这类似于从普通相机中获取图像的类比。

主动遥感: 在这种类型的遥感中，能量由平台上的自带源产生，并发送到目标。平台上的传感器收集目标的反射能量。主动遥感的一个类比例子是用内置闪光灯的设备捕捉图片。

真实遥感系统的特点“，

我们已经看到，理想情况下，一个遥感系统应该能够根据应用有效地收集关于远程位置的信息，而不会有很多损失。让我们看看与用于实时操作的遥感系统有关的缺点。

能源: 能源在时间和空间上表现出不同波长的不均匀性，主要影响被动遥感。因此，必须对源特性进行适当的校准。

大气: 大气对发射或接收能量的光谱分布和强度作不必要的改变。大气间的相互作用与波长、传感器类型以及所涉及的应用有关。

能量-物质相互作用: 不同的目标是由不同的物质组成的，因此能量与每个目标的相互作用方式都是不同的。但光谱特征即使在不同的物体上也是相似的，因此，有时区分目标变得很困难。

传感器: 真正的传感器通常对所有波长都不敏感，并提供有限的空间分辨率。因此，需要对传感器进行适当的校准。

数据处理系统: 在数据处理中，机器扮演着至关重要的角色，而来自人类的输入也是处理传感器数据的一个重要方面。传感器频繁地产生大量的数据，但数据处理能力相对较弱，因此几乎不可能对数据进行实时处理。

数据用户: 将数据转换为信息的最终用户对于遥感任务的成功完成也很重要。如果有问题，用户基本上需要意识到，并且必须在数据生成方面拥有丰富的知识。用户必须能够有效地解释所获得的数据。

优点

缺点

遥感应用

遥感的各种应用包括模拟水文状态，在灾害管理服务，如洪水、地震、干旱预警和其他自然灾害。它还包括环境监测、损害评估、防止侵蚀、监测土地和野生动物栖息地。

通过遥感、考古调查、气候变化措施、生态调查、工程建设、林业、军事、矿业、航海等方面的有效工作。

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