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天上的“眼睛” 这样看清地面物体的“指纹”

发布日期:2021-09-28 03:37   来源:未知   阅读:

  作为遥感技巧的前沿范畴,高光谱遥感对良多人来说依然是个比拟“遥远”的专业名词。实在,高光谱的含意并不神秘。在接收科技日报记者专访时,高光谱观测卫星副总设计师李云端和江苏省农业科学院信息核心遥感大数据方向负责人毛星做出了相干的科普。

  卫星收集到大气和地表的光谱信息,包括了各种目的地物的光谱特征,这些地物都有自己独特的光谱特征,就像人的指纹样,本港台同步现场开奖直播 个税改造中最受人关注的举动是个人所得,而科学家就可以利用这些光谱信息识别出地物成分。

  光谱识别的艰苦可以依附算法解决,听起来同样难办的“物理遮挡”也有进步仪器和算法来专门凑合。对于云层造成的阻碍,李云端解读说,云层确实会拦阻可见光和红外观测地表,但高光谱观测卫星上的吸收性气溶胶探测仪可以通过紫外线透过薄云观测雾霾和吸收性气溶胶的分布情况。毛星弥补说,高光谱观测除了传统的去云技术,也有研究在用一些深度学习技术去还原云层遮挡局部。

  李云端解读说,获取数据后还有许多工作,不同类型遥感仪器的处理也不一样。总的来说,剖析流程可以分为数据处理和生成产品两大部门,地面体系负责进行数据处置,各用户实现产品天生工作。而地面处理重要包含辐射定标、光谱定标、多少何定位等工作,有的干预型载荷还需要进行谱还原等处理。在这个基本上,报码 hc4.cc,用户可以利用卫星数据生成七十多种产品。

  遥感仪器除了探测可见光到短波红外,还能够探测紫外、中红外跟热红外等波段。假如把高光谱装备比作一台相机,它的功效就是可以在每个光谱波段拍一张照片,比方有的传感器在400?2500纳米范畴内有330个光谱通道,就象征着,它一次能拍摄统一个区域的330张照片。

  用好数据是最后一关

  而对植被,作为农业科学院的研讨职员,毛星表示,植被个别是研究目标或者背景地物,不是烦扰项。李云端提示,生态环境、农业和林草等用户都须要直接观测动物,因而它自身就是主要的观测目标。在需要观测地表时,植被确切会造成妨碍,但植物会接收泥土中的成分,不同成分的土壤会转变植物叶子的光谱曲线。好比,已有文献表明植物叶子的光谱曲线与地下的油气资源有较强的相关性。

  先进技术解决遮挡、混叠问题

  9月7日11时01分,我国在太原卫星发射中央用长征四号丙遥四十运载火箭胜利发射高光谱观测卫星。该卫星的使命是对我国大气、水体、海洋环境进行高光谱观测。

  作为高分数据的用户之一,毛星表示,高光谱遥感在农业应用中十分普遍,可以用于农作物估产、长势监测、病虫害识别、农作物精细分类、杂草识别等工作。李云端介绍说,除农业领域以外,卫星也将为海内各行业用户提供亟须的高精度、高光谱遥感数据,包括我国环境的综合监测和监管,以及天然资源勘查、防灾减灾、林业资源追查、气象变更研究等领域。

  此外,高光谱观测卫星有个值得一提的功能??它是我国目前独一可用于大气污染气体探测的有效载荷,可单日笼罩全球污染气体监测,服务于我国“大气污染防治”及“臭氧和PM2.5协同探测”等国度战略。大气主要温室气体监测仪(GMI)可实现1?4ppm的二氧化碳探测和30ppb的甲烷探测,让碳排放无所遁形,为我国“碳达峰与碳中和”策略供给重要支持。 【编纂:陈文韬】

  天上的“眼睛” 这样看清地面物体的“指纹”

  李云端以卫星上搭载的七台遥感仪器为例进行了深刻解读:“卫星上搭载的可见短波红外高光谱相机可以在可见光到短波红外范围内持续光谱成像,它探测的光谱范围比人眼宽得多,也精细得多。它可精细识别各种地物,可以应用于生态环境监测、水体环境监测、地质找矿等领域。卫星上的另外六台载荷也很有特色,如全谱段光谱成像仪能获取中长波红外谱段的地物辐射信息,准确探测地物温度和干旱等情况。大气痕量气体差分吸收光谱仪可以获取紫外到可见光的高光谱信息,探测大气中二氧化氮等传染气体,这种大气中二氧化氮的浓度大略为10ppb量级(ppb为十亿分之一),探测精度必需请求很高。多角度偏振成像仪和高精度偏振成像仪两台仪器对大气结合探测,可以监测寰球大气细颗粒物污染(PM2.5/PM10)情况。温室气体监测仪可以同时探测大气中的二氧化碳和甲烷。吸收性气溶胶探测仪可以在有薄云的情况下高辨别率探测雾霾散布。”

  本来,高光谱遥感就像只“眼睛”,只是它探测的光谱规模比人眼宽得多,也精致得多。而地面上的每种物体都有本人奇特的光谱特征,就像“指纹”样,专家通过高光谱遥感卫星取得的光谱信息就能识别出地物成分。

  今年7月,国家国防科技产业局重大专项工程中央的工作人员曾向科技日报记者解读高分专项和详细应用之间的关联:“打个比喻来说,我们提供的高分数据就像是食材,各个机构开发出的详细应用就像是菜肴。我们的冀望就是政府部分和社会力气能把数据用好,把这道菜做好。”在得到“生食材”观测数据之后,科学家和技术人员还需将其进行处理、分析,才干构成有价值的“佳肴”研究结果。

  可以识别“指纹”的“天眼”

  除了异物同谱和同物异谱等问题,李云端介绍说,当高光谱仪器的一个像元中观测到多种物资时,会呈现光谱混叠的现象。科学家依靠成熟的算法解开混叠,该算法可以依据不同成分对光谱的影响程度,盘算出不同成分的含量。此外,科学家们还在研发新一代高光谱成像仪,以进一步进步成像仪的空间分辩率,使获取的光谱“更纯”,必定水平上减少光谱混叠。

  咱们可以将地物的光谱特点比作指纹,但事实当中的指纹辨认是存在含混、混杂等问题的,高光谱观测卫星会不会碰到这个问题呢?毛星表现,在高光谱观测的实际利用中很轻易存在异物同谱和同物异谱的景象,例如树和草地的光谱曲线有时看起来就是差未几的,同一棵树从两个位置观测得出的光谱曲线也可能存在差别。实际运用当中,为防止以上这两种情形,迷信家不仅会应用物体的光谱信息,还要联合物体的空间地位信息来进行辨别。

  之所以说高光谱观测卫星就像“眼睛”,是由于卫星和人眼一样,都是通过获取光谱来采集信息的。然而,人眼的观测范围非常有限,仅限于对可见光频率范围内的观测,而高光谱观测卫星的“可见”范围要广得多。毛星先容说,遥感仪器除了探测可见光到短波红外,还可以探测紫外、中红外和热红外等波段。如果把高光谱设备比作一台相机,它的功能就是可以在每个光谱波段拍一张照片,比如有的传感器在400?2500纳米范围内有330个光谱通道,就意味着,它一次能拍摄同一个区域的330张照片。

  在高光谱观测卫星上,一共装载着七台遥感仪器,包含两台陆表成像仪与五台大气成分探测仪,探测谱段覆盖了从紫外到长波红外谱段,采取高光谱及高精度偏振等多种手腕,获取大气和地表的空间几何、辐射、光谱和偏振等多种信息。