Application généralisée de la technologie de télédétection hyperspectrale dans mon pays

 Soutenir les stratégies nationales de « pic d’émissions de carbone » et de « neutralité carbone »  

Ces dernières années, les expressions « pic d’émissions de carbone » et « neutralité carbone » sont devenues des mots clés concernant le bien-être national et les moyens de subsistance de la population. Mon pays s’efforcera d’atteindre un pic d’émissions de dioxyde de carbone avant 2030 et de parvenir à la neutralité carbone avant 2060. La « réduction des émissions et l’augmentation des puits de carbone » sont essentielles à la réalisation des objectifs de « pic d’émissions de carbone » et de « neutralité carbone » et doivent être menées de concert, en renforçant le travail de comptabilisation des émissions et des puits de carbone de mon pays, fondé sur les données de surveillance du carbone. Par conséquent, l'utilisation de satellites hyperspectraux pour la surveillance mondiale du dioxyde de carbone est devenue un moyen important et une mesure reconnue permettant d'obtenir des informations quantitatives et très précises sur les flux de carbone aux échelles intercontinentale, régionale et locale.

△Mon pays a lancé avec succès son satellite à carbone TanSat en 2016.

Il deviendra le troisième satellite au monde dédié à la surveillance des concentrations mondiales de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, et notamment à la mesure des gaz à effet de serre.

Le développement d'une industrie satellitaire de surveillance du carbone peut fournir des données de surveillance du carbone à résolution spatiale plus fine, permettant une surveillance locale plus continue et un positionnement spatial plus précis pour la surveillance régionale. Ceci est bénéfique pour clarifier l'attribution des sources et des puits de carbone dans les zones critiques. Parallèlement, combinées à l'imagerie de télédétection à haute résolution, ces données peuvent être utilisées pour réaliser des évaluations de la capacité de neutralité carbone à l'échelle régionale pour les forêts, les bâtiments urbains et les chaussées.

En outre, le développement de capacités régionales en matière de satellites de surveillance du carbone peut considérablement renforcer la réputation scientifique et technologique de la région, contribuer à la création d'une marque technologique innovante et donner un élan au développement de haute technologie de la région.

Étude géologique  

L'imagerie hyperspectrale par télédétection satellitaire offre une haute résolution spectrale, une intégration spectrale et des avantages tels qu'un volume d'informations complet et important, une fréquence de surveillance élevée et une large couverture. Elle peut refléter avec précision et en détail les caractéristiques de texture de la géologie et des ressources minérales, et peut fournir des bases et des indices importants pour les études de ressources minérales.

Les données de télédétection à haute résolution spatiale permettent de générer une carte unique des ressources minérales à l'échelle nationale. Celle-ci sert non seulement à réaliser des études sur l'état actuel de l'exploitation et de l'utilisation des ressources minérales, le suivi environnemental des mines et la planification de leur développement, mais aussi à analyser et à obtenir des données objectives sur ce développement. Elle constitue ainsi un appui technique essentiel et une base décisionnelle pour les services d'administration minière en matière de planification des ressources minérales, de rectification des ordonnances d'exploitation et de gestion de l'environnement géologique des mines.

De plus, en se basant sur l'identification des minéraux et l'identification des minéraux fins, et conformément aux lois de l'association symbiotique minérale et au rôle indicatif de la signification géologique des minéraux eux-mêmes, la relation intrinsèque entre divers facteurs géologiques peut être inversée intuitivement, ce qui peut améliorer l'efficacité de l'analyse hyperspectrale et de la résolution de problèmes dans les applications géologiques.

 surveillance de la santé des forêts  

△ Carte de la couverture forestière identifiée à partir de données hyperspectrales visibles et proche infrarouge de Tiangong-1

La surveillance de la santé des forêts comprend principalement le suivi de la croissance des arbres et la surveillance des ravageurs et des maladies. Les méthodes traditionnelles de surveillance de la santé des arbres reposent sur des relevés manuels sur le terrain, exigeant d'importants investissements en main-d'œuvre et en temps, et ne permettant souvent d'obtenir que des données ponctuelles, ce qui rend difficile l'évaluation globale de la santé de l'ensemble de la forêt. Cependant… La surveillance de la santé des forêts par télédétection hyperspectrale satellitaire présente des avantages considérables, tels qu'une forte périodicité et une large couverture. Grâce à son approche d'intégration carte-spectre, elle permet d'identifier efficacement les ravageurs et les maladies des forêts par comparaison des réflectances spectrales.

△La zone rouge indique les arbres identifiés comme étant affectés par des ravageurs et des maladies.

Les arbres affectés par des ravageurs et des maladies présentent des anomalies de réflectance spectrale et de température, ce qui modifie les caractéristiques d'absorption et de réflexion de leurs feuilles dans les bandes du visible et du proche infrarouge. Par conséquent, grâce aux données recueillies par les satellites de télédétection hyperspectrale, il est possible d'identifier les différences de réflectance spectrale et les anomalies structurelles par traitement d'image et extraction d'informations, permettant ainsi de surveiller l'état sanitaire des arbres.

surveillance des catastrophes d'urgence  

△Image de télédétection satellitaire interprétée de l'incendie de forêt dans le comté de Muli, préfecture de Liangshan, province du Sichuan, le 1er avril 2020

Ces dernières années, les incendies et les explosions se sont multipliés en zones urbaines et forestières, causant des pertes considérables, comme l'explosion du port de Tianjin, l'explosion de gaz naturel de Shenyang et l'incendie de forêt dans la préfecture autonome yi de Liangshan, au Sichuan. Concernant la surveillance des incendies… La télédétection par satellite permet de surmonter les difficultés de planification dans le temps et l'espace, fournissant ainsi des données décisionnelles pour les secours d'urgence et les interventions en cas de catastrophe.Par exemple, en 2020, le Centre national d'application de la télédétection satellitaire du ministère des Ressources naturelles a pleinement exploité la capacité de mise en réseau à trois étoiles de la constellation de satellites optiques de 2 et 8 mètres pour suivre en continu l'évolution de l'incendie de forêt dans le comté de Muli, préfecture de Liangshan, province du Sichuan, du 30 mars au 1er avril, et a produit une carte d'interprétation d'images de télédétection de l'incendie. Les résultats de cette surveillance ont été transmis au commandement des opérations d'urgence.

△ Image hyperspectrale du satellite « Environment-1 »

En réponse à l'environnement météorologique, Les petites constellations de satellites peuvent collecter des images de télédétection de la troposphère.Ce système permet de surveiller et de prévoir les phénomènes météorologiques extrêmes tels que les typhons, les fortes pluies et les amas nuageux, tout en effectuant des évaluations en temps réel et des alertes précoces concernant l'état des vagues. Il peut également recueillir des informations sur les inondations pendant la saison des pluies par satellite, fournissant ainsi des données utiles à l'élaboration de politiques relatives à l'approvisionnement en eau, à la gestion de l'eau, à la prévention des inondations et au drainage.

  télédétection océanique  

△Carte thématique de la concentration en chlorophylle a dans le cadre du suivi de la qualité de l'eau à Zhuhai

La télédétection océanique est l'une des technologies clés qui ont permis des avancées significatives en sciences marines à la fin du XXe siècle. Son objectif principal est de comprendre, d'étudier, de développer, d'utiliser et de protéger les ressources marines, ce qui lui confère une importance stratégique considérable. Grâce aux progrès scientifiques et technologiques, la télédétection hyperspectrale est devenue un domaine de pointe en télédétection océanique.

Les spectromètres imageurs à résolution moyenne sont devenus un outil efficace pour détecter la couleur et la température de l'océan grâce à leurs nombreux avantages, tels qu'une large couverture spectrale, une haute résolution et de multiples bandes spectrales. Il peut être utilisé non seulement pour détecter la concentration de chlorophylle, la teneur en sédiments en suspension, certains polluants et la température de l'eau de surface dans l'eau de mer, mais aussi pour détecter la glace de mer, les zones côtières et d'autres phénomènes similaires.

Parmi ces paramètres, la température de surface de la mer et la concentration en chlorophylle sont des éléments fondamentaux de l'environnement écologique marin. Leur distribution reflète l'aire de regroupement et le milieu de vie du phytoplancton marin. Ils peuvent également servir indirectement à surveiller ou à prévoir la distribution spatio-temporelle de ressources telles que les zones de pêche océanique et la qualité de l'eau de mer. Les satellites de télédétection hyperspectrale peuvent acquérir des images de la surface de la mer sur une vaste zone et par tous les temps. L'interprétation et l'analyse de ces images permettent d'obtenir efficacement la température de surface et les paramètres de couleur de l'océan, fournissant ainsi des données précieuses aux services concernés, tels que la surveillance de l'environnement marin et la gestion des pêches.Ceci revêt une grande importance pour la prévision de la température de surface de la mer et la surveillance environnementale des zones de pêche maritime.

télédétection agricole  

△ Classification fine des cultures basée sur des données de télédétection satellitaire hyperspectrale

Les technologies modernes de télédétection hyperspectrale ont connu un développement rapide, permettant de fournir des données d'observation de la Terre variées de manière dynamique, rapide, précise et immédiate. L'agriculture de précision exige une grande précision dans la production et l'utilisation des ressources, ainsi que dans la gestion et le développement. La télédétection hyperspectrale a été appliquée à la recherche et aux technologies agricoles de différentes manières :

1. Une étude sur la relation entre la croissance individuelle des cultures et les spectres des feuilles des cultures ;

2. Utiliser des données hyperspectrales multi-temporelles pour extraire des caractéristiques spectrales permettant l'identification et la classification de différentes végétations et cultures ;

3. Estimer les paramètres biophysiques de la végétation, tels que l'indice de surface foliaire, la biomasse, l'azote total et le phosphore total.

4. Recherche sur les modèles d'information de télédétection ;

5. Utiliser des indices de végétation pour l’analyse de la couverture terrestre ou le suivi dynamique de la croissance des cultures ;

6. Suivi de la croissance des cultures.

△Stress lié à la maladie : plus la peau est jaune, plus la maladie est grave ; plus la peau est verte, plus la maladie est bénigne.

Le développement de la télédétection hyperspectrale en agriculture de précision présente de nombreuses tendances. Les nouvelles technologies de télédétection pour l'agriculture de précision demeurent un axe de recherche majeur. Cela nécessite également la conception et la mise en place de systèmes d'information agricole de base, de systèmes d'extraction des symptômes des cultures et de diagnostic agricole assistés par SIG, ainsi que de modèles de systèmes d'aide à la décision s'appuyant sur les SIG.

Surveillance urbaine  

La combinaison de données hyperspectrales et de télédétection à haute résolution spatiale permet une différenciation précise des caractéristiques urbaines et des infrastructures humaines. Les satellites de télédétection peuvent détecter les sources de rayonnement à la surface de la Terre la nuit, comme l'éclairage nocturne et les feux, et ainsi observer la luminosité de cette surface. Cette luminosité provient principalement des activités humaines, telles que l'éclairage des zones résidentielles, industrielles et même des bateaux de pêche, ainsi que des incendies. Elle peut être quantifiée pour mesurer le niveau d'activité humaine et est largement utilisée dans les domaines économique et sécuritaire nationaux.

De plus, l'imagerie satellitaire par télédétection se caractérise par son objectivité, sa précision et sa rapidité d'exécution, offrant ainsi un outil technologique de pointe, systématique et efficace, pour l'aménagement urbain, la construction et le maintien de l'ordre. Elle peut jouer un rôle important dans la planification, la construction et la gestion urbaines, et permettre de lutter efficacement contre les constructions illégales.L'imagerie satellitaire permet d'identifier les zones de modification d'objets spécifiques, facilitant ainsi la détection précoce, la prévention et la gestion des occupations illégales du sol et des constructions illégales, notamment sur les toits des bâtiments existants et dans les rues, tant urbaines que rurales. Elle permet également un contrôle cartographique, améliorant ainsi l'efficacité des interventions et réduisant leurs coûts. Par ailleurs, l'imagerie satellitaire haute résolution peut être utilisée pour un suivi mensuel continu des projets fonciers après autorisation, permettant de contrôler l'état d'avancement des travaux tout au long du processus.

Commerce international et financement des données  

Les principaux parcs industriels, ports et aéroports du monde entier constituent des vecteurs et des plateformes essentiels au libre-échange mondial. L'observation de leur développement grâce aux données massives de télédétection satellitaire permet de révéler le dynamisme du commerce international. L'imagerie satellitaire et le big data peuvent révéler de nouvelles informations sur le commerce mondial de diverses matières premières (notamment les minéraux, les métaux, l'énergie, l'électricité, les émissions de carbone, etc.), dévoilant les informations cachées sous la couche d'imagerie satellitaire pour soutenir certaines activités commerciales et d'investissement.

Applications militaires  

L'imagerie hyperspectrale, grâce à la richesse des informations qu'elle fournit sur le terrain, a été utilisée dans le domaine militaire dès ses débuts. Les applications pratiques ont démontré la grande valeur militaire de cette technologie d'imagerie spectrale, ce qui explique la croissance rapide de son utilisation sur les satellites militaires.En matière de reconnaissance militaire et d'identification de camouflage, cet appareil peut détecter automatiquement des cibles parmi des objets camouflés grâce à un spectromètre imageur basé sur les différentes caractéristiques spectrales de la cible et du matériau de camouflage. Dans le cadre d'enquêtes sur la production d'armements, l'imageur hyperspectral peut non seulement détecter les caractéristiques spectrales et la présence de cibles, mais aussi analyser leur composition. Il peut collecter les fumées émises dans les usines, identifier directement leur composition et déterminer les armes produites, notamment les armes offensives.

Actuellement, les modules et logiciels de traitement de données hyperspectrales sont de plus en plus opérationnels et commercialisés. Technologie émergente fondée sur la fusion de la spectroscopie et de la télédétection, la télédétection hyperspectrale révèle des possibilités illimitées et un rôle essentiel dans le développement de l'économie numérique.On estime qu'avec le développement accru des technologies de prétraitement hyperspectral et d'extraction d'informations, la technologie hyperspectrale future offrira des modes d'application plus diversifiés, fournissant directement aux utilisateurs une large gamme de produits d'information et répondant à leurs besoins à un plus grand nombre de niveaux.

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