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高光譜成像技術的實用性分析（應用優(yōu)勢）

2023-10-11

        高光譜成像技術提供了新的成像手段和工具，在眾多行業(yè)具有廣泛的應用。尤其是在碳排放、糧食安全、礦產(chǎn)領域。那么，高光譜成像技術的實用性到底如何呢？本文進行了簡單分析，主要介紹了它的應用優(yōu)勢。

        去年9月，從俄羅斯向歐洲輸送天然氣的兩大管道“北溪-1”和“北溪-2”發(fā)生泄漏，造成規(guī)模最大的溫室氣體泄漏事件。在全球向綠色低碳轉型的大背景下，這一事件的發(fā)生無疑給人們敲響警鐘。劉銀年表示“從技術角度來看，高光譜遙感技術在這類事件發(fā)生早期就能起到重要作用。”國內相關機構利用該團隊研制的星載高光譜相機，第一時間對北溪甲烷泄露情況進行了精準有效的監(jiān)測，加拿大專業(yè)公司對外宣布的監(jiān)測結果據(jù)此做了修正。

　　基于高分五號02星的“北溪”2號天然氣管道泄漏遙感監(jiān)測

　　（生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應用中心、南京大學國際地球系統(tǒng)科學研究所、中國資源衛(wèi)星應用中心、中國科學院上海技術物理研究所）

　　在此之前，國際上數(shù)十家頂尖的科研機構利用該團隊的星載高光譜相機獲取的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對相關地區(qū)二疊紀盆地甲烷排放點源及其羽流的精準監(jiān)測，首次破解天基大范圍甲烷點源及排放量精準監(jiān)測的國際性難題，并驗證了該相機是當前國際上天基甲烷點源排放監(jiān)測精度最高的手段，為我國“雙碳”戰(zhàn)略提供有力的科技支撐，并入選了“2021年中國遙感領域十大事件”。

　　此外，星載高光譜技術在保障糧食安全和戰(zhàn)略性資源方面也大有可為。

　　黑土地示范區(qū)高光譜土壤水分指數(shù)

　　（自然資源部國土衛(wèi)星遙感應用中心）

　　黑土地示范區(qū)高光譜土壤有機質含量預測圖

　　（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所）

　　高分五號衛(wèi)星的高光譜遙感數(shù)據(jù)已成功用于內蒙古喀喇沁旗、敖漢旗及拜泉縣地區(qū)的黑土地土壤主要成分檢測。從技術上實現(xiàn)了對農(nóng)田“耕、種、管、收”全流程高精準及時有效監(jiān)測，大幅提升了土地利用效率和農(nóng)產(chǎn)品品質與產(chǎn)量，并有效降低自然災害、病蟲害等風險損失，從而為國家保障糧食安全提供強大支撐。

　　甘肅柳園地區(qū)高分五號高光譜礦物信息分布圖

　　（中國地質調查局自然資源航空物探遙感中心）

　　同樣，高分五號高光譜遙感技術在全球找礦中的應用效果和潛力也很驚人，利用高光譜遙感科技“透過現(xiàn)象看本質”的特性，可實現(xiàn)對深藏在地下數(shù)十米乃至上千米的礦產(chǎn)資源進行分析勘察，可將原先需要5-10年才能達到3%-5%成功率的找礦能力提升到了只需要1-3個月就能100%成功找礦，已經(jīng)為相關企業(yè)實現(xiàn)了數(shù)十億噸高品位優(yōu)質礦點的探測，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。中國自然資源航空物探遙感中心已經(jīng)應用高分五號衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取的地質體特征光譜，完成我國陸地面積高光譜礦物填圖，在國際上首次實現(xiàn)百萬平方公里以上礦物填圖的突破，入選了“2021年中國遙感領域十大事件”，為我國基礎原材料保障、新一輪找礦突破等國家戰(zhàn)略行動提供高質量支撐。

　　高分五號衛(wèi)星對洞庭湖水質遙感監(jiān)測應用（生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應用中心）

　　“我國淡水資源的水質形勢總體嚴峻，水質監(jiān)測及化驗識別的傳統(tǒng)手段代價巨大，衛(wèi)星高光譜遙感科技以范圍廣、速度快、成本低、精度高等優(yōu)勢，可及時獲取水體污染的類型、程度、位置分布等信息。”劉銀年還向記者介紹，高分五號衛(wèi)星可對水體進行百萬分比，甚至更低濃度的污染物含量識別，成為保障青山綠水的“火眼金睛”。