Aplicación generalizada de la tecnología de teledetección hiperespectral en mi país.

 Apoyar las estrategias nacionales de "limitación de emisiones de carbono" y "neutralidad de carbono".  

En los últimos años, los términos "pico de carbono" y "neutralidad de carbono" se han convertido en palabras clave relacionadas con el bienestar nacional y el sustento de la población. Mi país se esforzará por alcanzar el pico de emisiones de dióxido de carbono antes de 2030 y lograr la neutralidad de carbono antes de 2060. La reducción de emisiones y el aumento de la capacidad de absorción de carbono son fundamentales para alcanzar los objetivos de "pico de carbono" y "neutralidad de carbono", y deben llevarse a cabo de forma conjunta, fortaleciendo así el sistema de contabilidad de emisiones y sumideros de carbono de mi país, basado en datos de monitoreo de carbono. Por lo tanto, el uso de satélites hiperespectrales para el monitoreo global del dióxido de carbono se ha convertido en un medio importante y es una medida reconocida que puede obtener información cuantitativa y de alta precisión sobre el flujo de carbono a escalas intercontinentales, regionales y locales.

△Mi país lanzó con éxito su satélite de carbono TanSat en 2016.

Se convertirá en el tercer satélite del mundo dedicado a la medición de gases de efecto invernadero y a la monitorización de las concentraciones globales de dióxido de carbono en la atmósfera.

El desarrollo de una industria de satélites para el monitoreo del carbono puede proporcionar datos de monitoreo con mayor resolución espacial, lo que permite un monitoreo local más continuo y un posicionamiento espacial más preciso del monitoreo regional. Esto resulta beneficioso para clarificar las fuentes y sumideros de carbono en áreas críticas. Al mismo tiempo, combinado con imágenes de teledetección de alta resolución, puede utilizarse para realizar evaluaciones de la capacidad de neutralidad de carbono a nivel regional en bosques, edificios urbanos y superficies viales.

Además, el desarrollo de capacidades regionales de satélites de carbono puede mejorar enormemente la reputación científica y tecnológica de la región, ayudar a crear una marca tecnológica innovadora e impulsar el desarrollo de alta tecnología en la región.

Servicio geológico  

Las imágenes hiperespectrales obtenidas mediante teledetección por satélite ofrecen una alta resolución espectral, integración espectral y ventajas como un gran volumen de información completa, una alta frecuencia de monitorización y una amplia cobertura. Puede reflejar con precisión y detalle las características texturales de la geología y los recursos minerales, y puede proporcionar una base importante e indicios para los estudios de recursos minerales.

Los datos de teledetección de alta resolución espacial permiten generar un mapa unificado de los recursos minerales en todo el país. Este mapa no solo sirve para realizar estudios sobre el estado actual del desarrollo y la utilización de los recursos minerales, el monitoreo ambiental de las minas y la planificación de los recursos minerales, sino también para analizar y obtener datos objetivos sobre su desarrollo. Esto proporciona un importante apoyo técnico y una base sólida para la toma de decisiones a los departamentos de administración minera en la planificación de los recursos minerales, la rectificación de la orden de desarrollo de los recursos minerales y la gestión del entorno geológico de las minas.

Además, basándose en la identificación de minerales y la identificación de minerales finos, y de acuerdo con las leyes de la asociación simbiótica de los minerales y el papel indicativo de la importancia geológica de los propios minerales, la relación intrínseca entre varios factores geológicos puede invertirse intuitivamente, lo que puede mejorar la eficiencia del análisis hiperespectral y la resolución de problemas en aplicaciones geológicas.

 Monitoreo de la salud forestal  

△ Mapa de cobertura forestal identificado a partir de datos hiperespectrales visibles e infrarrojos cercanos de Tiangong-1

El monitoreo de la salud forestal incluye principalmente el seguimiento del crecimiento de los árboles y la vigilancia de plagas y enfermedades. Los métodos tradicionales de monitoreo implican inspecciones manuales in situ, que requieren una inversión considerable de mano de obra y tiempo, y a menudo solo permiten obtener datos puntuales, lo que dificulta evaluar la salud general de todo el bosque. Sin embargo... El monitoreo de la salud forestal mediante teledetección hiperespectral satelital ofrece ventajas significativas, como una alta periodicidad y una amplia cobertura. Gracias a su función de "integración mapa-espectro", permite identificar eficazmente plagas y enfermedades forestales mediante la comparación de la reflectancia espectral.

△El área roja indica los árboles identificados como afectados por plagas y enfermedades.

Los árboles afectados por plagas y enfermedades presentan anomalías en la reflectancia espectral y la temperatura, lo que provoca cambios en las características de absorción y reflexión de las hojas en las bandas visible e infrarroja cercana. Por lo tanto, a partir de los datos recopilados por satélites de teledetección hiperespectral, se pueden identificar diferencias en la reflectancia espectral y anomalías estructurales mediante técnicas de procesamiento de mejora de imágenes y extracción de información, lo que permite monitorear el estado de salud de los árboles.

Monitoreo de emergencias por desastres  

△Imagen satelital interpretada de teledetección del incendio forestal en el condado de Muli, prefectura de Liangshan, provincia de Sichuan, 1 de abril de 2020.

En los últimos años, se han producido incendios y explosiones con frecuencia en zonas urbanas y forestales, causando pérdidas extremadamente graves, como la explosión en el puerto de Tianjin, la explosión de gas natural en Shenyang y el incendio forestal en la prefectura autónoma Yi de Liangshan, en Sichuan. En cuanto a la vigilancia de incendios... La teledetección por satélite puede superar las dificultades de programación en el tiempo y el espacio, proporcionando datos para la toma de decisiones en materia de ayuda en situaciones de emergencia y socorro en casos de desastre.Por ejemplo, en 2020, el Centro Nacional de Aplicaciones de Teledetección por Satélite del Ministerio de Recursos Naturales aprovechó al máximo la capacidad de red de tres estrellas de la constelación de satélites ópticos de 2 y 8 metros para monitorear continuamente el desarrollo del incendio forestal en el condado de Muli, prefectura de Liangshan, provincia de Sichuan, del 30 de marzo al 1 de abril, generando un mapa de interpretación de imágenes de teledetección del incendio. Los resultados del monitoreo se enviaron al centro de mando de emergencias.

△ Imagen hiperespectral del satélite "Environment-1"

En respuesta al entorno meteorológico, Las constelaciones de pequeños satélites pueden recopilar imágenes de teledetección de la troposfera.Puede monitorear y pronosticar fenómenos meteorológicos severos como tifones, lluvias torrenciales y nubes, además de realizar evaluaciones en tiempo real y alertas tempranas sobre el oleaje oceánico. También puede obtener información sobre inundaciones durante la temporada de lluvias vía satélite, brindando datos que respaldan las políticas relacionadas con el suministro de agua, la gestión del agua, el control de inundaciones y el drenaje.

  Teledetección oceánica  

△Mapa temático de la concentración de clorofila a en el monitoreo de la calidad del agua en la ciudad de Zhuhai.

La teledetección oceánica es una de las tecnologías clave que impulsaron avances significativos en la ciencia marina a finales del siglo XX. Su principal objetivo es comprender, estudiar, desarrollar, utilizar y proteger los recursos marinos, lo que le confiere una enorme importancia estratégica. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la teledetección hiperespectral se ha convertido en un campo de vanguardia en la teledetección oceánica.

Los espectrómetros de imagen de resolución media se han convertido en una herramienta eficaz para detectar el color y la temperatura del océano debido a sus numerosas ventajas, como la amplia cobertura espectral, la alta resolución y las múltiples bandas espectrales. Puede utilizarse no solo para detectar la concentración de clorofila, el contenido de sedimentos en suspensión, ciertos contaminantes y la temperatura de la superficie del agua de mar, sino también para detectar hielo marino, zonas costeras y otros fenómenos similares.

Entre ellos, la temperatura de la superficie del mar y la concentración de clorofila son elementos fundamentales del entorno ecológico marino. Su distribución refleja la zona de agregación y el hábitat del fitoplancton marino. También pueden utilizarse para monitorear o predecir indirectamente la distribución espaciotemporal de recursos como las zonas de pesca y la calidad del agua del océano. Los satélites de teledetección hiperespectral pueden adquirir imágenes de la superficie del mar en una amplia zona y en cualquier condición meteorológica. Mediante la interpretación y el análisis de estas imágenes, se pueden obtener eficazmente parámetros de temperatura superficial y color del océano, lo que proporciona datos de apoyo a departamentos relevantes como los de monitoreo ambiental marino y pesca marina.Esto reviste gran importancia para la predicción de la temperatura de la superficie del mar y la vigilancia ambiental de las zonas de pesca marina.

Teledetección agrícola  

△Clasificación precisa de cultivos basada en datos de teledetección hiperespectral por satélite.

La tecnología moderna de teledetección hiperespectral se ha desarrollado rápidamente, lo que le permite proporcionar diversos datos de observación de la Tierra de forma dinámica, rápida, precisa y oportuna. La agricultura de precisión exige precisión en la producción y el uso de los recursos, así como exactitud en la gestión y el desarrollo. La teledetección hiperespectral se ha aplicado en la investigación y la tecnología agrícola de las siguientes maneras:

1. Un estudio sobre la relación entre el crecimiento individual de los cultivos y los espectros de las hojas de los mismos;

2. Utilizar datos hiperespectrales multitemporales para extraer características espectrales para la identificación y clasificación de diferentes tipos de vegetación y cultivos;

3. Estimar los parámetros biofísicos de la vegetación, como el índice de área foliar, la biomasa, el nitrógeno total y el fósforo total.

4. Investigación sobre modelos de información de teledetección;

5. Utilizar índices de vegetación para el análisis de la cobertura del suelo o el monitoreo dinámico del crecimiento de los cultivos;

6. Seguimiento del crecimiento de los cultivos.

△Estrés de la enfermedad: cuanto más amarilla esté la piel, más grave será la enfermedad; cuanto más verde esté la piel, más leve será la enfermedad.

El desarrollo de la teledetección hiperespectral en la agricultura de precisión presenta numerosas tendencias. Las nuevas tecnologías de teledetección para la agricultura de precisión siguen siendo un foco principal de investigación. Esto también requiere el diseño y la implementación de sistemas básicos de información agrícola, sistemas de extracción de síntomas de cultivos y diagnóstico agrícola con soporte SIG, y modelos de sistemas de apoyo a la toma de decisiones con soporte SIG.

Vigilancia urbana  

La combinación de datos de teledetección hiperespectrales y de alta resolución espacial permite diferenciar con precisión las características urbanas y los objetivos artificiales. Los satélites de teledetección pueden captar fuentes de radiación en la superficie terrestre durante la noche, como luces y fuegos nocturnos, observando el brillo de la superficie terrestre. Este brillo se origina principalmente en actividades humanas, como áreas residenciales, áreas industriales e incluso la iluminación de embarcaciones pesqueras, así como en incendios. Este brillo se puede cuantificar para medir el nivel de actividad humana y se utiliza ampliamente en los ámbitos económico y de seguridad nacional.

Además, las imágenes satelitales de teledetección se caracterizan por su objetividad, precisión y puntualidad, proporcionando un medio sistemático y eficaz de alta tecnología para la planificación urbana, la construcción y la aplicación de la ley. Pueden desempeñar un papel importante en la planificación, la construcción y la gestión urbanas, y lograr buenos resultados en el control de construcciones ilegales.Mediante imágenes satelitales de teledetección, se pueden extraer zonas de cambio en objetos específicos para detectar, prevenir y gestionar de forma temprana el uso ilegal del suelo y las construcciones ilegales, especialmente en las azoteas de edificios existentes y en calles urbanas y rurales. Esto también facilita la aplicación de la ley mediante mapas, lo que contribuye a mejorar la eficacia de la vigilancia y reducir los costes. Por otro lado, las imágenes satelitales de alta resolución permiten el seguimiento continuo y mensual de proyectos de terrenos tras su aprobación, monitorizando su estado de construcción durante todo el proceso.

Comercio internacional y financiación de datos  

Los principales parques industriales, puertos y aeropuertos del mundo son importantes plataformas y pilares del libre comercio global. Observar su "crecimiento" desde la perspectiva de los macrodatos obtenidos mediante teledetección satelital puede revelar el dinámico panorama del comercio mundial. Las imágenes satelitales y el análisis de grandes volúmenes de datos pueden revelar nueva información sobre el comercio mundial de diversas materias primas (incluidos minerales, metales, energía, electricidad, emisiones de carbono, etc.), descubriendo la información oculta bajo la capa de imágenes satelitales para respaldar ciertas actividades comerciales y de inversión.

Aplicaciones militares  

Las imágenes hiperespectrales, gracias a la gran cantidad de información del terreno que proporcionan, se han aplicado al ámbito militar desde sus inicios. Las aplicaciones prácticas han demostrado que esta tecnología de imágenes espectrales tiene un alto valor militar, por lo que la tendencia a utilizar este sensor remoto en satélites militares está creciendo rápidamente.En el reconocimiento militar y la identificación de camuflaje, puede detectar automáticamente objetivos entre objetos camuflados mediante un espectrómetro de imágenes basado en las diferentes características espectrales del objetivo y el material de camuflaje. En la investigación de la producción de armas, el generador de imágenes hiperespectrales no solo detecta las características espectrales y la presencia de objetivos, sino que también analiza su composición material. Puede recoger el humo generado en las fábricas, identificar directamente su composición material y determinar las armas producidas en ellas, especialmente las ofensivas.

Actualmente, los módulos y el software de procesamiento de datos hiperespectrales están cada vez más operativos y comercializados. Como tecnología emergente basada en la fusión de la espectroscopia y la teledetección, la tecnología de teledetección hiperespectral está demostrando un potencial ilimitado y una gran vitalidad en el desarrollo de la economía digital.Se cree que, con el desarrollo ulterior de las tecnologías de preprocesamiento hiperespectral y extracción de información, la tecnología hiperespectral del futuro tendrá modos de aplicación más diversos, proporcionando directamente a los usuarios una amplia gama de productos de información y satisfaciendo las necesidades de los usuarios en más niveles.

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