Le premier satellite chinois de calcul intelligent hyperspectral quantitatif a été placé avec succès en orbite, la société CAS Xi'an Optics & Technology Co., Ltd. présentant ses solutions matérielles et logicielles dans la course à la « puissance de calcul spatiale ».

Tirant parti des avantages d'un système d'imagerie interférométrique novateur, ce satellite a atteint la plus haute résolution spatiale et la plus grande largeur de fauchée dans la bande spectrale visible-proche infrarouge actuellement disponibles en Chine, avec une résolution spatiale de 10 m et une résolution spectrale de 7 nm – les meilleures performances hyperspectrales commerciales – renforçant considérablement les capacités d'acquisition de données hyperspectrales spatiales de mon pays. Avec une largeur de fauchée de 14 km, il dispose également de capacités d'imagerie par balayage continu à longue bande, améliorant considérablement l'efficacité de l'acquisition de données et permettant l'acquisition quotidienne d'images de télédétection hyperspectrale de 10 m couvrant jusqu'à 1 million de km². L'utilisation de cette nouvelle technologie d'imagerie spectrale interférométrique permet de définir librement les longueurs d'onde centrales, fournissant ainsi une base de données solide pour des applications de télédétection quantitatives et précises.

Premier satellite hyperspectral du secteur aérospatial commercial chinois à adopter un système d'imagerie spectrale interférométrique, ce satellite révolutionne le traitement des données en s'affranchissant du modèle traditionnel « observation du ciel et calcul au sol ». Il assure directement en orbite l'acquisition, le traitement et l'analyse des données de télédétection. Il ouvre la voie à une avancée historique dans le domaine de la télédétection hyperspectrale, offrant pour la première fois en Chine la double capacité novatrice de « télédétection quantitative et de réponse en temps réel ».

À l'avenir, le satellite servira principalement à l'exploration des ressources minérales au Yunnan et dans le monde, à la surveillance écologique des zones minières et à la gestion du cycle de vie complet des minéraux, insufflant ainsi une dynamique spatiale à la transition écologique et à la gouvernance numérique du secteur minier. Le lancement réussi du satellite Caiyun Hyperspectral 01 constitue une avancée cruciale pour le système informatique hyperspectral quantitatif, entièrement indépendant et contrôlable de mon pays, et représente également une étape importante pour celui-ci.vols spatiaux commerciauxUne nouvelle référence dans le domaine de la télédétection, avec des indicateurs techniques plus élevés, des applications plus représentatives et un traitement plus intelligent.

Figure 1.Le satellite Xiguang-2 01 (satellite hyperspectral Caiyun 01) a été lancé dans l'espace à bord de la fusée porteuse Gravity-1 Y4.

Avec le lancement et l'insertion en orbite réussis du satellite hyperspectral Caiyun 01, le nombre total de satellites en orbite de CAS Xiguang Aerospace a dépassé 12. 

Selon Hu Xin, responsable technique du satellite hyperspectral Caiyun 01,Le satellite embarque une charge utile optique hyperspectrale, une charge utile optique panchromatique et une charge utile de traitement intelligent en orbite, surmontant ainsi les points faibles de la télédétection traditionnelle « détection du ciel, calcul au sol » tels que le décalage temporel et l'insuffisance de précision de reconnaissance, et réalisant trois percées technologiques au niveau matériel.Cela a jeté les bases de l'imagerie hyperspectrale quantitative de la série « Xiguang ».Astrologie intelligenteNormes techniques générales autonomes.

Figure 2.Les chercheurs sont en train de déboguer le satellite Xiguang-2 01 (satellite hyperspectral Caiyun 01).

Ce satellite utilise un système d'imagerie spectrale interférométrique et embarque une nouvelle charge utile spectrale interférométrique statique, éliminant les pièces mobiles des spectromètres traditionnels et améliorant considérablement la stabilité et la fiabilité en orbite. Basé sur des technologies avancées...interférométrie par transformée de FourierLa technologie du satellite lui permet d'acquérir en continu des informations multibandes en une seule opération, garantissant ainsi une acquisition de données hyperspectrales de haute précision et à haut rendement. Ses performances spectrales restent stables sur le long terme, ne nécessitant aucun étalonnage fréquent en orbite, et il peut fournir en continu des données spatiales et spectrales de haute qualité. Grâce à ce système novateur, le satellite atteint une résolution spatiale hyperspectrale de 10 m dans la bande visible-proche infrarouge, ce qui représente une avancée majeure dans le domaine de la télédétection hyperspectrale aérospatiale commerciale en Chine et offre une précision de données sans précédent pour les applications de télédétection quantitative.

Le satellite est équipé de l'unité de calcul intelligente embarquée Zhijia NX4, développée conjointement avec le laboratoire Zhijiang, offrant une puissance de calcul de 248 TOPS. Doté d'une interface de données ultra-rapide, il permet le prétraitement des données de télédétection, l'identification des cibles et l'extraction d'informations en temps réel en orbite, assurant ainsi l'acquisition, le traitement et la prise de décision des données directement dans l'espace. Cette technologie propulse la surveillance par télédétection d'une analyse passive a posteriori vers une nouvelle ère d'alerte précoce proactive en temps réel, réduisant considérablement le temps de réponse aux urgences et allégeant significativement la charge de transmission des données entre le satellite et le sol.

Évoluant sur une orbite héliosynchrone à 535 km d'altitude, le satellite assure une surveillance régulière et à haute fréquence de zones clés. N'étant plus limité à des applications spécifiques, il peut désormais répondre de manière autonome aux besoins d'observation de routine dans de nombreux domaines, tels que la surveillance écologique des zones minières, la protection de l'environnement, la gouvernance urbaine et le suivi des secteurs agricole et forestier.

Si la « constellation informatique intelligente » constitue le socle solide d'une acquisition efficace de données, le « modèle d'IA de télédétection hyperspectrale » développé en interne représente le moteur souple permettant d'exploiter la valeur des données, résolvant ainsi les problèmes liés au faible taux d'utilisation des données hyperspectrales massives dans l'industrie, à la dépendance à l'égard de l'expérience humaine pour l'interprétation et à la difficulté de mise en œuvre à grande échelle.

Le département d'optique et d'aérospatiale de Xi'an de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le Laboratoire du Zhejiang, a développé un modèle d'intelligence artificielle (IA) pour la télédétection hyperspectrale. S'appuyant sur ses propres données hyperspectrales massives et de haute qualité, ce modèle intègre la spectroscopie, l'intelligence artificielle et l'expertise sectorielle pour entraîner un modèle d'IA hyperspectrale dédié. Dans des domaines tels que l'agriculture de précision et la protection de l'environnement, ce modèle permet de passer de la simple observation de la croissance à l'analyse nutritionnelle, de la détection de la pollution à son identification, et de la recherche à grande échelle au positionnement ciblé. Il rend les « empreintes » spectrales plus précises, plus complètes et plus faciles à utiliser, et établit une liaison entre l'acquisition embarquée et l'interprétation en orbite, permettant aux satellites de produire de manière autonome des résultats d'analyse standardisés.

Figure 3. CAS Xiguang Aerospace et ses clients posent pour une photo de groupe sur le site de lancement pour célébrer le lancement réussi du satellite Xiguang-2 01 (satellite hyperspectral Caiyun 01).

La surveillance de l'eau constitue un cas d'application typique. Selon les rapports, le satellite Caiyun Hyperspectral 01 embarque un modèle de classification hyperspectrale de l'eau et des sédiments, développé conjointement par les deux parties. Grâce à un système d'inférence orbitale léger, il peut déterminer directement les niveaux de turbidité de l'eau et identifier les zones potentiellement polluées depuis l'espace, en ne transmettant que les conclusions de classification et les données spectrales des zones clés. Les systèmes au sol effectuent ensuite une analyse plus poussée. Ce mode de collaboration satellite-sol, combinant prétraitement en orbite et traitement fin au sol, est adapté à des applications telles que la gestion des cours d'eau, la planification de la prévention des crues et la protection écologique des bassins versants. Le modèle complet bénéficie de mises à jour itératives en orbite afin d'optimiser en continu la précision de la reconnaissance.

Dans le contexte de l'accent mis sur la valeur des données durant le 15e plan quinquennal, l'utilisation de données spectrales massives et de haute précision pour entraîner de grands modèles industriels et passer de la simple observation à la compréhension devient un facteur clé permettant aux données aérospatiales de passer de « ressources » à de véritables « atouts ».

Alors que la télédétection commerciale se généralise rapidement à l'échelle mondiale, les satellites hyperspectraux traditionnels souffrent généralement d'inconvénients tels qu'une capacité de stockage embarquée limitée, des coûts de transmission satellite-sol élevés et de longs cycles de traitement des données, ce qui rend difficile de répondre aux besoins de réponse rapide dans des scénarios tels que la surveillance d'urgence, l'agriculture de précision et la protection de l'environnement.

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD a surmonté avec brio les principaux obstacles du secteur grâce à une approche à deux volets, alliant matériel et logiciel : l’utilisation de « constellations de calcul intelligent » comme support matériel et de « modèles d’IA hyperspectraux » comme moteurs logiciels. Cette approche permet de créer une synergie et une synergie entre les deux, connectant ainsi l’ensemble de la chaîne de données aérospatiales, de la collecte à l’application. Elle répond non seulement aux exigences de développement d’une productivité nouvelle génération, mais elle résout également avec précision la contradiction fondamentale du secteur : « abondance de données, rareté des applications ».

Figure 4. Le satellite Xiguang-2 01 (satellite hyperspectral Caiyun 01) a été lancé dans l'espace à bord de la fusée porteuse Gravity-1 Y4.

Qin Jing, président de CAS Xiguang Aerospace, a déclaré que, dans le cadre du 15e plan quinquennal, CAS Xiguang Aerospace a identifié deux axes de développement principaux : l’axe matériel, qui consiste à améliorer continuellement les composants intelligents embarqués afin de renforcer les capacités de calcul en temps réel dans l’espace ; et l’axe logiciel, qui consiste à développer des modèles hyperspectraux à grande échelle spécifiques à chaque secteur afin d’approfondir l’application des données de télédétection dans l’industrie. CAS Xiguang Aerospace collaborera avec ses partenaires industriels pour intégrer en continu la chaîne de valeur « communication, télédétection et calcul », et construire un système de calcul intelligent spatial entièrement autonome. Ce système intégrera la détection spatiale, la collecte de données, le traitement et l’application des données, et permettra une surveillance numérique et une gouvernance optimisée dans divers secteurs grâce à des capacités de calcul intelligent hyperspectral quantitatif développées localement.