太空技術應用在農業的好處已普遍獲得認可，包括提高灌溉效率可減少全球15-10%淡水用量、減少肥料與農藥使用所產生的碳排放有助氣候行動、彌平2050年30%的糧食缺口以解決糧食安全問題等；同時利用衛星資訊還能減少糧食浪費約1,500-1,750億美元。雖然太空技術在農業應用的市場預計到2030年將翻倍，達10億美元，但目前仍面臨技術與人為的障礙待跨越，透過研究調查與利害關係人的訪談，客觀剖析市場走向將加速或減緩。

一、衛星技術在農業的應用、效益與案例
細說太空技術在農業的核心應用，主要來自於衛星遙測的數據資料與互聯網功能，提供的價值者主張包括：精準估算產量、根據氣候等環境條件與作物生長提供最佳決策(包括施肥、灌溉與病蟲害偵測)、利用遙測技術監管國土利用與法規遵循、減緩天然災害損失、得以利用自動機具施行精準農業等。

衛星資料在農業最普遍的應用是估算作物產量，技術甚至進步到可以針對多種作物產量進行估算。除了依據量化的糧食缺口來採取行動，也能衡量因地緣政治危機衝擊的糧食生產，因而得以據以調整價格與物流管理，這點對於貿易、加工業者與農民生計非常重要。本研究以東部與南部非洲共同市場(COMESA)為例，追蹤以數位及太空輔助工具支援農業的糧食平衡表，預期未來10年將在新興區域擴大應用。實施行動與產生的效益包括：

1. 糧食安全的數位解決方案：撒哈拉以南非洲地區約有1.23億人深受糧食不安全所困擾，過去很難精準預測糧食產量，在COMESA與非洲綠色革命聯盟的領導下，以數位技術輔助製作糧食資產負債表，能夠更及時而準確預測糧食產量、庫存量和其他相關資訊。

2. 以衛星驅動的洞見：衛星圖像可以每兩周針對作物收獲與產量進行季節性估算，遙感探測分析可以結合人工調查加以驗證，結合衛星與人工調查的方式能夠跨多國進行即時、準確的作物產量預測。

3. 強化糧食安全與其他實際效益：從COMESA的糧食平衡表看來，目前已經能將預測頻率提高5倍，進而因糧食利用率提高，減少5年內儲備糧食購買量，進而減少浪費達20%。換算因精簡每年購買儲備糧食的預算，預計可以改善經濟效益1-3%。

展望未來，產量優化的價值有70%是來自衛星資訊所產生的洞見，主要來自於田間作物缺陷，加以分析後提供的營運資訊，例如天候變化、受季節影響的種子發芽率、識別作物病蟲害、繪製水份含量圖等，因而可以調整種植時間、更換栽種作物種類、決定施肥或噴藥的時間與劑量等，最終得以提高獲利率。報告以德州西部San Angelo的500英畝棉花田為例，透過衛星圖像確定了其中111英畝的根腐病害模式，使得能夠在季節之初便早期於病害區域投藥。相較於傳統方法，此法減少了48英畝的噴藥區，節省了43%的農藥，從而挽救了95%的風險產量。除此之外，也能遠端監測乾旱、火災、洪水等，減輕自然災害的損失，並提供保險公司依極端氣候過後的植被健康數據及土壤濕度等來辦理參數型保險，而無須實地勘察，相較過去的人工作業快速而有效率。同時歐盟也力推以衛星影像促進碳市場，並正進一步確認是否能獲得再生能源的補貼。


二、太空技術與其他飛行載具之優劣分析
1. 技術面的比較：論規模，衛星會比其他飛行載具，如無人機、固定翼飛機、高空飛艇或物聯網硬體要更具優勢，因為少了許多人力操縱的作業，而且可以擴展到更遙遠的區域，但是圖像成本較高及低解析度是其缺點。只是隨著技術不斷精進，這個缺點漸漸消失，預期到2030年，隨著高解析度及熱波段、高光譜成像感測器的精進，將使得不受高度限制的衛星足以與其他平台媲美。同時除了預測產量以外，更具備偵測病蟲害、減緩天災損害、精準施藥與灌溉等優點。文中並針對商業衛星、公用衛星與固定翼、無人機，進行上述特性的細部比較。

2. 經濟面的比較：成本方面，雖然高解析度影像數據的成本驚人，但隨著數據分析商爭相以具價格競爭力商業模式的投入，預計到2030年成本應該可以降低25%-50%；反觀人力成本以及燃料成本佔50%以上的無人機與固定翼飛機，除非一人操作多台無人機或是合夥營運，否則很難見到成本下降。除了成本以外，對於利用衛星影像進行分析、提供分析意見的廠商而言，必須考慮影像取得的靈活度、操作複雜度以及影像來源的投資風險，例如雲層對影像的影響等，某些情況下仍須搭配飛行載具才能彌補此不足，滿足客戶的需求。

3. 在靈活度與複雜度方面，衛星也比較容易模組化，且能根據需要取得不同區域的影像資料，也能跨區同時服務多個市場；而無人機與固定翼則受到作物生長期的限制，必須配合出動機組以蒐集影像，如果實體經營或合夥則會增加營運的複雜度。在風險方面，衛星影像受天氣干擾較大，無人機受到法規變動影響較大，飛機則較擔心燃料與人力成本上漲。

4. 在顧客拓展方面，隨著技術成本下降、營運模式翻新、糧食安全需求、農作物保險、索賠驗證、碳信用市場等驅動力量浮現，用戶將逐步增加。在麥肯錫的2022年調查報告顯示，美國有29%-45%的農民正採用或將採用遙測技術，南美(88%)和歐洲(79%)則更高。


三、整體產業發展機會
隨著農業應用場域與用戶的增加，預期衛星影像市場將大幅擴張，太空影像與分析服務在農業的應用，預計在2022年到2030年的年成長率9-12%，服務市場規模擴大到8-10億，為農業創造價值達13-20億美元。雖然免費的公開數據已滲透到價值鏈的每個環節，但市場對於高解析度影像的需求仍在，而且未來隨著成本下降，用戶的獲利將可望再提高25-50%，此時規模很重要，70%的成長將來自於大型農場。而對農場的投資報酬率，隨經營規模越大而倍增，從50%-200%不等；政府及農作物貿易商的投資報酬率仍有100%-125%，但是保險公司及碳市場則只有25%。由於農家、政府、衛星公司、雲提供商、資料分析公司等利害關係人的利益相互連動，因此更須要共同消弭應用障礙，以將商機做大。呼籲採取的行動包括：

1. 改善跨界的協作：農家可利用合作社等協作形成較大規模並促進共享，衛星公司以較低價格擴大可用影像的數量與廣度，雲提供商與衛星及分析公司合作簡化處理成本、加強驗證，分析公司與衛星公司建立反饋循環，並投入資源以改善洞察模型、強化分析洞見。

2. 加速利用衛星產生洞見的成本曲線下降：政府找到與私部門合作機制並驗證數據、降低成本，衛星公司、雲提供商、資料分析公司行動同上述。

3. 提高衛星洞見的準確性與信心：提高農家之間的協作、促進資料共享，衛星公司扮演催化劑，與資料分析公司攜手提高準確性高的影像資料與洞見。


四、結論
衛星能夠提供較地面觀察更多的資料與洞見，即使是漸進式的改善也能有長足的影響力，同時，基於衛星數據的資料分析、洞察力，在技術面已準備就緒並進入S曲線，但是仍須所有利害關係人協力採取行動，以促成更多商業機會。報告中也提供多家商業衛星公司的空間解析度、光譜分辨頻帶數、價格及感興趣的最小面積與廣度等資訊，並與公用免費資料來源進行比較，可供有興趣讀者自行參閱。