低空赛道迎来“重磅选手”中科星图以硬技术降低低空进入门槛——专访中科星图首席科学家、低空产品研究总院执行院长孙俊
中国工业报 闻育旻 王棕宝
打开中科星图股份有限公司(以下简称“中科星图”)的企业手册,“致力于成为全球领先的空天信息服务商”的企业愿景映入眼帘。
这家背靠“中国科学院空天院”和“中科曙光”两大重量级股东的科创板上市公司(688568,SH),正在做和将要做的事情,就是构建一个集数据、计算和应用于一体的空天信息服务体系,而布局低空经济全产业链,则是中科星图“向天补强、向空发展”理念落地与实现的重要一步。
近日,中科星图首席科学家、低空产品研究总院执行院长孙俊在位于北京市顺义区的集团总部,接受了《中国工业报》专访。
“低空经济正打开万亿级市场空间,成为新质生产力的战略高地”
中国工业报:空天信息产业是指什么?这一产业的市场空间及前景有多大?
中科星图首席科学家、低空产品研究总院执行院长孙俊(以下简称“孙俊”):空天信息产业是以空间技术为核心,利用空间基础设施和信息技术,提供空间信息服务和空间应用服务的新兴产业,涵盖卫星制造、发射、运行、应用等多个环节,涉及导航、遥感、通信、科学探测等多个领域,具有高技术含量、高附加值、高战略性的特点。近年来,全球主要国家和领军企业加大力度布局和发展空天信息产业,抢占未来科技和产业竞争制高点。
当前,低空经济、商业航天和地理信息三大产业板块互为依托、相互赋能,共同支撑我国空天信息产业蓬勃发展,成为不断开辟新领域、塑造发展新动能的战略性新兴产业集群。根据泰伯智库发布的《中国空天信息产业链全景图谱(2024)》预测,到2025年,我国空天信息产业规模将突破2.8万亿元,并在2030年接近10万亿元。
中国工业报:您如何看待低空经济赛道?这一赛道的商业前景如何?
孙俊:低空经济作为国家战略性新兴产业,正从蓝图绘制走向现实落地,是我国新的经济增长引擎。低空经济连续两年写入政府工作报告,2024年底国家发改委专门成立了“低空经济发展司”,标志着低空经济进入“顶层设计+政策落地”的高层级统筹推进阶段。全国超60个省市发布低空经济行动方案和征求意见稿,积极布局和谋划低空经济发展。
此外,空域改革和技术创新相辅相成,共同推动这一新兴产业迈向高速发展轨道。从基础设施建设、飞行器制造及配套、飞行服务与保障到场景创新应用,低空经济产业链正逐步形成。低空经济正在打开万亿级市场空间,成为国家新质生产力的战略高地。
中国工业报:可否介绍下中科星图在低空经济领域的核心优势及技术支撑吗?
孙俊:公司以数字地球为基础,将人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术与商业航天、低空经济深度融合,打造天基能力和空基能力,构建了集数据、计算和应用于一体的空天信息服务体系,为特种领域、政府、企业和大众用户提供软件销售与数据服务、技术开发与服务、专用设备以及系统集成等业务。
我们秉持“向天补强、向空发展、空天一体、以云为本”理念,布局了商业航天和低空经济全产业链,持续攻坚核心技术,突破技术瓶颈,加强空基、天基产品创新。我们以数字地球为基础,在人工智能等新一代信息技术的推动下,实现了数字地球应用模式从传统的线下向线上转型突破,发展形成了云上数据、云上计算和云上应用三大线上服务体系,以星图云为抓手,创新技术体制和商业模式,加速“平台+生态”建设,让空天信息技术赋能千行百业。
“低空空域管理算法,在业界具有领先优势”
中国工业报:中科星图在低空经济领域的战略布局如何?
孙俊:我们的目标是成为低空经济产业发展的推动者。为实现此目标,公司聚焦“1+2+N+M”低空战略,建设低空数字化基础设施,引接飞行器数据资源,完善低空飞行管理服务能力,深化低空场景创新应用,布局低空经济全产业链。
按照“以天强空、以算制空”低空能力建设的总体规划,我们依托空天信息多圈层数据供给能力和星图云算力支撑,制定了“1+2+N+M”低空战略,即构建一朵“星图低空云”,建设两个低空试验场,打造N个区域示范,挖掘政务巡检、应急救援、文化旅游、物流配送等M个行业场景,加速低空应用规模化拓展。
中国工业报:中科星图以遥感业务起步。遥感业务将如何助力低空产业呢?
孙俊:遥感是我们最早期的业务,因为开始往低空和商业航天业务迈进后,遥感只是作为我们获取地面数据的手段。现在可以说在遥感影像的数据资源上,我们在全球范围内,可能是仅次于谷歌地球的,比目前国内市场友商的数据资源都要完整,同时我们也形成了一套如何应用遥感数据的完整技术手段和快速的供给服务。
我们要做的事情是就是把低空切实管理起来。在低空的安全管理方面,我们有一个很重要的低空空域全息网格精细化及融合化管理技术,这是一个非常核心的技术。通过空域网格化,我们可以进行空域网格化计算。我们公司的一套算法是在目前业界具有领先优势的技术。
中国工业报:在低空产业领域,中科星图有哪些技术处于领先水平?
孙俊:在低空空域管理的算法这块,我们可以说是处在业界最前面的。具体来说,主要有两项具有领先水平的技术。
一是基于三维空间剖分网格的低空空域数字化构建技术。我们在网格剖分建模、网格编码规则、时空数据网格化构建、网格基础计算等技术基础上,提出G-DGGS空域网格,实现空域立体网格化构建。G-DGGS空域网格是符合OGC-DGGS国际标准的空域网格引擎,是空域数字化的重要理论基础。通过将连续的空间剖分为离散的网格,将空域之间位置关系转化为网格之间的拓扑关系、方位关系,得以充分发挥数字地球超级计算机的并行计算优势,大大提升大规模空域计算的效率。G-DGGS空域网格引擎不仅提供了前后端二次开发接口,为低空全息空域网格构建、空域网格可视化、基于空域网格的分析计算提供基础支撑,同时设计了灵活的扩展架构,并提供各类第三方的空域剖分模型的支持,为低空空域管理、飞行服务保障、无人机运行管理、无人机行业应用等提供核心能力支撑。
另一个就是低空空域全息网格精细化及融合化管理技术。低空全息网格是一种基于地球网格剖分体系构建的低空全息数据管理框架。旨在实现对地理信息、空域要素、气象信息、动态飞行数据等多源异构、时空分异的低空全息数据的统一组织、时空对齐和信息融合,形成面向空域精细化管理的低空全要素信息集装箱。在此基础上提供网格数据服务和全息要素检索服务,支撑高性能空域数值计算和智能推理计算,服务于低空飞行器安全运行。
“低空经济管理成本,未来两三年可能会大幅下降”
中国工业报:中科星图“数据工程”对低空应用起到哪些支撑作用?
孙俊:我们围绕“数据要素x”构建的“数据工程”覆盖了全球五大立体对地观测网和五大实体地球圈层,为打造虚实相生的可计算数字地球提供了科学、广泛、丰富的数据资源。现已形成了数据“引接-管理-治理-处理”的一站式服务能力,建立了智能化、高效化的数据汇聚模式;打造了数字地球大数据管理平台,实现了海量多源、多模多态数据的规范化管理和安全化流转;建立了标准化的数据整编治理体系,实现了针对结构化、非结构化、半结构化数据的精准化治理和快速入库;强化了十圈层数据融合处理能力,基于高性能计算、并行处理、数据挖掘的跨域融合算力网技术,为数据上云、计算上云提供了全面的数据处理技术支撑。
目前“数据工程”已引接汇聚卫星数据资源350余颗、打造科学数据集1500余个、呈现数据条目2500余万景、落地数据场景应用服务能力140余个,继续夯实了“上游-中游-下游”全面互通的数据及服务全链路。
我们在北京、上海、广州、深圳、贵阳、安徽等20个数据交易平台登记上架,数据产品涵盖自然资源、农业、水利、能源等多个行业场景。面向低空领域应用,形成了面向低空飞行的星图云低空全要素数据底座,该数据底座融合了低空地理时空数据、低空气象环境数据、低空电磁环境数据三大核心数据集,为青岛、合肥、厦门等城市低空飞行服务平台的打造奠定了数据基础。
中国工业报:您如何看低空经济这一赛道的未来趋势?
孙俊:低空经济具备极大的发展潜力,但发展路径可能会有波折,毕竟新生事物我们还要不断在尝试中进行验证。但我一直在强调,低空经济今后如果能搞起来,那么它的成本就一定不能太高。
整体来看,目前低空领域监视探测的成本太高,此外无人机的运行成本也比较高,要降低成本的话,确实需要很多方面一起来探索前行。不过从时间上看,我觉得低空经济建设及运营管理成本,未来两三年可能会大幅下降。
中国工业报:在低空基础设施领域上,中科星图都和哪些地方有合作?
孙俊:目前我们的低空经济业务呈现快速发展态势。公司积极建设低空基础设施,引接飞行器数据资源,完善低空飞行管理服务能力,深化低空场景创新应用,布局低空经济全产业链。
通过整合低空领域优秀科研力量,协同产业链上下游合作伙伴及科研院所,我们突破了基于三维空间剖分网格的低空空域数字化构建技术、低空空域全息网格精细化及融合化管理技术、基于智能飞控与数据智联的无人机综合管控技术、以及基于多种手段进行低空目标精准融合监视探测及无人机快速反制等关键技术,打造了面向全国统一低空大市场的标准化产品研发体系,实现高效的产品交付与技术服务。
截止目前,我们已经形成涵盖低空规划、安全保障、协同监管、飞行服务、场景应用“五位一体”的低空产品体系。我们深度参与了若干试点城市低空经济建设,积累了前沿的低空项目建设经验。截止目前,通过线上订阅使用或试用飞行服务平台的城市40余个,覆盖京津冀、长三角、珠三角、东北、成渝、东南、西部等重点区域;已线下签约深圳、青岛、湖州、福州、南宁、西宁等城市,推动了公司低空经济业务的高速发展。
“为地方快速搭建低空管理平台,提供一站式服务”
中国工业报:与地方政府的合作模式是怎样的?
孙俊:对于地方政府来说,我们相当于低空经济领域的服务商的角色。我们用多种形式来满足当前政府的需求,帮助地方快点把低空产业做起来,为此,我们可以提供一站式的服务。
我们可以帮各个地方低空运营平台企业快速地建立地方飞行管理服务及多场景应用的低空在线服务平台,对地方政府来说,相当于轻资产投入。低空运营平台公司作为一个用户,每年给我交一定的服务费,就可以开展在线低空低空飞行服务运营及多种低空应用。
中国工业报:中科星图在低空经济应用场景方面是如何规划的?
孙俊:基于空天信息优势,我们在低空经济领域重点布局了“1朵低空云+2个低空试验场+N个区域示范+M个行业应用场景”,面向政府、生态伙伴等用户提供基础数据、智能计算、空域管理服务等一站式解决方案。
我们重点打造了“五位一体”的低空产品体系,贯穿低空规划、安全保障、协同监管、飞行服务、场景应用全产业链,加速推动低空经济创新发展。中科星图整合10余家子公司协同优势,以应用为牵引,加速推进“低空+”多元化场景落地。
如在低空规划方面,我们研制了启航·低空规划平台,面向低空规划设计单位及低空运营企业,开展在线低空规划服务。平台根据多种低空应用场景,依托数字地球底座,基于低空中台数字孪生、空域网格、空域计算及仿真分析四大核心引擎,聚焦建模、仿真与分析等关键环节,提供低空空域、起降场、智联设施等低空全要素规划、综合评估及运行仿真模拟。
比如在安全保障方面,我们形成了覆盖低空飞行安全、空防安全等全链条的新型基础设施解决方案。面向低空安全飞行要求,提供了低空通信网络、高精度导航、低空环境感知探测、低空目标防御反制以及低空算力网络等一揽子低空基础设施建设方案,为低空安全飞行提供了全面的智能化设施保障。并通过大数据、人工智能、云服务等多种技术手段将这些设施感知数据通过星图超算平台进行智能化快速分析处理、通过低空设施数据链进行指令快速传递,支撑低空安全飞行和非合作目标的及时处置。
再比如在低空飞行服务和协同监管方面,我们研制了低空飞行管理服务平台,可以提供空中交通服务、安全监管联动、政府联合监管、用户信息服务等功能。提供全息态势融合感知、大规模路线规划与计划推演、一站式协同审批、安全态势感知预警、安全事件联动处置、运行数据多维分析与信息共享等服务。面向低空空域运行存在多部门管理审批流程复杂、数字化协同程度不高、低空运行数据共享能力不足等问题,我们还研制了军地民协同平台,提供低空空域辅助规划、空域审批、空域动态管理、空情监视和告警、应急协同处置、空域运行评估等能力,实现无人机飞行的合法合规,以及低空空域资源的高效利用。
最后,在场景应用方面,我们采用无人机低空飞行的形式实现政务巡检工作,平台整合无人机硬件、管理调度软件、飞行与图像算法等,创新“一城统管、一网统飞、一机多能、一图多用”的低空多维度管理理念,满足政府的低空业务需求。
中国工业报:在低空经济赛道,中科星图有怎样的雄心和目标?
孙俊:目前在整个低空经济领域,友商基本上就是一些大央国企和地方平台公司,大家都在低空赛道发力,虽有竞争,更多的时候选择优势互补,携手共建。
中科星图作为地理信息技术创新的引领者、商业航天产业链的整合者、低空经济产业发展的推动者,我们在技术整合能力上、空间数据结合能力上,应该说还是有很大优势的。
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