泰伯网讯,5月18日,国家航天局遥感卫星应用总工程师兼高分专项副总师、国际宇航科学院院士赵文波在WGDC2023第十二届全球地理信息开发者大会上受邀演讲《构建空间信息产业链体系理论与实践》。
以下为演讲全文(实录):
尊敬的各位与会代表,大家上午好!特别荣幸受泰伯智库的邀请,在今天给大家报告一下,目前我国的遥感对地观测,在国家顶层以及各地政府层面已经取得一定进展。为了今天报告能够有一些共同的商讨,让大家了解更多的背景,我在这儿也汇报一下,我的报告题目叫“构建空间信息产业链体系”。
空间信息产业链通导遥一体化,高分重大专项当年(2006年)被列入国家“十一五”16个重大科技专项的时候,总目标是“形成空间信息产业链”,特指遥感率先提出形成空间信息产业链的国家理念和战略目标。
当年被列入16个重大专项,北斗提出的是形成全球覆盖能力。大家非常清楚在北斗打完55颗星,形成全球覆盖能力的时候,习总书记亲自向全球发布,所以对于重大专项标志性的结论都具有国家战略意义。为什么说到北斗呢?昨天国家刚发射了第56颗北斗导航卫星,大家要关注新闻。它面临着“十一五”被列入、历时15年执行的重大专项,其结束之后下一步如何思考?在形成空间信息产业链的基础之上,如何建强空间信息产业链?
在国家2006年启动专项的时候,我们国家尚没有形成商业航天或者说商业航天刚刚起步。到国家民用空间基础设施的时候,2015年正是商业航天的元年,当时商业航天也没有形成一个重要的国家对地观测领域的一支新力量。但在今天再论未来空间信息产业链的时候,商业航天已经成为不可忽略的一个重要的组成部分。今天我结合着这个题目给大家做一个汇报。
我的报告是30分钟,正常的是9点开始,因为后边还有一个圆桌会议,其实我希望大家都把时间控制住,对圆桌会议的嘉宾和研讨,不仅台上的嘉宾可以研讨,台下的人也可以提问,所以把最后一个环节的时间加长一些。
目前,中国的遥感发展,有的在体制内或者关注遥感的,因为今天是遥感的分论坛,所以大家都很清楚国家层面有两大计划:1)高分专项,执行周期2010年—2020年,十年总目标形成空间信息产业链。2)国家民用空间基础设施,执行周期2015—2025,也就是“十四五”末。“十四五”之后的“十五五”、“十六五”对地观测如何走向,也是今天圆桌会议着重要讨论的,也希望大家献计献策思考的。国家民用空间基础设施也是历时十年,规划了66颗遥感卫星(这是发布的),后来做了一些调整,因为商业航天的力量采取了PPP或者政府购买服务的形式,国家的投资就减少了一些,也是充分利用商业的力量。在这里边两大计划对国家的对地观测、对国家的空间信息产业起到了强劲的牵引作用。
目前我们正在按照数据型谱理念来规划国家空间基础设施的思考。这次“424”航天局公布了大约遥感有二三百颗,但是用的怎么样?所以现在的价值是倒三角,星多,用少,或者是星的投入多,价值产出少。我们怎么变成正三角?这都是我们要思考的问题。
带着这些问题,怎么落实习总书记的指示?习总书记在2016年设立首个中国航天日的时候提出了,我们必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发布。“三空”是中国国家航天局在2000年第一次发布白皮书的时候提出的理念,当时叫空间技术、空间应用、空间科学,采取的措施是积极投入,坚定支持,投资的力度、结构比由四个词来形容,优先支持、积极鼓励、跟踪、扶持。在这样的过程当中,经过16年,习总书记要求全面发展,无论在人力、财力、国家的政治上可能都要进行一些新理念的布局。航天局的克俭局长也提到了,未来发展三个重大方面:1)航天重大工程。2)卫星应用。1)国际合作。所以要加快卫星应用产业化的发展,这是我们的上位法。
在上位法之下如何落实?高分专项这十几年是怎么干过来的?国家重大专项有它的使命,自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来。这是国务院发布“十一五”16个重大课题专项的方针,这四个词字字重如泰山,所以现在要求自主安全可控,当年也提出自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来。我们通过什么治理能力、治理体系现代化来支撑这个行业的发展,支撑国家国民经济社会发展。
高分专项2006年列入之后,现在回头看,当时觉得很遥远,15年之后是什么样子的?那个时候的想象力到今天是如何实现的。我们提出空间数据要自给,当年立项的时候国家的自给率不到20%,当时提出的目标希望能到60%,因为你进步,国外也在进步;你开放,国外也在开放。现在美国的一些数据仍然免费向全球提供,所以我们的数据自给率达到全面100%也不现实,好东西拿来用也是大家的共识、共享,所以第一个数据自给。第二个一定是稳定运行的系统,否则不可持续。第三个总目标形成空间信息产业链。高分专项的国家使命就是解决4个难题:1)自给率。2)高效能的天地用一体化的稳定性系统,大家可以注重一下打红字的定语,数据自给一定是高价值的数据、有用的数据、高质量的数据,稳定运行一定是天地用落脚点在用上。3)最重要的国家使命是实现由试验应用型向业务服务型转型。4)形成空间信息产业链。
我们要寻找工程的实施途径,刚才我来的早,跟张兵院长在讨论,大家怎么理解什么是科学家、什么是工程师?是科学家思维下的工程师,还是工程师思维下的科学家?这个是很不一样的,或者开玩笑说,你是在用左半脑在思考还是右半脑在思考。工程实施途径远景很美好,但是怎么实现、怎么落地,这是工程师要思考的问题,所以主动部署空间应用。国家重大专项中唯一对应用发力的是高分专项,发力的重点是构建空间信息产业链。
前段时间我看了一个诺奖的得主,他说了一句话,你理解一件事,先从构建它的体系开始,当你把它的体系构建出来,这里边的事就都可以干了,也都可以看明白了。这也是我这次题目的核心。
我给大家简单的回顾一下,我们国家高分专项是怎么塑造出来的。创造未来最佳途径是塑造未来,高分专项也不是说当天一拍脑袋就出来的,国家航天局历经12年的努力,1998年国务院机构改革成立政府部门管归口的国家航天局,在这之前是由集团公司来分管,就像现在的铁道局也是这样分开的。从1998年在原国家航天局局长栾恩杰栾院士的指导下,我们开展了大踏步一系列的创新探索。
在整个的链条当中最核心的点,我标了一下每年一步一个台阶怎么出来的,1999年国家第一个陆地资源卫星——资源一号卫星发射的时候,发射之后没人用,所以在立项后续卫星都是一个极其艰难的事。国家财政立刻就问,没人用为什么还要发卫星,所以航天局提出了“启动用户计划”,应该说真正遥感启动用户是从1999年开始,2000年把大航天概念拓展开来,由空间技术拓展为空间科学、空间应用,就是一体两翼。
接着白皮书被定为战略白皮书,大家可以了解一下中国航天发展的历史或者中国遥感发展的历史。在这里边首次提出了陆地、气象、海洋三个系列,还有一个环境减灾星座,所谓的星座是在一个时间点上添上了卫星组网能够完成功能,而系列是更新换代,不断的永续,稳定运行,在这里边的概念是有不同的。
接着2003年召开第一次民用航天工作会,提出了由试验应用型向业务服务型转型。高分专项完成的第三个国家使命,我们在同步推进一些理念的时候,同步要找到落地的办法和措施,所以不断的推出航天重大工程,不断的推出航天重大专项,这也是我们一个顶层谋划,也就是为国家搭建一个四梁八柱,同时我对我自己的定位是对地观测领域的一个架构师、一个设计者,相信我跟各位都是非同质化的职业关系,有很多东西可以充分的沟通交流。在这过程当中开始大踏步往前走,最核心的关键节点是2005年进行了天地一体化结构调整,核心把应用推到了前台。2006年恰逢国家论证重大专项,应势、顺势而成事。习总书记也说,“虽有智慧,不如乘势”。
在国家大的科技快速凝练重大专项背景下,高分重大专项做好了储备,也有了一些有效载荷工程化预研的成果,就是现在民用高分的7颗卫星、20多个载荷,都是在2003年投下去的,之后到2006年已经攻关建了初步成果,所以计入了重大专项可行性或者必要性或者经济价值形的论证,2006年就列入了国家重大专项,之后开始了全面的论证实施方案,到2010年经国务院批准。
我是用一个很简单的线条,也是国家的一个主轴,同时也是航天局发展或者我个人职业生涯的一个过程。在这里边我说的对的都是集体的,如果说的不对的是我个人的。
经过十年塑造了之后我们怎么做的?工程师途径是什么?所以给国家一定要搭建一个顶层治理的四梁八柱。我在这里边用不到20张的片子,快速的给大家看一下,有些东西可能是示意了,因为这是十年干过来的,领着全体队伍总结之后形成的一些核心的理念和观点,也是指导未来十五年中国对地观测走向的基础或者是大家共同努力的方向。
我们定义为“十三五”模型,“十三五”模型主要是四梁八柱,上面一层是工程系统总体“五”,下边是十要素理论架构是“柱”,顶层是五位一体,下面是十个,按照习总的方法论,顶层是总体布局,柱子是战略布局,下面是总目标,总目标的空间信息产业链由三个子链构成,后续PPT会一个子链一个子链打开,也就是怎么构建的空间信息产业链。产业链和顶层的总体架构设计通过十个柱子落下来,这就是高分十年的创新创造和价值产业链的形成,我相信可能很多人也参与高分的工作。
顶层、理念已经成了卫星工程转型为卫星应用工程,也就是原来我们的卫星工程几大系统,我没有标圈标黄的都是原来的模式,整个画圈的通过十几年新模式的创新实现的成果、结果。原来卫星运载发射测控地面应用是这样的,包括空基目前还延承这样的模式,但是在高分专项里头结合着国家天地一体化格局调整,它就是天基数据源系统一个系统,接着把地面系统走向前台、应用系统走向前台,在这过程当中把生产力做好了,也一定要把生产关系搞好,所以高分专项独有的系统是系统整体、政策、标准和软环境系统,用生产关系解放数据源,生产关系极大的促进生产力的发展,这就是技术和政策一体化。
我们可以看出高分专项的几个一体化,1)天地用一体化。2)科技和产业一体化。3)技术和政策一体化。未来国家可能会走向通导遥一体化,大家可以格外的关注我们的政策、标准、软环境系统。
发力最多的是软环境系统的建设上,也就是我们提出的“十要素理论架构”。你做一件事情,一定要把相对独立的要素摘出来,再看它的逻辑关系,谁先谁后,之后大踏步的按照年代、按照逻辑把握节奏,迅速的把它拉起来。在2015年提出十要素结构开始一年一年布的时候,在2012年成果鉴定总结,这是一位高端院士的指导说,你把十要素汉字太多,总结一下首字母看看会是什么。结果高人也有,总结出来是SPACE-SMILE,这给我很大的启发,我们做正能量、正确的事情,最终上天会告诉你这是一个“微笑”的模型。大家可以读SPACE-SMILE,我要做成这件事,而且它的逻辑顺序都是对的。
经常说量子纠缠,可能有一个信息在指导你做一些正确的事,比方说,我要完成空间信息产业链必须信息共享,这是第一条。刚才我坐下来跟张兵张院长聊天的时候,走向产业化、走向规模化的前提是首先得共享,所以第一个是共享,第二个得有政策保障,你干任何事情没有政策、没有机制,这件事干不成,机械化可以、小打小闹可以,干大事必须得有政策、有机制,之后还要有联盟,还要有中央自上而下的一些部署,最后一定要有技术体系在先。所以第一个层面的SPACE说明了整个要成共享,最后落脚点先有技术体系。接着技术体系的标杆要形成标准规范、要形成产业体系,之后要打开两个市场:国际合作和地方发展,最后要形成众创空间。
我是觉得SAPCE-SMILE,大家可以看出未来中国对地观测也好,空间信息产业发展也好,一定要用这十个要素权衡一下我们国家短板在哪,弱项在哪。如果我们找到了,我们建强空间信息产业链的方法就有了,完了之后再把三子链打开看哪个环节,在座每一个企业怎么在产业链上一招先吃遍天,你能够做强、做好你的环节,之后关注一下你的上下游、关注一下你的左右邻居,相信这个产业大家逐渐抱团形成联盟、形成众创空间。最近跟国家一个部门也在联合,美国发了一个中小企业国家战略,其实我们也在研究中国的中小企业国家战略是什么,这里边一定会有一些政策的出台。
十要素里最核心的是政策,高分专项的政策是助力商业航天元年,这是2015年高分发布的政策,核心解决三大点:
1.突破。以前数据公开度可能在5米,网上5米之上、之下是不能传的,定位精度是50米,高精度是不能用的。我们在数据政策研究了它的技术本职之后,推出数据开放度到0.5,光学0.5-1米,所以现在的商业卫星大部分发到0.5是非常合法的,因为在之前没有政策的执行发可能也是有问题的,因为要审核、要批准。实话实说,0.5随着技术的进步仍然是可以放开的,这就是下一步我们的保密措施,我们的信息网络监管赋能,新一代信息措施如果能到,监管到位,进一步放开是没有问题的,技术是联动的。
2.高分专项具有改革性质、变革性质的分发渠道。大家知道拿数据源是要有渠道的,没渠道的就等于零,所以高分也努力把渠道变革,也就是把分配机制进行了变革,由国库一家分发变成了四个渠道,这可能在执行过程当中没有那么理想,但是在政策设计上它已经打开了,已经解放数据源了。
3.创新是为了应用落脚点,所以我们形成了闭环机制,高分专项国家投入下去的所有的产品,按照产品清单、服务清单、标准规范清单全面收回,服务地方、拉动地方,以一定的共享机制、以一定的价值机制来扶持所有31个省级中心或者其他商业公司的介入,能够有更多好的产品。
在数据政策之上创建了第一子链,大家可以找自己的定位,这就是数据获取链,概念很大,但是实实在在标红的是高分专项或者国家已经取得的创新成果。原来的颜色是常规的,数据获取包括了所有上游的卫星制造、商业航天的卫星、运载、地面运行、测控等等,但是统统的进入第一链条。
最重要的是标准,在十要素当中一个是政策、一个是标准,标准的技术含量很高,组织很多的专家、科学家一起,核心想解决统一语序的问题。一说到应用,没有共同语言,包括我们的开发环境很多都不兼容。比方说,刚开始20多个行业,彼此之间数据共享不可能,因为运行的软件系统、数据库不同,开发软件环境不同,这个产品虽然叫一个名字,但是在不同系统下无法兼容、无法运行,所以我们统一语序做了很多事。
举一个案例,最核心的本质上的七级标准,定义数据获取链是0—2级,共性产品3—5级。为什么把几何全部进入3级?因为几何是涉密的,数据跟地面握手之后,你的战略意图已经在的时候,这些数据是涉密的,这样就把密和非密严格区分开,4级、5级不涉密,所以能够广泛的应用、能够产业化应用。如果混杂在一起,你遇到一个数据就涉密,遇到一个数据就涉密,产业化也没法做,所以在顶层尽量把它剥离开,就像航天一故障分析首先有剥离,谁跟故障有关系谁归零,谁没关系该干什么干什么,不能一个故障所有人都跟着归零,这肯定也是不对的,这些都是航天系统工程的理念在遥感应用上怎么应用和运用的问题。所以我们提出了一个共性产品,这是未来的蓝海,科工局率先在高分专项里头推出的这样一个重大的理念创新,接着我们推出各个行业的应用、各个结果的应用,叫专题产品。
高分专项创新应用模式当年还是很艰难的,现在看已经是大家都普通公认的,也就是信息提取和信息承载两类应用,所以把六级产品叫信息提取。当年2005年天地一体化格局的时候还停留在6级,后来高分专项到2007年的时候广泛的调研,有很多的共性承载应用,也就是用遥感的应用关联其他的应用,在这里边就提出了7级产品的概念。
每一个产品打开的时候,你会发现0—7级的繁衍。以前我们跟黑盒子一样直接到了专题产品,现在整个全体剖开解析,打开之后最核心的是中间3—5级,如果能够形成工程化的产品,就像造卫星一样所有的零部件都是全的,这个芯也好造。现在在应用上的零部件就是3—5级,不知道在座的有多少人从事3—5级的研究,不仅停留在算法,要停留在工程上,要把产业链、研发链拉长,它的创新链价值也就会拉长,这是第二个链条叫做应用产品链,这是一个核心链。
接着在过程当中不断的思考,有产品了、有数据获取了,怎么把倒三角形变成正三角形?靠什么?上国家靠十要素,下拉动地方靠五大能力,所以给出了地方发展五大能力的指标体系。现在31个省级的高分中心按照这五大能力不断的提升自己的总体策划能力,比方说,年度国家报告、年度应用报告,其实是一个省的顶层应用设计报告,它能拿出产品就能拿出应用场景,能拿出应用场景也就能拿出价值,也就会有更多的企业入驻。
最后最重要的是推出一个应用服务链,现在我们国家真正要把空间信息产业做强的是应用服务链。相信大家在创新创造过程当中会不断的把应用服务链做强,现在我们是仅服务于政府,未来能不能服务于一二三产业?由服务政府治理能力拓展到服务国家全球的话语权贡献力,服务政府能力,服务产业、服务大众,这是整个应用服务。原来数据服务或者是定制服务、解决方案服务,未来中间的骨干力量是那些共性产品的研发和推向市场,同时我们有一些精度的检验,也就是第三方评测的理念和一些软件工程工具。大家可以看一看自己的企业或者自己的研发方向,能够为国家的产业链、服务链做出多大的贡献,创造多大的价值。
所有的事情在理念上要有落脚点,所以创建了三个平台,在三个平台创建过程当中,我特别感谢2019年跟泰伯智库有了工作上的联系,就是因为2019年向全球发布国家航天局数据共享服务平台(CNSA-GEO平台)的时候,在我不知道的情况下泰伯大会授予我“产业贡献奖”,我也特别感谢,也是回馈社会、回馈泰伯,每一次只要他们想邀请我来给大家做一个成果的汇报,我就一定会来跟大家沟通交流,也听大家的反馈意见,能够在国家治理层面吸纳大家很好的意见建议。这三个平台在整个高分专项上三子链一次性贯通,把雏形走通了,高分专项的总目标圆满实现,为国家圆满收关。
我们以什么样的形式?品牌是稳定运行的硬实力,软实力就是发布了系列国家报告,最核心的是在国家平台上汇集成果,要创造资源、创造价值,这是我们的核心理念,我们的目标导向,所以大家永远记得创新链的最终为国家创造一些资源、创造一些价值,也就是要做增量。我们每年发布国家报告,这个国家报告原来是在网上,目前网站在更新、在调整,有些网址好像还能下载下来。
小结一下:1)高分专项塑造的12年。2)第二个12年的曲线是高分专项怎么干出来的12年。
展望一下未来,未来理念的空间信息产业链是七级产品怎么建强、怎么建全、建出价值,所以延承高分模式,构建四个一体化,建强空间信息产业链。数据获取链,要将1、2级的标准产品行谱化,并快速及时获取,这是第一个奋斗目标。第二个,应用产品链,要将3—5级的公共性产品工程化,就像造卫星一样我的元器件是什么是一个非常好使的标准件,共性产品能不能做到?共性产品工程化的过程一定要有长时间积累的数据库,就是地面真实性检验数据库、真实性检验系统,也就是应用服务链中标红的那部分。
国家建库尤为重要,这个库是一个长时间积累,相信应该是由国家投。现在我们的原则是只要有商业投的、能够持续的就以商业为主、以社会资本为主,如果没有的国家一定要兜底,所以在整个产业链上正在论证哪些是国家兜底的,哪些是可以充分发挥商业作用、商业公司效果的,所以我们特别强调的是工程化的概念。第6、7级一定要形成定量化的,而且要规模化应用。
应用服务链一定要走向低门槛、低成本,百万从业人员高质量稳定供给,将高分专项7级产品分级标准最后能够上升为国家标准,这是一个未来。
结合着圆桌会议,我也提出来一个思考题,因为高分专项已经带领中国走向了里程碑式的一个重大节点,那下一个里程碑是什么?航天也是不断的在塑造里程碑,相信空间信息产业也不断会有里程碑推出,这就靠在座的全体共同努力。一会儿圆桌会议想有一个思考题是这个,大家都可以思考讨论,在国家层面如何建强空间信息产业链,你们在整个产业作为当中遇到了什么样的难题,特别是需要国家层面研究的或者是商业层面也可以有为的,都可以一起讨论。规模化应用场景的创新,集全社会的力量能不能创造出像通信导航那样的到人或者到手机端的应用场景,一个刚需,现在80%的市场还是来自于政府,这个要破局。
谢谢各位!