楊健 張珣

(四川省農業(yè)科學院遙感與數(shù)字農業(yè)研究所，四川 成都 610066)

隨著我國近年來各類農業(yè)遙感、農業(yè)資源衛(wèi)星的密集升空，建立了國家級基本資源與環(huán)境遙感動態(tài)信息服務體系，地理信息產品的規(guī)?；a和共享機制的逐步建立，特別是農村承包地確權頒證后，全國范圍內具備了權屬到戶的耕地地塊級數(shù)字化地圖，為發(fā)展以遙感技術為核心、以地理信息系統(tǒng)為平臺、以全球定位系統(tǒng)為輔助的“天空地”一體化的農業(yè)保險新模式提供了廣闊的應用前景。銀保監(jiān)會數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國農業(yè)保險保費規(guī)模為814.93億元，為全國1.89億戶次農戶提供4.13萬億元的風險保障，保費規(guī)模已經超過了美國，成為全球最大的農業(yè)保險市場，為我國農業(yè)生產和鄉(xiāng)村振興提供了重要的金融保障。但是，我國農業(yè)保險商業(yè)化程度不高，且隨著保險規(guī)模的擴大，成本效益、風險管控、理賠的準確性、時效性成為了保險理賠的制約因素。突出表現(xiàn)為信息不對稱、道德風險和理賠效率等問題，嚴重制約了農業(yè)保險經濟補償、資金融通和社會管理職能的發(fā)揮[1]。為了促進農業(yè)保險的發(fā)展,國家《關于加快農業(yè)保險高質量發(fā)展的指導意見》指出，要“穩(wěn)步推廣指數(shù)保險、區(qū)域產量保險、涉農保險”，開展農業(yè)保險創(chuàng)新研究和應用。

1 農業(yè)指數(shù)保險現(xiàn)狀

所謂農業(yè)指數(shù)保險，就是將自然災害或農產品價格變動的風險損害指數(shù)化，一旦實際風險指數(shù)高于或低于預期設定指數(shù)，就觸發(fā)了保險賠付流程，投保農戶就能獲得相應的保險賠償?，F(xiàn)在大部分指數(shù)型農業(yè)保險方案，是基于天氣指數(shù)、價格指數(shù)、生產指數(shù)作為賠償依據(jù)，不同指數(shù)保險類型的參考數(shù)據(jù)不同，保險風險率也存在差異[2]。農業(yè)指數(shù)保險理賠主要參照第三方客觀指標，如國家政府對災害的評估報告、權威部門發(fā)布的市場價格指數(shù)、氣象部門發(fā)布的降雨量或極溫天氣等指標，見表1，不再單一依據(jù)投保農戶生產經營數(shù)據(jù)。這樣的理賠方式避免了偽造數(shù)據(jù)、騙保行為，既規(guī)范了農業(yè)保險市場環(huán)境，又保護了保險公司的利益。在農業(yè)生產過程中，如果發(fā)生指數(shù)保險內的災害風險，且超過或低于設定閾值，農戶就可以根據(jù)保險合同獲得相應的理賠金額。

表1 我國氣象指數(shù)農業(yè)保險研究和應用

與傳統(tǒng)保險相比，指數(shù)保險在風險控制和效率成本方面具有明顯的優(yōu)勢，特別是對一些受災輕微，賠付額很小的被保險人。在偏僻的農村，由于核保成本太高，保險公司不可能對所有的受災地塊進行調查，只能對可疑的申索戶采取統(tǒng)計抽樣核查的方式；指數(shù)保險還有一個優(yōu)勢，由于其支付賠償?shù)囊罁?jù)是對指數(shù)的解讀，而不是個人損失或個人風險狀況，因此其消除了許多欺詐、道德風險和不利選擇，這些在基于索賠的保險中很常見；另外，農業(yè)指數(shù)保險內容和理賠標準簡單透明，其市場接受度強，易于推廣。然而，這類指數(shù)型農業(yè)保險缺陷也很顯著,其普遍缺乏地理相關性和個體損失相關性，因此其商業(yè)化程度不高。隨著天空地一體化遙感技術的發(fā)展，在指數(shù)型農業(yè)保險中引入遙感和地理信息技術,可以極大地彌補這些不足。

2 遙感和地理信息技術增強了農業(yè)保險中的地理相關性

大部分的農業(yè)指數(shù)保險缺乏地理要素，只能對各類指數(shù)進行臺賬式管理和分析。而地理區(qū)域特征卻是農業(yè)生產、農業(yè)災害的重要影響因素。高程、坡度、坡向決定了洪澇和干旱災害的強弱，見表2，耕作區(qū)域離主要公路和村鎮(zhèn)的距離也直接影響到農產品的價格成本。在很多地區(qū)，往往一座山、一道梁、一條河之隔農業(yè)生產狀態(tài)和氣候特征就截然不同。采用遙感和地理信息技術，可以方便將這些區(qū)域區(qū)分開來，使保險結果更精準，同時也能防止逆向選擇。

采用遙感和地理信息技術，可將保險標的空間信息化，建立承保標的空間數(shù)據(jù)庫和管理信息系統(tǒng)，精確鎖定標的位置和面積，有效地解決農作物損失面積核不準、損失程度認不清、現(xiàn)場查勘難度大等難題，提升了農業(yè)保險風險管控能力。真正做到“按圖承?！薄ⅰ鞍磮D理賠”和過程監(jiān)管。

在表2的案例中，無論是傳統(tǒng)的索賠型保險還是指數(shù)保險，遙感數(shù)據(jù)都在保險承保和賠付中起到了重要的作用。其主要表現(xiàn)在，遙感歷史影像數(shù)據(jù)是保險評估的基礎，只有具有長時序的歷史影像資料，才能建立最優(yōu)的保險模型；地理高程數(shù)據(jù)是農業(yè)保險，特別是洪災保險關鍵參數(shù)，激光點云等遙感設備可以生成精確的地理高程；高分辨率的衛(wèi)星影像是保險賠付的重要依據(jù)，可以極大地提高效率，節(jié)約保險人的人力成本；遙感影像作物分類，可以精確識別目標作物并統(tǒng)計受損面積。

表2 遙感技術應用于農業(yè)保險的典型案例[7]

3 遙感信息技術可以縮減基差風險的發(fā)生，提高指數(shù)型保險的個體相關性

基差風險源于用于觸發(fā)賠付的指數(shù)與其預期承保的風險不完全相關。主要體現(xiàn)在3個方面，保險合同設計不合理，保險人的受災損失與保險指數(shù)相關性不強；產量(財產)損失影響因素復雜，而保險模型僅承保了其中的個別指數(shù)；保險概率分布帶來的差異，個體家庭所面臨的風險可能與總體所面臨的風險不同，保險賠付時就會出現(xiàn)保險條件全部相同的一個村，個別家庭沒有受災同樣得到了賠償，反之受災了卻得不到賠償[8]。第1類問題可以通過采用更長時序的數(shù)據(jù)來進行匹配和建模加以解決。第2類問題需要添加或修改保險指數(shù)，如產量保險可以在日照指數(shù)下再添加關鍵生育期NDVI的時間積分等；干旱保險時不僅采用降雨量指數(shù)，還可以添加地表(植被)熱輻射狀態(tài)指數(shù)TCI)等。遙感和地理空間信息技術是解決第3類問題的有效手段。采用遙感和GIS技術、風險因素分層區(qū)劃方法[9,10]，將影響保險標的的主要地理要素、氣象要素、耕作制度等分層疊加，分層時以層內方差最小、層間方差最大為原則。疊加后被保險區(qū)域劃分為不同的亞區(qū)，每個亞區(qū)內各種要素相對均一，配合像元級的遙感指數(shù)，能夠較好地抑制由于內部方差過大帶來的基差風險。利用層次分析法確定各風險區(qū)劃因子的權重系數(shù)，進而采用農業(yè)災害風險評估模型計算各亞區(qū)象元的農業(yè)風險指數(shù)，其值越大，表示農業(yè)災害風險程度越大[11]。由于通過地理、氣候分層，把決定承保風險的協(xié)變量分級劃分出來，配合大比例尺的承保經營權底圖，保險公司就可以按照風險等級簽訂不同的保險賠付合同。

對于復雜的地理環(huán)境和氣象環(huán)境，只有引入遙感空間信息技術，指數(shù)型農業(yè)保險模式才會具有更大的應用空間。

4 指數(shù)型農業(yè)保險中遙感技術的應用基礎

4.1 遙感數(shù)據(jù)確保了保險指數(shù)的公平性和客觀性

在指數(shù)型農業(yè)保險發(fā)展的過程中,遙感技術為其提供了有效的解決途徑。在收集數(shù)據(jù)時,衛(wèi)星傳感器可以根據(jù)不同的空間分辨率收集與農作物相關的各類數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)，具有成本效益高的特點。由此設計的指數(shù)很容易被客觀量化、可公開驗證、且不可能被保險人和被保險人操縱，具有較高的公平性和真實性。

4.2 遙感技術提供了長期穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流

地球觀測衛(wèi)星可以提供連續(xù)的數(shù)據(jù)信息流,這是保險設計的基礎。針對傳感器設定圖像預處理程序,從而確保遙感數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、長期性。遙感衛(wèi)星記錄了氣象條件、作物生長及其環(huán)境的變化數(shù)據(jù),隨著數(shù)據(jù)量的增加,遙感技術在指數(shù)型農業(yè)保險中的價值日益彰顯。AVHRR傳感器從1979—2010年連續(xù)運行了30a有余，Modis傳感器數(shù)據(jù)從2010年1月16日到現(xiàn)在都可以免費查詢接收。我國的高分系列衛(wèi)星也提供了多種傳感器、多種分辨率的遙感數(shù)據(jù)。

在應用指數(shù)型農業(yè)保險時,保險人需要收集歷年的產量數(shù)據(jù)以及氣象指標、植被指數(shù)等,在此基礎之上校準模型,從而設計出科學有效的保價方案[8]。在國際機構的推動之下,部分國家和商業(yè)保險機構開始陸續(xù)應用指數(shù)保險。從應用和文獻分析可以看到，指數(shù)保險在成功應用時需要滿足以下條件[7]。對于指數(shù)信息而言,必須是由公正權威的部門提供，需要確保內容可信、清晰；在合同有效期內,能夠適時采集數(shù)據(jù),并且要具有一定的可持續(xù)性；具有長時序的歷史數(shù)據(jù),這樣才能正確分析承保風險,對保險產品進行準確定價；選擇的指數(shù)需要與被保險作物有著密切的相關性，減少基差風險。

5 遙感技術提供了與目標作物直接相關的指數(shù)產品

遙感技術提供了解決上述指數(shù)保險需求的途徑。數(shù)據(jù)通過預處理后，衛(wèi)星傳感器將提供連續(xù)、可靠和公正的多種空間分辨率下的各種植被和水文參數(shù)。這些遙感數(shù)據(jù)記錄了地面土壤和植被的光譜輻射特征。各種衛(wèi)星多光譜、高光譜數(shù)據(jù)生成的各類植被指數(shù)拓展了農業(yè)指數(shù)保險的應用寬度。應用歸一化植被指數(shù)(NDVI)與牧草鮮生物量高度相關的特征，建立基于降雨和NDVI指數(shù)模型對牧草和牲畜進行保險，這在國內外都有了很多成功的案例。和NDVI指數(shù)類似，地表溫度LST可以來源于衛(wèi)星熱紅外傳感器數(shù)據(jù)，土壤水分SM可以從主動或被動微波遙感數(shù)據(jù)中獲取[12]?；贜DVI的植被條件指數(shù)(VCI)和基于LST的熱輻射條件指數(shù)(TCI)，這些都已被證明是在區(qū)域或全球尺度內監(jiān)測干旱的2個有用的工具。增強型植被指數(shù)EVI、植被健康指數(shù)VHI、干旱脅迫指數(shù)(Drought Severity Index，DSI)、植被狀態(tài)指數(shù)(Vegetation conditions index VCI)、地表(植被)熱輻射狀態(tài)TCI、DSDI(Demand Sensitive Drought Index)等在區(qū)域尺度針對水災、干旱、倒伏和森林火災等農業(yè)災害保險方面都開始了試驗和成功應用[13]，見表3。

表3 遙感干旱相關指數(shù)匯總表

同樣，遙感在基于降雨量指標的指數(shù)保險中也有著廣泛應用。由于降雨有高度的空間變異特性，需要密集的氣象站網(wǎng)絡才能形成有效的降雨空間分布數(shù)據(jù)。在偏遠的農村或經濟水平落后地區(qū)往往缺乏氣象站(或自動氣象站)，當密集氣象網(wǎng)絡難以實現(xiàn)時，通過衛(wèi)星遙感可以解決上述難題。衛(wèi)星遙感反演降水技術可以利用熱紅外和微波傳感器來觀測和估算地面降水強度。

6 應用特點

在指數(shù)型農業(yè)保險中應用遙感技術,可以根據(jù)區(qū)域特征、業(yè)務特點等內容分段推進項目,并逐步積累數(shù)據(jù),制定查勘定損模型,從多角度、多層次探索具體的指數(shù)型農業(yè)保險模式。

遙感和GIS技術相結合,可以為指數(shù)型農業(yè)保險的承保、理賠以及整個作物種植過程的監(jiān)測提供有效的技術支持。在承保工作當中,GIS技術可以彌補指數(shù)型農業(yè)保險應用中的不足,為費率厘定、信息化管理等提供有效數(shù)據(jù),使指數(shù)型農業(yè)保險業(yè)務的管控能力以及風險分析能力得到有效提升；在理賠階段,遙感技術的應用可以實現(xiàn)按圖理賠。主要體現(xiàn)在，針對災情給予整體評估，可以利用遙感技術分析承保地區(qū)的整體損失情況,解決了氣象指數(shù)尺度大，分布不均的問題；引入風險分層技術，降低基差風險；充分發(fā)揮遙感查勘理賠能力，對災害的損失情況進行真實有效反映；為農戶或者政府提供有效的規(guī)避災害風險意見，在生長季中利用遙感影像和關鍵指數(shù)對作物情況進行評估,及時反饋給被保險人,有助于其制定應對措施,降低損失,實現(xiàn)共贏目標。

7 結束語

隨著遙感和GIS技術的發(fā)展，指數(shù)型農業(yè)保險的應用頻率逐漸提高,然而在應用的過程中仍然存在不足之處,主要表現(xiàn)為需要更多價格便宜、光譜分辨率、時空分辨率更高的衛(wèi)星影像；需要建立省(市)級的第三方遙感指數(shù)權威發(fā)布機構；要繼續(xù)深入研究遙感植被指數(shù)的區(qū)域適應性和保險匹配算法。遙感指數(shù)型農業(yè)保險應用仍處于初步發(fā)展階段,還需要從政策和實踐中不斷完善，使之成為農業(yè)保險的重要力量，為鄉(xiāng)村振興、農業(yè)生產發(fā)展保駕護航。