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高光譜成像技術的實用性分析（應用優勢）

2023-10-11

        高光譜成像技術提供了新的成像手段和工具，在眾多行業具有廣泛的應用。尤其是在碳排放、糧食安全、礦產領域。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”發生泄漏，造成規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測，加拿大專業公司對外宣布的監測結果據此做了修正。

　　基于高分五號02星的“北溪”2號天然氣管道泄漏遙感監測

　　（生態環境部衛星環境應用中心、南京大學國際地球系統科學研究所、中國資源衛星應用中心、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據，實現了對相關地區二疊紀盆地甲烷排放點源及其羽流的精準監測，首次破解天基大范圍甲烷點源及排放量精準監測的國際性難題，并驗證了該相機是當前國際上天基甲烷點源排放監測精度最高的手段，為我國“雙碳”戰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略性資源方面也大有可為。

　　黑土地示范區高光譜土壤水分指數

　　（自然資源部國土衛星遙感應用中心）

　　黑土地示范區高光譜土壤有機質含量預測圖

　　（農業農村部農業資源與農業區劃研究所）

　　高分五號衛星的高光譜遙感數據已成功用于內蒙古喀喇沁旗、敖漢旗及拜泉縣地區的黑土地土壤主要成分檢測。從技術上實現了對農田“耕、種、管、收”全流程高精準及時有效監測，大幅提升了土地利用效率和農產品品質與產量，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“透過現象看本質”的特性，可實現對深藏在地下數十米乃至上千米的礦產資源進行分析勘察，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，已經為相關企業實現了數十億噸高品位優質礦點的探測，產生了巨大的經濟效益。中國自然資源航空物探遙感中心已經應用高分五號衛星數據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略行動提供高質量支撐。

　　高分五號衛星對洞庭湖水質遙感監測應用（生態環境部衛星環境應用中心）

　　“我國淡水資源的水質形勢總體嚴峻，水質監測及化驗識別的傳統手段代價巨大，衛星高光譜遙感科技以范圍廣、速度快、成本低、精度高等優勢，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”。