Шырокае прымяненне гіперспектральнай тэхналогіі дыстанцыйнага зандзіравання ў маёй краіне

 Падтрымка нацыянальных стратэгій «пікавых выкідаў вугляроду» і «вугляроднай нейтральнасці»  

У апошнія гады «пік вугляроду» і «вугляродная нейтральнасць» сталі моднымі словамі, якія тычацца нацыянальнага дабрабыту і сродкаў да існавання людзей. Мая краіна будзе імкнуцца дасягнуць пікавых выкідаў вуглякіслага газу да 2030 года і імкнуцца дасягнуць вугляроднай нейтральнасці да 2060 года. «Скарачэнне выкідаў і павелічэнне паглынання вугляроду» з'яўляюцца асновай дасягнення мэт «піку вугляроду» і «вугляроднай нейтральнасці» і павінны ажыццяўляцца разам, умацоўваючы працу маёй краіны па ўліку выкідаў вугляроду і паглынання вугляроду на аснове дадзеных маніторынгу вугляроду. Такім чынам, выкарыстанне гіперспектральных спадарожнікаў для глабальнага маніторынгу вуглякіслага газу стала важным сродкам і з'яўляецца прызнанай мерай, якая дазваляе атрымліваць колькасную і вельмі дакладную інфармацыю аб патоку вугляроду на міжкантынентальным, рэгіянальным і лакальным узроўнях.

Мая краіна паспяхова запусціла свой вугляродны спадарожнік TanSat у 2016 годзе.

Гэта стане трэцім у свеце спадарожнікам парніковых газаў, які будзе кантраляваць глабальную канцэнтрацыю вуглякіслага газу ў атмасферы.

Развіццё спадарожнікавай індустрыі маніторынгу вугляроду можа забяспечыць больш дакладныя дадзеныя маніторынгу вугляроду з прасторавым разрозненнем, што дазволіць больш бесперапынны лакальны маніторынг і больш дакладнае прасторавае пазіцыянаванне рэгіянальнага маніторынгу, што карысна для ўдакладнення прыналежнасці крыніц і паглынальнікаў крытычных абласцей. Адначасова, у спалучэнні з дыстанцыйнымі здымкамі высокага разрознення, гэта можа быць выкарыстана для правядзення ацэнак патэнцыялу вугляроднай нейтральнасці лясоў, гарадскіх будынкаў і дарожных пакрыццяў на рэгіянальным узроўні.

Акрамя таго, развіццё рэгіянальных магчымасцей вугляродных спадарожнікаў можа значна палепшыць навуковую і тэхналагічную рэпутацыю рэгіёна, дапамагчы стварыць інавацыйны тэхналагічны брэнд і даць штуршок высокатэхналагічнаму развіццю рэгіёна.

Геалагічная даследаванне  

Гіперспектральныя здымкі, атрыманыя са спадарожнікаў дыстанцыйнага зандзіравання, маюць высокае спектральнае разрозненне, спектральную інтэграцыю і такія перавагі, як вялікі аб'ём інфармацыі, высокая частата маніторынгу і шырокае пакрыццё. Ён можа дакладна і падрабязна адлюстроўваць тэкстурныя характарыстыкі геалогіі і мінеральных рэсурсаў, а таксама можа даць важную аснову і падказкі для даследаванняў мінеральных рэсурсаў.

Дадзеныя дыстанцыйнага зандзіравання з высокім прасторавым разрозненнем могуць быць выкарыстаны для стварэння адзінай карты мінеральных рэсурсаў па ўсёй краіне. Гэта можна выкарыстоўваць не толькі для правядзення даследаванняў бягучага стану распрацоўкі і выкарыстання мінеральных рэсурсаў, маніторынгу навакольнага асяроддзя ў шахтах і планавання мінеральных рэсурсаў, але і для аналізу і атрымання аб'ектыўных дадзеных аб распрацоўцы мінеральных рэсурсаў. Гэта забяспечвае важную тэхнічную падтрымку і аснову для прыняцця рашэнняў для аддзелаў горназдабыўной адміністрацыі ў галіне планавання мінеральных рэсурсаў, карэкціроўкі парадку распрацоўкі мінеральных рэсурсаў і кіравання геалагічным асяроддзем шахты.

Акрамя таго, на падставе ідэнтыфікацыі мінералаў і тонкай ідэнтыфікацыі мінералаў, а таксама ў адпаведнасці з законамі сімбіятычнай асацыяцыі мінералаў і паказальнай роляй геалагічнага значэння саміх мінералаў, унутраная сувязь паміж рознымі геалагічнымі фактарамі можа быць інтуітыўна інвертавана, што можа павысіць эфектыўнасць гіперспектральнага аналізу і вырашэння праблем у геалагічных прымяненнях.

 Маніторынг здароўя лясоў  

△ Карта ляснога покрыва, вызначаная з дапамогай гіперспектральных дадзеных бачнага і блізкага інфрачырвонага дыяпазону з радыёстанцыі Tiangong-1

Маніторынг здароўя лясоў у асноўным уключае маніторынг умоў росту дрэў, а таксама маніторынг шкоднікаў і хвароб. Традыцыйныя метады маніторынгу здароўя дрэў прадугледжваюць ручныя абследаванні на месцы, якія патрабуюць значных працоўных рэсурсаў і часу, і часта атрымліваюць дадзеныя толькі кропкава, што ўскладняе ахоп агульнага стану ўсяго лесу. Аднак... Маніторынг здароўя лясоў з дапамогай гіперспектральнага спадарожнікавага дыстанцыйнага зандзіравання мае значныя перавагі, такія як высокая перыядычнасць і шырокі ахоп. Дзякуючы функцыі "інтэграцыі карты і спектру", ён можа эфектыўна вызначаць інфармацыю аб лясных шкодніках і хваробах шляхам параўнання спектральнага адлюстравання.

△Чырвонай зонай пазначаны дрэвы, пашкоджаныя шкоднікамі і хваробамі.

Дрэвы, пашкоджаныя шкоднікамі і хваробамі, будуць дэманстраваць адхіленні ў спектральнай адлюстравальнай здольнасці і тэмпературы, што прывядзе да змяненняў у характарыстыках паглынання і адлюстравання лісця ў бачным і блізкім інфрачырвоным дыяпазонах. Такім чынам, на аснове дадзеных, сабраных гіперспектральнымі спадарожнікамі дыстанцыйнага зандзіравання, адрозненні ў спектральнай адлюстравальнай здольнасці і структурныя анамаліі можна вызначыць з дапамогай апрацоўкі выяваў і метадаў здабывання інфармацыі, што дазволіць кантраляваць стан здароўя дрэў.

Маніторынг надзвычайных сітуацый  

△Інтэрпрэтаваны спадарожнікавы здымак ляснога пажару ў павеце Мулі, прэфектура Ляншань, правінцыя Сычуань, 1 красавіка 2020 г.

У апошнія гады ў гарадскіх і лясных раёнах часта адбываліся пажары і выбухі, якія прывялі да надзвычай сур'ёзных страт, такіх як выбух у порце Цяньцзінь, выбух прыроднага газу ў Шэньяне і лясны пажар у аўтаномнай акрузе Ляншань І правінцыі Сычуань. Што тычыцца маніторынгу пажараў... Спадарожнікавае дыстанцыйнае зандзіраванне можа пераадолець цяжкасці з планаваннем у часе і прасторы, забяспечваючы дадзеныя для прыняцця рашэнняў па аказанні надзвычайнай дапамогі і ліквідацыі наступстваў стыхійных бедстваў.Напрыклад, у 2020 годзе Нацыянальны цэнтр прымянення спадарожнікавага дыстанцыйнага зандзіравання Міністэрства прыродных рэсурсаў у поўнай меры выкарыстаў магчымасці трохзоркавай сеткі аптычнай сузор'і спадарожнікаў дыяпазонам 2/8 метраў для бесперапыннага адсочвання развіцця ляснога пажару ў павеце Мулі прэфектуры Ляншань правінцыі Сычуань з 30 сакавіка па 1 красавіка, стварыўшы карту інтэрпрэтацыі выяваў дыстанцыйнага зандзіравання ляснога пажару. Вынікі маніторынгу былі перададзены на перадавую лініі экстранага камандавання.

△ Гіперспектральны здымак са спадарожніка «Навакольнае асяроддзе-1»

У адказ на метэаралагічныя ўмовы, Невялікія сузор'і спадарожнікаў могуць збіраць дыстанцыйныя выявы трапасферы.Ён можа кантраляваць і прагназаваць суровыя пагодныя з'явы, такія як тайфуны, ліўневыя дажджы і воблачныя кластары, а таксама праводзіць ацэнкі ў рэжыме рэальнага часу і раннія папярэджанні аб інфармацыі аб акіянскіх хвалях. Ён таксама можа атрымліваць інфармацыю аб паводках падчас сезона дажджоў праз спадарожнік, забяспечваючы падтрымку дадзеных для палітыкі, звязанай з водазабеспячэннем, кіраваннем воднымі рэсурсамі, барацьбой з паводкамі і дрэнажам.

  Дыстанцыйнае зандзіраванне акіяна  

△Тэматычная карта канцэнтрацыі хларафіла а ў маніторынгу якасці вады ў горадзе Чжухай

Дыстанцыйнае зандзіраванне акіяна — адна з ключавых тэхналогій, якія прывялі да значных поспехаў у марской навуцы ў канцы 20-га стагоддзя. Яго галоўная мэта — разуменне, вывучэнне, развіццё, выкарыстанне і абарона марскіх рэсурсаў, таму яно мае велізарнае стратэгічнае значэнне. З развіццём навукі і тэхналогій гіперспектральнае дыстанцыйнае зандзіраванне стала перадавой вобласцю дыстанцыйнага зандзіравання акіяна.

Спектрометры візуалізацыі сярэдняга разрознення сталі эфектыўным інструментам для вызначэння колеру і тэмпературы акіяна дзякуючы сваім шматлікім перавагам, такім як шырокі спектральны ахоп, высокае разрозненне і некалькі спектральных дыяпазонаў. Яго можна выкарыстоўваць не толькі для вызначэння канцэнтрацыі хларафіла, утрымання ўзважаных адкладаў, некаторых забруджвальных рэчываў і тэмпературы паверхневых вод у марской вадзе, але і для выяўлення марскога лёду, прыбярэжных зон і іншых падобных з'яў.

Сярод іх тэмпература паверхні мора і канцэнтрацыя хларафіла з'яўляюцца фундаментальнымі элементамі марскога экалагічнага асяроддзя. Іх размеркаванне адлюстроўвае плошчу назапашвання і асяроддзе пражывання марскога фітапланктону. Іх таксама можна выкарыстоўваць для ўскоснага маніторынгу або прагназавання прасторава-часавага размеркавання рэсурсаў, такіх як акіянічныя рыбалоўныя ўгоддзі і якасць акіянічнай вады. Гіперспектральныя спадарожнікі дыстанцыйнага зандзіравання могуць атрымліваць выявы паверхні мора на вялікай тэрыторыі і ў любых умовах надвор'я. Дзякуючы інтэрпрэтацыі і аналізу гэтых выяў можна эфектыўна атрымліваць параметры тэмпературы паверхні мора і колеру акіяна, што забяспечвае падтрымку дадзеных для адпаведных ведамстваў, такіх як маніторынг марскога асяроддзя і марское рыбалоўства.Гэта мае вялікае значэнне для прагназавання тэмпературы паверхні мора і маніторынгу навакольнага асяроддзя марскіх рыбалоўных угоддзяў.

Сельскагаспадарчае дыстанцыйнае зандзіраванне  

△Тонкая класіфікацыя сельскагаспадарчых культур на аснове гіперспектральных спадарожнікавых дадзеных дыстанцыйнага зандзіравання

Сучасная тэхналогія гіперспектральнага дыстанцыйнага зандзіравання хутка развіваецца, што дазваляе ёй дынамічна, хутка, дакладна і аператыўна атрымліваць розныя дадзеныя назірання Зямлі. Дакладная сельская гаспадарка патрабуе дакладнасці ў вытворчасці і выкарыстанні рэсурсаў, а таксама дакладнасці ў кіраванні і развіцці. Гіперспектральнае дыстанцыйнае зандзіраванне ўжываецца ў сельскагаспадарчых даследаваннях і тэхналогіях наступным чынам:

1. Даследаванне ўзаемасувязі паміж ростам асобных сельскагаспадарчых культур і спектрам лісця сельскагаспадарчых культур;

2. Выкарыстоўваць шматчасовыя гіперспектральныя дадзеныя для вылучэння спектральных асаблівасцей з мэтай ідэнтыфікацыі і класіфікацыі розных раслін і сельскагаспадарчых культур;

3. Ацаніце біяфізічныя параметры расліннасці, такія як індэкс плошчы лісця, біямаса, агульны азот і агульны фосфар.

4. Даследаванні мадэляў інфармацыі дыстанцыйнага зандзіравання;

5. Выкарыстоўвайце індэксы расліннасці для аналізу глебавага покрыва або дынамічнага маніторынгу росту сельскагаспадарчых культур;

6. Маніторынг росту сельскагаспадарчых культур.

△Стрэс ад хваробы: чым жаўцейшая скура, тым цяжэйшая хвароба; чым зялёнейшая скура, тым лягчэйшая хвароба.

Развіццё гіперспектральнага дыстанцыйнага зандзіравання ў дакладнай сельскай гаспадарцы мае шмат тэндэнцый. Новыя тэхналогіі дыстанцыйнага зандзіравання для дакладнай сельскай гаспадаркі застаюцца асноўным напрамкам даследаванняў. Гэта таксама патрабуе распрацоўкі і стварэння базавых сельскагаспадарчых інфармацыйных сістэм, сістэм вылучэння сімптомаў сельскагаспадарчых культур і сістэм сельскагаспадарчай дыягностыкі на аснове ГІС, а таксама мадэляў сістэм падтрымкі прыняцця рашэнняў на аснове МІС.

Маніторынг гарадоў  

Спалучэнне гіперспектральных дадзеных і дадзеных дыстанцыйнага зандзіравання з высокім прасторавым разрозненнем дазваляе дэталёва адрозніваць гарадскія аб'екты і штучныя аб'екты. Спадарожнікі дыстанцыйнага зандзіравання могуць фіксаваць крыніцы выпраменьвання на паверхні Зямлі ўначы, такія як начныя агні і пажары, назіраючы за яркасцю паверхні Зямлі ўначы. Гэтая яркасць у першую чаргу паходзіць ад дзейнасці чалавека, напрыклад, жылых раёнаў, прамысловых зон і нават асвятлення рыбалоўных лодак, а таксама пажараў. Гэтую яркасць можна колькасна ацаніць для вымярэння ўзроўню актыўнасці чалавека, і яна шырока выкарыстоўваецца ў нацыянальнай эканамічнай і бяспековай сферах.

Акрамя таго, спадарожнікавыя здымкі дыстанцыйнага зандзіравання характарызуюцца сваёй аб'ектыўнасцю, дакладнасцю і своечасовасцю, забяспечваючы сістэматычны і эфектыўны высокатэхналагічны сродак для гарадскога планавання, будаўніцтва і праваахоўнай дзейнасці. Яны могуць адыгрываць важную ролю ў гарадскім планаванні, будаўніцтве і кіраванні, а таксама дасягаць добрых вынікаў у маніторынгу незаконнага будаўніцтва.На аснове спадарожнікавых дыстанцыйных здымкаў можна вылучыць участкі змяненняў пэўных аб'ектаў, каб забяспечыць ранняе выяўленне, прадухіленне і барацьбу з незаконным выкарыстаннем зямлі і незаконным будаўніцтвам, асабліва на дахах існуючых будынкаў, гарадскіх і сельскіх вуліц. Гэта таксама дазваляе ажыццяўляць кантроль з дапамогай карт, што дапамагае павысіць эфектыўнасць праваахоўных органаў і знізіць выдаткі на праваахоўныя органы. З іншага боку, спадарожнікавыя здымкі высокага разрознення можна выкарыстоўваць для штомесячнага бесперапыннага маніторынгу зямельных праектаў пасля зацвярджэння, кантралюючы статус іх будаўніцтва на працягу ўсяго працэсу.

Міжнародны гандаль і фінансаванне дадзеных  

Ключавыя прамысловыя паркі, парты і аэрапорты па ўсім свеце з'яўляюцца важнымі перавозчыкамі і платформамі для глабальнага свабоднага гандлю. Назіранне за іх «ростам» з пункту гледжання вялікіх дадзеных дыстанцыйнага зандзіравання са спадарожнікаў можа раскрыць дынамічную карціну сусветнага гандлю. Спадарожнікавыя здымкі і вялікія дадзеныя могуць раскрыць новую інфармацыю аб сусветным гандлі рознымі таварамі (у тым ліку мінераламі, металамі, энергіяй, электрычнасцю, выкідамі вугляроду і г.д.), раскрываючы інфармацыю, схаваную пад пластом спадарожнікавых здымкаў, для падтрымкі пэўных відаў гандлю і інвестыцыйнай дзейнасці.

Ваеннае прымяненне  

Гіперспектральныя здымкі, дзякуючы багатай інфармацыі аб наземных умовах, з самага пачатку выкарыстоўваліся ў ваеннай галіне. Практычнае прымяненне паказала, што гэтая тэхналогія спектральнай візуалізацыі мае высокую ваенную каштоўнасць, і таму тэндэнцыя выкарыстання гэтага дыстанцыйнага датчыка на ваенных спадарожніках хутка расце.У ваеннай разведцы і камуфляжнай ідэнтыфікацыі ён можа аўтаматычна выяўляць мэты па замаскіраваных аб'ектах з дапамогай візуалізацыйнага спектрометра, заснаванага на розных спектральных характарыстыках мэты і камуфляжнага матэрыялу. Пры даследаванні вытворчасці зброі гіперспектральны прыбор можа не толькі выяўляць спектральныя характарыстыкі і наяўнасць цэляў, але і аналізаваць іх матэрыяльны склад. Ён можа збіраць дым, які ўтвараецца на заводах, непасрэдна вызначаць яго матэрыяльны склад і вызначаць зброю, якая вырабляецца на заводзе, асабліва наступальную зброю.

У цяперашні час модулі і праграмнае забеспячэнне для апрацоўкі гіперспектральных дадзеных становяцца ўсё больш эфектыўнымі і камерцыялізаванымі. Як новая тэхналогія, заснаваная на аб'яднанні спектраскапіі і дыстанцыйнага зандзіравання, тэхналогія гіперспектральнай дыстанцыйнай апрацоўкі дэманструе неабмежаваныя магчымасці і жыццяздольнасць у развіцці лічбавай эканомікі.Мяркуецца, што з далейшым развіццём тэхналогій папярэдняй апрацоўкі гіперспектральнай інфармацыі і здабывання інфармацыі, будучыя гіперспектральныя тэхналогіі будуць мець больш разнастайныя рэжымы прымянення, непасрэдна забяспечваючы карыстальнікаў шырокім спектрам інфармацыйных прадуктаў і задавальняючы патрэбы карыстальнікаў на большай колькасці ўзроўняў.

(Некаторы кантэнт у гэтым артыкуле ўзяты з Інтэрнэту. Калі ёсць якія-небудзь парушэнні, звяжыцеся з намі, каб выдаліць іх.)