淺析遙感技術(shù)在保險領(lǐng)域的潛力與應用研究

摘?要：保險市場廣闊多樣，為遙感技術(shù)提供了許多機會，然而遙感在保險方面的實際應用很少。在系統(tǒng)檢索現(xiàn)有文獻的基礎(chǔ)上，本文探討了遙感技術(shù)對保險業(yè)的潛在和實際支持。表明經(jīng)典理賠保險中遙感技術(shù)的研究主要圍繞農(nóng)作物損失和水火風險評估展開。主要有：（1）構(gòu)建與被保險對象密切相關(guān)的指數(shù)；（2）指標可以較低的成本交付；（3）拓展了傳統(tǒng)保險無法服務的新市場，最后希望加強保險業(yè)與遙感界合作。

關(guān)鍵詞：保險；遙感；指數(shù)保險

保險公司需要根據(jù)過去的索賠評估風險確定保費。保險公司使用其他信息來源，如現(xiàn)場測量危害。然而對與災害相關(guān)的變量進行精確的現(xiàn)場監(jiān)測成本很高，傳統(tǒng)方法已不適用于針對新人群的新產(chǎn)品。因此有人認為遙感有可能用于更具成本效益的風險評估，其基本思想是當其他來源的記錄不足以捕捉到暴露情況時，衛(wèi)星圖像可以對危險的歷史再現(xiàn)進行分析。例如，在沒有干旱復發(fā)歷史記錄的地區(qū)，來自衛(wèi)星的降雨量估計可能被用于構(gòu)建歷史干旱記錄。然而，通過遙感檔案數(shù)據(jù)挖掘來追溯保險風險并不簡單，例如，遙感降雨記錄有其固有的誤差。此外，降雨估計需要轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟損失。利用遙感系統(tǒng)重建冰雹破壞或植被生產(chǎn)異常的可靠記錄也會帶來類似的問題。

1?國內(nèi)外遙感技術(shù)在保險行業(yè)的應用

實際上，洪水風險可能在相對較短距離內(nèi)變化，垂直梯度可能會造成安全地區(qū)與風險暴露地區(qū)之間的差異，在承保中不考慮這種細微的規(guī)模變化可能會低估或高估風險，對保險公司和被保險客戶或資產(chǎn)產(chǎn)生影響。因此，保險公司面臨著提高地理空間模型垂直精度的挑戰(zhàn)，他們正在使用這些模型來承保洪水風險。如英國使用機載激光測高數(shù)據(jù)，允許以更精細的分辨率作為洪水風險建模的輸入。

地球觀測圖像為核實索賠人是否受到保險風險的影響和調(diào)查可疑索賠提供了可能性，源于遙感在探測干旱、火災、冰雹、霜凍和病蟲害對植被和作物的損害方面的公認潛力。如Peters等人評估了航空多光譜圖像評估人工誘導冰雹對玉米和大豆損害的影響的適用性，以及Landsat?TM圖像評估冰雹對農(nóng)田的真實影響的適用性［1］。他們認為30米寬帶圖像足以初步評估風暴后冰雹損害，5米分辨率圖像足以確認冰雹損害，因此有信心遙感能夠比傳統(tǒng)的實地核查更快、更準確地評估冰雹損害。相比之下，較粗分辨率的MERIS（中分辨率成像光譜儀）數(shù)據(jù)并不能可靠地估計作物受損的面積，這一發(fā)現(xiàn)是基于冰雹風暴前后幾天獲得的圖像以及對加拿大阿爾伯塔省農(nóng)業(yè)金融服務合作組織的實地損害評估。

由于基于實地的評估成本很高，因此在作物損害評估中進一步使用遙感的空間似乎很大。然而，如果需要在危險發(fā)生后的幾天內(nèi)進行評估，那么攜帶成像能力受云影響的光學傳感器（如陸地衛(wèi)星）的重訪時間相對較長（>20天）的衛(wèi)星就不太適合。一些新的衛(wèi)星任務的存在，大大減少了重訪時間，同時繪制地球在非常高的空間分辨率（約1米）。例如，衛(wèi)星每天可以覆蓋地球上任何地區(qū)一次，更及時地為作物保險行業(yè)提供服務。同樣，SarMap正在開發(fā)雷達圖像的應用程序，這些圖像不受云層覆蓋的影響，其空間分辨率約為20米作為作物損害保險系統(tǒng)的輸入。上述共同問題是，圖像通常只能通過任務而不是定期獲得，例如通過陸地衛(wèi)星和其他10～30米分辨率傳感器。因此，可能無法獲得描述損害事件發(fā)生前情況的合適圖像。在這方面，高分辨率光學和雷達圖像的增加，如歐洲哨兵1號和2號任務，重訪時間短，因為它們將持續(xù)監(jiān)測地球表面，因此非常受歡迎。

除了在農(nóng)作物保險方面的應用外，遙感還被探索用于森林火災損失評估。為了保險目的，可以利用航空彩色紅外遙感影像來圈定火災影響的森林區(qū)域。從此，基于遙感的火災強度和燒傷面積評估有了很大的發(fā)展，并出現(xiàn)了各種粗分辨率操作產(chǎn)品。

對地觀測的另一個潛在應用是驗證索賠人是否遵守了保險合同中規(guī)定的具體條件。例如，存在維護良好的防火帶是大多數(shù)森林火災保險單中包含的條件。遙感技術(shù)可能為保險公司提供一種可能性，可以在森林火災爆發(fā)前驗證防火口是否維護得很好，以及維護得如何。在這種特殊情況下，傳感器的時間分辨率及其檢測防火口狀況的能力對于驗證合規(guī)性至關(guān)重要。

2?指數(shù)保險應用

我國安徽省是最早開始探索指數(shù)保險的，于2009年進行了水稻氣象指數(shù)保險試點，之后全國各地又陸續(xù)開展了畜牧業(yè)與森林指數(shù)保險試點。隨著國家政策的進一步支持，如2014年國務院的相關(guān)建議中，明確提出“研究探索天氣指數(shù)保險等新型服務”；2019年財政部等部門共同頒布促進農(nóng)產(chǎn)品保障高質(zhì)量健康發(fā)展的建議，明確提出將拓寬農(nóng)產(chǎn)品保障的范圍，進一步推行指數(shù)保險和區(qū)域產(chǎn)量保障等新產(chǎn)品。至此，農(nóng)業(yè)指數(shù)保險逐漸在我國得到廣泛應用，成為我國保險發(fā)展不可或缺的一部分。

指數(shù)保險，是指兩方預先規(guī)定的、可以客觀監(jiān)測并可計量的與投保標的損失高度關(guān)聯(lián)，而不經(jīng)人為因素直接影響的投保指標來確定保險公司賠償?shù)囊环N產(chǎn)品。根據(jù)可選擇的指標種類，指數(shù)保險主要包括以下三大類：

（1）區(qū)域生產(chǎn)指數(shù)保險。區(qū)域產(chǎn)量指數(shù)為根據(jù)在一定范圍內(nèi)（通常為縣級尺度）的平均產(chǎn)量為基礎(chǔ)觸發(fā)的理賠指標。

（2）天氣指數(shù)保險。天氣指數(shù)保險通過降雨量、溫度等氣象觀測指標及其衍生方法計算的綜合氣象指標決定觸發(fā)和賠償?shù)臄?shù)額。

（3）遙感指數(shù)保險。綜合遙感指數(shù)保險則通過衛(wèi)星以及機載傳感器的檢測信息，以反映某類地物特性的綜合遙感指標為觸發(fā)和賠償對象標準。

天氣指數(shù)保險避免了估算產(chǎn)量的成本，但需要獲得歷史天氣記錄和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來校準模型，以設(shè)計保險方案。在20世紀90年代末，世界銀行支持在發(fā)展中國家試點指數(shù)保險，從此指數(shù)保險在發(fā)展中國家得到了增加，最初的項目側(cè)重于基于降雨的天氣指數(shù)保險。

根據(jù)保險指數(shù)的特點，支撐指數(shù)保險的信息需要五個標準：

（1）信息應該是可信的和可獨立驗證的，即來自使用良好描述的數(shù)據(jù)收集和處理方法的公正的數(shù)據(jù)提供者。

（2）該指數(shù)應與被保險的內(nèi)容密切相關(guān)，如牲畜或作物損失。該指數(shù)與保險資產(chǎn)損失之間的關(guān)系越弱，家庭在沒有收到付款的情況下遭受損失的可能性就越高，這種情況使基于數(shù)據(jù)稀缺地區(qū)氣象站觀測的天氣指數(shù)保險復雜化。

（3）指數(shù)所需的信息可以可靠地傳遞到未來，至少在保險合同有效期內(nèi)，并且?guī)缀跏菍崟r可用的，以便及時付款。

（4）指數(shù)的記錄足夠長，能夠正確承保風險并準確定價保險產(chǎn)品。這可以被認為是基于遙感輸入的指數(shù)保險的一個主要限制，即使粗分辨率NDVI時間序列已經(jīng)存在了30多年。此外，綜合各種傳感器的觀測數(shù)據(jù)，以提高時間序列之間的一致性。

（5）從保險公司的角度來看，收集信息的費用不應太昂貴。

3?指數(shù)保險實例

遙感為滿足上述指數(shù)保險的一些要求提供了機會。如果對數(shù)據(jù)進行了適當?shù)念A處理，衛(wèi)星上的傳感器就能以各種空間分辨率提供關(guān)于各種植被和水文參數(shù)的經(jīng)濟、可靠和公正的信息。此外，業(yè)務衛(wèi)星有可能提供持續(xù)的信息流，遙感界已開發(fā)出圖像處理程序，以生成具有長期穩(wěn)定特征的長期數(shù)據(jù)集。目前存在許多基于各種衛(wèi)星輸入源，遙感記錄持續(xù)時間的不斷延長將增加其作為自然過程可變性的歷史記錄的價值?；诖耍b感指數(shù)徹底進入指數(shù)保險。

4?探索此類指數(shù)在作物保險中的潛力

由于降雨具有很高的空間變異性，特別是在較短的時間尺度上，因此需要密集的站點網(wǎng)絡(luò)來生成雨場的有效空間表示。當這樣的網(wǎng)絡(luò)不存在或不能可靠地傳輸數(shù)據(jù)時，衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以部分填補這一空白。這些數(shù)據(jù)包括熱紅外觀測，主要來自地球同步衛(wèi)星，以及極地軌道衛(wèi)星的主動和被動微波觀測。許多衛(wèi)星降雨產(chǎn)品合并了來自各種遙感來源的降雨檢索結(jié)果。由于降雨產(chǎn)品的質(zhì)量因氣候區(qū)域而異，因此可能需要使用地面降雨測量進行局部校準以改進估計。盡管如此，衛(wèi)星降雨估算為內(nèi)插站數(shù)據(jù)提供了一個很好的替代方案，而全球降水測量（GPM）任務等將進一步提高其精度。

5?財政支持

調(diào)查采用遙感技術(shù)對保險產(chǎn)品成本效益的影響。信息方法似乎具有特定的潛在價值，只是最近才在地球空間科學中進行了探索。在這種評估和比較中要考慮的費用包括獲取和處理圖像的費用，以及制定和校準將遙感圖像與保險農(nóng)業(yè)損失聯(lián)系起來的指數(shù)的費用。當需要復雜的建模來建立與潛在損失的關(guān)系時，指數(shù)保險的設(shè)計可能是昂貴的，例如，基于歸一化植被指數(shù)設(shè)計的空間模型開發(fā)的遙感框架，從而降低相關(guān)風險。［5］

我們的研究表明，保險領(lǐng)域的遙感應用依賴政府或捐助者的財政支持。例如，保險業(yè)采用指數(shù)保險得到了政府的支持，如果沒有這種金融支持，農(nóng)業(yè)保險的市場和采用可能會減少或消失。此外，農(nóng)民對保險產(chǎn)品的需求可能較低，因為經(jīng)濟條件較好的農(nóng)民能夠自我投保，而部分普通的農(nóng)民可能無法負擔得起保險。出于這個原因，開發(fā)了將保險與信貸計劃結(jié)合起來的新舉措，農(nóng)民在季節(jié)前獲得信貸，回報取決于該季節(jié)的指數(shù)值。

6?目前的挑戰(zhàn)

盡管遙感指數(shù)保險前景樂觀，但由于技術(shù)因素限制了遙感的采用，我們預見到一些挑戰(zhàn)。

（1）數(shù)據(jù)連續(xù)性。保險業(yè)需要穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流，這可能會限制基于遙感的指數(shù)保險的廣泛發(fā)展。這是因為目前的低分辨率衛(wèi)星圖像系統(tǒng)不能保證持續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。例如2010年1月基于指數(shù)的牲畜保險將目光從AVERR衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到中分辨率遙感衛(wèi)星MODIS上。顯然，這種災害的經(jīng)常性發(fā)生破壞了遙感為保險業(yè)服務的潛力，最好考慮制定機制，以確保提供更可靠的數(shù)據(jù)，以便保險業(yè)將遙感指數(shù)保險納入主流。通過目前和已批準的任務，如哨兵2號和3號，目前可以確保以后的數(shù)據(jù)連續(xù)性。此外，還存在一些結(jié)合來自各種傳感器的觀測數(shù)據(jù)來創(chuàng)建長期一致時間序列的舉措。

（2）數(shù)據(jù)質(zhì)量。從衛(wèi)星傳感器獲得的測量結(jié)果是有噪聲的。光學遙感系統(tǒng)中的噪聲主要來自未被探測到的云霧，由于觀測條件在時空上具有異質(zhì)性，因此效應也具有時空依賴性。因此，衛(wèi)星觀測往往缺乏統(tǒng)計穩(wěn)定性，限制將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用的概率信息。

（3）地球觀測數(shù)據(jù)的空間分辨率?；谒髻r的保險受益于非常高的空間分辨率，以適當?shù)卦u估損害，而對于指數(shù)保險，空間分辨率的依賴性不太明顯。例如，在干旱保險方面，受影響的地區(qū)很大，因此使用低分辨率數(shù)據(jù)就可以很容易地從空間繪制這種強烈影響的地圖。如果氣象影響是中尺度或更大尺度，更精細的空間分辨率不一定能帶來額外的信息。然而，對低分辨率圖像的依賴可能會忽略低分辨率像素內(nèi)的空間變化，而使用更精細的空間分辨率圖像可以捕捉到這些空間變化。例如，如果為農(nóng)業(yè)提供基于指數(shù)的保險，則可以將分析限制在農(nóng)田內(nèi)的那些（精細分辨率）像素。然而，在被忽略的極端情況下（如灌溉作物），根據(jù)我們的經(jīng)驗，中尺度到大尺度氣象異常通常可以通過一些（觀測）尺度很好地反演。實際上，從我們的角度來看，數(shù)據(jù)質(zhì)量（即數(shù)據(jù)預處理的質(zhì)量）以及可用的數(shù)據(jù)對于保險來說似乎比空間細節(jié)更重要。

關(guān)于指數(shù)的構(gòu)建，包括但不限于衛(wèi)星得出的植被指數(shù)（如NDVI）和降雨量估計，例如采用NDVI的不同時間積分最適合預測農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。除了時間集成，還可以選擇數(shù)據(jù)源的空間集成。此外，在一個空間單元內(nèi)，還可以決定將空間整合限制在利益土地利用所覆蓋的區(qū)域。因此，我們建議時空設(shè)計參數(shù)的選擇和優(yōu)化是一個重要的研究領(lǐng)域。

需要有關(guān)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量或牲畜損失的數(shù)據(jù)來校準潛在指數(shù)，并選擇適當?shù)闹笖?shù)。因此，許多發(fā)展中國家缺乏可靠的遙感作物統(tǒng)計數(shù)據(jù)和長期農(nóng)業(yè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)是在作物保險中采用遙感技術(shù)的一個關(guān)鍵制約因素。同樣，牲畜損失數(shù)據(jù)的缺乏也給牲畜保險帶來了問題。盡管在某些情況下，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量與季節(jié)性綜合NDVI等指數(shù)的降低水平之間可能存在邏輯上的關(guān)系，但由于無法有效校準該指數(shù)，可能導致保險計劃的表現(xiàn)不佳。特別是如果這將導致農(nóng)民/牧民在損失高的季節(jié)得不到賠償，這將對未來的保險普及產(chǎn)生巨大的負面影響。

結(jié)語

本文表明，基于遙感指數(shù)的保險有更大的潛力被保險行業(yè)吸收，允許在以前無法觸及的地區(qū)和客戶開展保險產(chǎn)品，能夠開發(fā)新的市場。除此之外，這項技術(shù)也有可能取代傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)保險，因為它可以以較低的成本提供給被保險人和補貼。遙感可采用如雨量計或面積平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)等現(xiàn)有指數(shù)保險提供信息，以促進在指數(shù)保險中采用遙感技術(shù)，包括創(chuàng)造或維持一個愿意補貼保險的有利環(huán)境。同時呼吁遙感界考慮與經(jīng)濟學家、農(nóng)業(yè)氣象學家和保險公司進行更密切的合作，以更有效地應對在保險領(lǐng)域成功應用遙感技術(shù)的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

［1］庹國柱.美國加拿大農(nóng)業(yè)保險政策和監(jiān)管的經(jīng)驗借鑒［J］.保險職業(yè)學院學報，2014，28（01）：6466.

［2］袁祥州，程國強，黃琦.美國農(nóng)業(yè)保險財政補貼機制及對我國的借鑒［J］.保險研究，2016（01）：7686.

［3］Glauber，William?J.The?US?crop?insurance?program?and?WTO?disciplines［J］.Agricultural?Finance?Review，2016，76（1）：614.

［4］Maisashvili?A，Bryant?H?L，Jones?J.Implications?of?Alternative?Crop?Insurance?Subsidies［J］.Journal?of?Agricultural?&?Applied?Economics，2020，52（2）：124.

［5］李耀琛.衛(wèi)星遙感技術(shù)在氣象農(nóng)業(yè)保險定損中的應用［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2019（23）：5152.

基金項目：楊凌職業(yè)技術(shù)學院自然科學研究基金項目（ZK2227）

作者簡介：崔陽（1995—?），男，漢族，山西人，碩士，助教，研究方向：遙感生態(tài)環(huán)境。