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摘要：農業保險是氣象災害重要的風險管理工具。研究通過分析氣象科技服務農業保險的現狀，以陜西省氣象部門為例系統總結了氣象部門利用現有技術手段服務農業保險創新發展的具體實踐，為農業保險高質量發展要求下氣象服務關鍵技術在精準承保、理賠等農業保險全流程中的應用提供思路和建議。圍繞解決農業保險道德風險大、勘災成本高、理賠糾紛多、信息不對稱以及基差風險等現實需求，提出基于差異化費率和氣象指數化的保險產品設計、基于農業大數據和衛星遙感的投保校驗、直通式的保戶精準服務、基于多源數據融合技術支撐的格點化理賠核算、基于互聯網的信息對稱公示、基于物聯網的精細化監測及服務鏈延伸等服務技術，并結合未來可能的應用場景進行具體分析與展望。
關鍵詞：保險科技；氣象服務；農業保險；氣象指數；衛星遙感；氣候變化
農業保險作為一種氣象災害風險分散和管理工具，在規避生產風險、穩定農民收入、鄉村振興等方面發揮了“穩定器”和“助推器”作用。截止２０２１年，陜西農業保險總保費已達２１．９５億元，共為５９７萬戶次參保農戶提供風險保障１５４９億元，涉及種植、養殖、林業等領域，為農業產業可持續發展提供了金融支持；但由于科技創新手段支撐不足，農業保險“五公開三到戶”難度較大，管理相對粗放，存在虛假投保、勘災成本高、理賠糾紛多、信息不透明、道德風險高等難點［１－２］，距離精準承保、理賠的要求還有一定差距。同時，隨著全面脫貧和鄉村振興戰略實施，農產品從單純提高產量到品質提升轉變，農業期貨和精準農業對保險提出更高要求，保險與農業產業總體發展的需求還有不小距離［２－３］。這些都是農業保險邁向高質量發展階段進程中亟待解決的問題，解決這些問題一方面需要政策制度、政府與保險機構運行機制、保險機構經營管理等方向的變革與創新。另一方面還需要氣象等行業的科技手段支撐，以提升效率強化創新應用來助力農業保險的轉型升級［４］，以科技創新來驅動農業保險高質量發展［５－７］。農業保險面臨的自然災害風險主要以氣象災害為主，隨著農業保險領域的快速發展，農業保險對氣象服務的需求快速增長，要求提供針對農業保險的精細化氣象服務。國務院頒布的《關于加快發展現代保險服務業的若干意見》文件中，明確提出鼓勵探索氣象指數保險等創新產品和服務。２０１６年以來的中央一號文件多次提出探索實施氣象指數保險試點。２０２１年，中國氣象局與國家發展和改革委員會聯合印發的《全國氣象發展“十四五”規劃》中指出，服務金融保險氣象部門要承擔指數設計、天氣指數保險氣象認證表出具，同時做好農業金融扶貧工作技術支撐等落地工作。發展“氣象＋保險”服務新模式，發揮氣象科技優勢，促進氣象科技成果轉化，通過農業保險氣象科技創新助力農業保險產品、承保理賠機制和服務創新提升農業保險創新力和科技轉化水平已成為科技創新驅動農業保險發展的重要內容之一［８－１０］，亟需氣象部門開展農業保險氣象服務關鍵技術的應用研究和布局。本文分析了氣象科技服務農業保險的現狀，并以陜西氣象部門為例總結了氣象部門利用現有技術手段服務農業保險創新發展的具體實踐，為農業保險高質量發展要求下氣象服務關鍵技術在精確承保、理賠等農業保險全流程中的應用提供思路和建議。
１氣象科技服務農業保險現狀
１．１氣象科技服務農業保險國內外現狀
目前，氣象科技在農業保險領域的應用中。國內外主要集中在氣象指數保險產品設計應用研究、氣象預報預警、精細化農業氣象災害風險區劃評估、氣象災害損失評估、農業遙感監測分析等方面。其中，農業氣象指數保險產品設計應用是氣象科技最重要的應用場景，國內外圍繞擴大氣象指數應用范圍、氣象指數模型測算、費率厘定等內容，以降低基差風險為目標開展相關研究，增強農業氣象指數產品的適用范圍、實用性和合理性［１１－１４］。針對保戶和保險機構的氣象防災減災需求，研究主要集中在分區域、分作物的農業氣象災害指標上［１５－１７］，以提供基于位置、分作物、覆蓋農業生產全流程的農用天氣預報預警服務［１８－２０］。針對農業保險逆選擇問題，主要開展基于區域氣象站、海拔、地形等的精細化農業氣象災害風險區劃研究，為農業保險費率厘定提供訂正依據，基于農業氣象災害風險實現差異化費率［２１－２３］。針對農業保險理賠查勘定損，開展分作物、分災種的氣象災害指標研究，結合農業產業、地理信息數據等，提升農業氣象災害損失評估定量化水平［２４－２７］。近年來，遙感技術在農業保險領域的應用研究快速發展，其中作物長勢以及洪澇、干旱等災害遙感監測分析是農業遙感應用的重要研究方向［２８－３１］，相關成果已逐步發展為氣象部門的農業遙感監測業務，為農業保險承保、理賠提供重要科學參考。
１．２氣象科技服務陜西農業保險現狀
陜西農業氣候資源豐富。陜北北部是中國馬鈴薯優勢產區之一，渭北和陜北南部是全球最大的優質蘋果集中連片基地，關中是糧食生產和設施農業的集中區，陜南是緯度最高的茶葉產地。２０２１年，全年園林水果面積１１６．９７萬ｈｍ２，其中蘋果和獼猴桃栽培面積全國第一、設施農業規模居西北首位［３２］。陜西農業生產中面臨的主要風險是霜凍、干旱、冰雹、洪澇等氣象災害，是影響和制約農業產業提質增效、增產增收的主要因素之一。２０１６年以來，圍繞農業保險需求，陜西氣象部門在氣象指數產品設計、氣象信息精準發布、農業氣象災害風險區劃評估、農業氣象災害損失評估、農業遙感監測等方面提供了較為全面的專業氣象服務。１．２．１氣象指數產品設計調研農業保險氣象服務需求，根據縣域氣象、產業、作物物候、災情等數據，確定蘋果花期凍害、蘋果果實膨大期干旱、茶葉冬春低溫凍害、花椒低溫凍害、花椒生長季干旱氣象指數，構建氣象指數與減產率的關系模型，厘定保險費率，確定賠付觸發值和賠付等級，開展蘋果、茶葉和花椒氣象指數保險產品設計研究，與中華保險、錦泰保險公司合作在旬邑、富縣、安塞、白水、西鄉、韓城等縣域進行試點。其中，２０１７年以來茶葉冬春低溫凍害氣象指數保險連續五年在茶葉種植縣進行試點，為５．４萬ｈｍ２茶園提供風險保障。２０２２年，茶葉氣象指數保險工作由陜西省財政廳等部門牽頭在陜南全面推廣。
１．２．２氣象信息精準發布。向農業保險相關部門及工作人員和投保戶推介陜西智慧農業氣象ＡＰＰ和陜西氣象ＡＰＰ，通過ＡＰＰ提供精確到縣、鎮一級的農業氣象災害監測、預報、預警情報和防災減災措施。建立聯系人制度，組建微信群和ＱＱ群，第一時間發送氣象災害信息，保障氣象信息及時到達保戶發揮減災效益。
１．２．３農業氣象災害風險區劃評估。利用近３０來年陜西及周邊省份氣象站和１０００余個加密區域氣象站氣象觀測數據、果品產量品質和果樹物候資料、不同果樹氣象災害歷史災情信息等多源數據資料，基于ＧＩＳ技術完成了陜西蘋果、獼猴桃、鮮食葡萄、白梨、柑橘、大櫻桃、紅棗７種果樹２４種農業氣象災害的精細化風險區劃評估，并在延安開展鄉鎮級別的蘋果冰雹災害風險等級區劃，為農業保險承保、差異化費率厘定提供科學參考。
１．２．４農業氣象災害損失評估針對農業保險需求。綜合應用區域氣象站觀測資料、雷達衛星資料，制作“夏季陜北玉米高溫干旱監測評估”、“春季延安蘋果花期低溫凍害影響評估”、“春夏延安蘋果冰雹災害分析”等服務產品，開展鄉鎮級別的農作物干旱、蘋果花期凍害、蘋果冰雹的精細化服務，提供量化的災害損失評估分析結果，為政府決策、保險勘災定損和保險理賠提供科學參考。
１．２．５多源衛星農業。遙感監測以３０ｍ分辨率的晴空Ｌａｎｄｓａｔ８衛星數據、１０ｍ分辨率的哨兵衛星數據以及多時相１６ｍ空間分辨率的高分一號（ＧＦ－１）衛星寬覆蓋（ｗｉｄｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ，ＷＦＶ）影像數據為數據源，構建遙感分類的時間序列數據集，提取小麥、玉米、蘋果種植區，通過時序遙感影像生成作物生長過程曲線，在分區域單元等不同尺度上進行分析和對比，開展小麥、玉米、蘋果長勢動態監測，為政府決策、農業保險承保、理賠提供科學參考。
２氣象服務關鍵技術應用思路
隨著“氣象＋保險”服務的深入，氣象部門面向農業保險的專業氣象服務能力得到提升，跨行業領域合作共享得到加強，氣象科技成果推動了陜西農業保險的科技創新［３３］，為覆蓋農業保險全流程的氣象服務關鍵技術應用提供基礎。目前，單一災種的農業氣象指數產品保障水平仍然有限，需要發展農業綜合氣象指數保險產品，提高氣象指數產品適用性。農業氣象信息發布精準度仍有待提升，需要與保險機構合作推動信息共享，打通信息通道，實現針對保戶的快速信息發布，并推動保險機構主動支持氣象部門采取人工影響天氣等防災減災措施，減少保戶損失。農業精細化風險區劃評估有待擴大，需要擴大縣域級別的氣象災害風險區劃范圍，為農業保險承保、差異化費率厘定提供更大支撐。農業氣象災害損失評估的時空尺度和精度有待提高，需要發展網格化評估體系，為保險理賠服務提供量化分析參考。氣象科技創新成果轉化有待加大，需要研發基于雷達、模式資料的冰雹、大風服務產品，應用農業遙感產品，為農業保險理賠服務提供技術支持。農業保險氣象科技創新缺乏平臺支撐，需要平臺支持氣象科技成果轉化，驅動保險承保理賠機制創新和服務創新。圍繞農業保險服務中遇到的問題，應加大氣象服務技術在農業保險服務中的應用，發揮氣象部門科技優勢，使氣象服務覆蓋農業保險全流程，發展農業保險氣象服務關鍵技術。以代表縣為試點，通過農業、氣象、衛星遙感及保險數據的深度融合，創新氣象指數保險產品，發展直通式精細化氣象服務，基于農業大數據和衛星遙感開展承保信息服務，開發專業服務產品支持理賠信息服務，基于物聯網實現精細化監測及服務鏈延伸。搭建農業保險氣象服務平臺，支撐氣象指數保險產品設計、氣象服務信息的精準推送、精準承保理賠信息服務，實現定制化的氣象精細化監測評估、農產品氣候認證溯源的延伸服務，將氣象服務延伸到農業產業的各環節，推進農業保險氣象服務模式的創新與實踐。
３氣象服務關鍵技術在農業保險服務中的應用展望
３．１創新氣象指數保險產品
針對縣域凍害、干旱、大風和暴雨等開展精細化氣象災害風險評估，為農業保險費率厘定提供參考。發展農業綜合氣象指數保險產品，通過調查分析、資料收集處理、指數選取、綜合氣象指數模型構建與訂正、賠付觸發值和賠付等級確定、費率厘定等關鍵技術途徑構建覆蓋農作物主要氣象災害的綜合氣象指數保險產品，提升氣象指數保險產品實用性和適用范圍，滿足保戶農業保險的多層次需求。
３．１．１精細化氣象災害風險區劃評估產品完善農業災害指標體系，針對縣域農作物，依托鄉鎮氣象站數據、高分辨率地理信息數據，開展農作物霜凍、干旱、大風和冰雹災害的精細化風險區劃評估產品，確定不同等級氣象災害風險的區域范圍，為制定農戶繳費比例、保險金額等提供風險評估服務，為農業保險產品設計提供科學參考［３４］，合理厘定保險費率，減少農業保險的逆選擇。
３．１．２農業綜合氣象指數保險產品研發單一災種的氣象指數保險產品保障覆蓋水平仍然不高，針對縣域農作物氣象災害特點，設計涵蓋霜凍、干旱、連陰雨等主要氣象災害可實現指數化的綜合氣象指數保險產品，提升農作物氣象指數保險產品風險保障水平，趨近農作物完全成本保險保障水平［３５］。通過調研縣域農作物種植管理經驗以及平均種植成本和收益，收集、分析縣域農作物氣象、產量、物候、災情等相關資料，確定農作物主要氣象災害及發生時段，確定承保期。參考調研結果、歷史資料、文獻等，依據綜合指數對農作物產量有較大影響、能與歷史實際損失較好吻合、相對簡單且便于理解推廣等原則建立綜合氣象指數。依據綜合氣象指數保險指標，分析綜合氣象指數與產量損失的定量關系，構建農作物綜合氣象指數保險模型。利用災情資料，合理確定賠付觸發值和賠付等級，運用單產風險分布模型計算各等級概率，結合氣象災害風險區劃，厘定保險費率，實現綜合氣象指數保險產品的設計。
３．２直通式精準化氣象服務
３．２．１打通信息通道共享。基礎信息與保險機構統一農業保險數據格式、規范，設計統一標準、規范的保險數據及服務接口，打通保險機構平臺和氣象服務平臺信息通道，通過保戶、基層保險機構移動端應用收集、共享農業保險、種植、物候、氣象災害等數據，為農業保險精細化氣象服務提供基礎信息。
３．２．２直通式精準化氣象服務基于農業保險基礎信息。強化移動端應用，根據保戶位置和需求，提供精細化氣象預警信息實時推送服務、氣象要素監測預報服務；結合農作物不同生長階段對氣象條件的要求，提供覆蓋農作物全生育期過程的精細化氣象服務產品、農情信息和氣象預警等服務，實現保險理賠的氣象預報預測，推動保險機構主動支持氣象部門采取人工影響天氣等防災減災措施，降低保戶農業氣象災害損失［１９，３６］。
３．３基于農業大數據和衛星遙感的承保信息服務
３．３．１利用土地利用和確權數據開展。基于田塊的承保真實性分析優化和完善承保流程，增加采集土地確權代碼，將承保數據匹配土地確權數據和種植普查信息，利用確權碼進行比對分析，開展基于田塊的農業保險承保戶身份信息、承保面積的真實性分析。分析產生的疑誤數據反饋給保險機構做進一步的現場勘驗，并對土地所有權信息、土地性質、地塊面積、地塊類別、土地利用類型和地力等級等信息進行完善，為農業保險精準承保理賠提供信息參考。
３．３．２利用農業種植分布。遙感數據開展承保種植真實性普查通過外業采樣建立小麥、玉米、蘋果分類的訓練樣本數據，采用機器學習算法，利用誤差矩陣方法進行檢驗和噪聲濾波處理，制作分辨率優于１０ｍ的小麥、玉米、蘋果種植分布遙感圖，將自然資源部門研制的分類數據作為校驗數據，并采用１ｍ高分辨率的衛星遙感影像結合地面無人機多光譜對校驗疑誤數據進行驗證，提高小麥、玉米、蘋果遙感分類結果中面積和種植信息的準確率。將承保區域內保戶信息與小麥、玉米、蘋果的面積、種植遙感信息進行匹配，進行農業保險種植標的物及面積真實性普查。
３．４開發專業服務產品支持理賠信息服務
３．４．１基于投保點位置的格點化。指數型產品通過國家級多元融合的高分辨率格點化實況產品結合陜西本地國家站、區域站的實測數據進行校驗，建立陜西本地格點化實況數據集，設計網格化的農業氣象指數保險理賠核算模型和產品，可基于投保點位置計算氣象指數，減少原來基于地面氣象站點的理賠計算誤差，提升理賠的科學性和準確性。
３．４．２基于校驗機制和衛星遙感技術的非指數。化災害服務產品針對難以指數化的冰雹、大風等氣象災害，開展基于雷達監測數據、地面風場模擬數據的核災技術研發［３７］，將冰雹、風場識別結果與保險報案數據進行位置比對，篩選超出冰雹落區、大風區域范圍的報案數據。對篩選出的位置疑誤報案數據，利用無人機地面驗證結合衛星遙感影像進行校驗，對受災區域和面積進行辨識［３８－３９］，提供氣象災害損失評估產品。由保險機構參考評估產品進行理賠，對爭議數據由保險機構進行現場勘驗確定理賠數據，提高理賠效率。
３．４．３基于互聯網的理賠信息公示和無紙化理。賠基于第三方在互聯網平臺開發農業保險氣象服務模塊，將保險服務過程數據向保險主體開放。保戶可查詢參保農業地塊的氣象監測信息和核算理賠結果。保險機構和管理部門可實時查詢各自權限下的承保理賠情況，實現農業保險的第三方對稱公示，減少因信息不對稱而產生的“道德風險”，提升理賠效率。同時，可為每位保戶提供承保期內的氣象災害理賠信息二維碼，實現農業保險災害理賠的無紙化證明及業務化運行。
３．５基于物聯網的精細化監測及服務鏈延伸
３．５．１基于保險物聯網的拓展氣象精細化監測網為提高理賠效率。減少理賠糾紛，兼顧為精準農業提供環境信息，利于智能數據系統決策，在承保大戶農田內布設氣象環境物聯網監測設備，采集農業氣象環境數據。由氣象環境監測服務終端定時將采集到的氣象環境數據進行數字化處理，并上傳數據到物聯網監控管理平臺和管理人員的手機上，實現農業氣象環境數據統計、分析以及報警，為種植管理、農業保險理賠提供依據。
３．５．２精準服務延伸保險服務。鏈延伸農業保險作為分散災害風險、降低受災損失的最低保障這一基本功能，從單純保障生產到提升農業種植效益轉變，增強農業保險在現代農業發展中的作用。農業保險行業掌握著保戶的精細化種植信息，數據有待進一步挖掘提升，可在精準種植提升品質方面進行探索。建設農業智慧氣象ＡＰＰ，利用高分辨率的格點實況監測和預報產品，將基于農田位置的農業氣象監測和預報數據與水肥管理、農事活動、病蟲害防治信息進行融合，考慮品種和物候差異，可提供基于保戶田塊的實時生產建議提醒，為基于位置的農產品氣候品質認證和溯源提供基礎。同時，基于農業大數據平臺和農業觀測體系，探索開展農產品產量、品質定量預測分析，可為農產品“保險＋期貨”的對沖式服務提供科學參考［４０－４１］，將氣象服務延伸至農業類天氣衍生品。
３．６推進農業保險氣象服務平臺研發
建立農業保險氣象服務平臺，將本地格點化實況數據集，智能網格預報數據、土地確權數據、農業遙感種植分布數據、土地利用數據引入平臺，基于多源數據融合，支撐農業氣象指數保險產品創新、直通式精細化農業保險氣象服務、基于農業大數據和衛星遙感的承保信息服務、農業保險專業氣象服務產品研發［４２］、基于物聯網的精細化監測及服務鏈延伸。平臺可基于保戶位置，查詢網格氣象信息、氣象服務信息、專業服務產品，進行氣象災害監測，輔助設計網格化氣象指數保險產品，開展農業保險氣象信息公示和證明。氣候變化背景下，農業生產面臨的極端天氣氣候事件明顯增多，強度明顯增強。據統計，近３０年來（１９９０—２０１９年），全球９２．４％的保險損失是由氣象及其衍生災害引起的。農業保險已經成為現代農業風險管理體系不可或缺的組成部分，在保障國家糧食安全、穩定農民收入方面發揮了越來越重要的作用，但相對于鄉村振興戰略和農業保險高質量發展的新要求還有較大差距。隨著氣象科技的快速發展，精細化預報水平逐步提高，高分辨率的多元融合格點實況產品投入業務化，氣象大數據和衛星遙感應用等氣象服務技術瓶頸得到突破，為科技賦能農業保險向精細化、精準化的高質量發展提供了技術支撐，也為有效防范化解氣象災害風險、最大限度地減輕氣象災害帶來的不利影響和財產損失、檢驗氣象技術發展水平提供了全面的應用場景。
作者:張勇 屈振江 劉璐 梁軼 羅斌 單位:陜西省農業遙感與經濟作物氣象服務中心 陜西省氣象局秦嶺和黃土高原生態環境氣象重點實驗室 陜西省氣象科學研究所中華聯合財產保險股份有限公司陜西分公司
