Менин өлкөмдө гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясынын өнүгүү абалы жана келечеги

Гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясы  

Гиперспектралдык аралыктан зонддоо – бул жер бетиндеги объектилерди үзгүлтүксүз сүрөткө тартуу үчүн спектрдик каналдардын тар жана үзгүлтүксүз диапазонун колдонгон ыкма. Ал сүрөткө тартуу жана спектроскопияга негизделип иштелип чыккан. Жер үстүндөгү радиометрлерге салыштырмалуу, гиперспектралдык аралыктан зонддоо бир чекитте эмес, үзгүлтүксүз мейкиндик аймагында спектрдик өлчөөлөрдү алат, бул бутанын сүрөтүн да, спектрдик маалыматын да бир убакта алууга мүмкүндүк берет. Салттуу аралыктан зонддоого салыштырмалуу, гиперспектралдык чечилиштеги сүрөткө тартуу спектрометрлери ар бир пиксель үчүн өтө тар сүрөткө тартуу тилкесин камсыз кылат, нанометрлердин тартибинде чечилиштерге жетишет, көп учурда үзгүлтүксүз туташкан ондогон же ал тургай жүздөгөн спектрдик каналдар менен.

Кадимки аралыктан зонддоо менен салыштырганда, гиперспектралдык аралыктан зонддоо көбүрөөк спектрдик мейкиндик маалыматын ала алат жана Жерди байкоодо жана айлана-чөйрөнү изилдөөдө кеңири колдонмолорду камсыз кыла алат. Бул негизинен төмөнкү аспектилерде чагылдырылат: жер бетиндеги өзгөчөлүктөрдү айырмалоо жана аныктоо мүмкүнчүлүгү бир топ жакшырат, сүрөткө тартуу каналдарынын саны бир топ көбөйөт жана аралыктан зонддоону сапаттык анализден сандык же жарым-жартылай сандык анализге өзгөртүү мүмкүн болот.

Менин өлкөмдө гиперспектралдык аралыктан зонддоо технологиясынын өнүгүшүнүн учурдагы абалы

Менин өлкөмдө гиперспектралдык аралыктан зонддоо технологиясы салыштырмалуу кеч башталган, бирок өлкөнүн өсүп жаткан жана шашылыш социалдык-экономикалык муктаждыктарынан улам, абадагы жана космостогу аралыктан зонддоо болуп көрбөгөндөй өнүгүү мүмкүнчүлүктөрүнө ээ болуп, тездик менен өнүктү.

2002.3.25

2002-жылдын 25-мартында "Шэньчжоу-3" космос кемеси менин өлкөм тарабынан өз алдынча иштелип чыккан орто чечилиштеги сүрөткө тартуу спектрометрин алып жүрдү, бул Кытайды космоско гиперспектралдык жүк жөнөткөн экинчи өлкө кылды, андан кийин Америка Кошмо Штаттары Жерди байкоо системасындагы "Терра" спутнигине сүрөткө тартуу спектрометрин алып жүрдү.

2007.10.24

2007-жылдын 24-октябрында Чанъэ-1 Ай зонду спутниги учурулган, ал эми сүрөткө тартуу спектрометри дагы негизги пайдалуу жүк катары Ай орбитасына чыгарылган. Бул менин өлкөмдөгү Фурье трансформациясына негизделген биринчи космостук интерферометриялык сүрөткө тартуу спектрометри болгон.

2008-жылдын 9-июлу, 6-январь

HJ-1A спутниги 2008-жылдын 6-сентябрында Тайюань спутник учуруу борборунан HJ-1B спутниги менен бирге "бир ракета, эки спутник" учуруу ыкмасы менен ийгиликтүү учурулган. Ал гиперспектралдык сүрөткө тартуучу түзүлүшкө ээ жана атмосфераны мониторингдөөдө, шаарлардын өзгөрүшүн мониторингдөөдө жана деңиз колдонмолорунда кеңири колдонулуп келет.

2011-жылдын 29-сентябры

2011-жылдын 29-сентябрында учурулган "Тяньгун-1" максаттуу космос кемеси менин өлкөм тарабынан көз карандысыз түрдө иштелип чыккан гиперспектралдык сүрөт тартуучу аппаратты алып жүрдү. "Тяньгун-1" космос кемесинен алынган спектрдик маалыматтарды колдонуу менен жер ресурстары, океанография, токой чарбасы, шаар айлана-чөйрөсүн көзөмөлдөө, гидрологиялык жана экологиялык мониторинг сыяктуу тармактарда олуттуу колдонмо изилдөөлөр жүргүзүлүп, бир катар баалуу колдонмо натыйжаларын берди.

2018.5

2018-жылдын май айында Gaofen-5 ийгиликтүү учурулду. Бул менин өлкөмдөгү биринчи гиперспектралдык комплекстүү байкоо спутниги, учурда эң өнүккөн гиперспектралдык аныктоо спутниги, ошондой эле улуттук "Gaofen долбоорундагы" эң көп пайдалуу жүктөмгө, эң жогорку спектрдик чечилишке жана эң чоң иштеп чыгуу кыйынчылыгына ээ спутник. Спутник геостационардык орбитада иштейт жана ультрафиолет нурларынан узун толкундуу инфракызыл спектрдик тилкелерге чейинки гиперспектралдык чечилиштеги алыстан зонддоо маалымат үлгүлөрүн алуу үчүн колдонулат.

2019.9

2019-жылдын сентябрь айында "Чжухай-1" 03 тобунун беш спутниги Цзюцюань спутник учуруу борборунан "Узакка жүрүш-11" ракетасы менен алдын ала аныкталган орбиталарына ийгиликтүү учурулган. 03 тобуна төрт гиперспектралдык спутник жана бир 0,9 м чечилиштеги видео спутник кирет. Андан кийин дагы алты гиперспектралдык спутник учурулуп, 10 гиперспектралдык спутниктен турган топту түзөт. Бул топ кайрадан көрүү циклин кыскартып, динамикалык байкоонун натыйжалуулугун жогорулатып, Жердин бетиндеги чөйрөнү көзөмөлдөөдө тез жооп кайтарууга мүмкүндүк берет.

2021.9

2021-жылдын 7-сентябрында саат 11:01де менин өлкөмдөгү Тайюань спутник учуруу борбору "Gaofen-5 02" спутнигин "Long March-4C" ракетасы менен космоско ийгиликтүү учурду. Спутникте жети аралыктан зонддоочу аппарат бар. Ишке киргизилгенден кийин, ал улуттук булганууну азайтуу, айлана-чөйрөнүн сапатын көзөмөлдөө, атмосферанын курамын жана климаттын өзгөрүшүн көзөмөлдөө үчүн колдонулат, ошондой эле булгоочу заттарды, аймактык айлана-чөйрөнүн сапатын, атмосферанын курамын жана климаттын өзгөрүшүн гиперспектрдик аралыктан зонддоону мониторингдөө боюнча колдонмо демонстрацияларын жүргүзөт.

Учурда Кытай өзүнүн аба жана спутник аркылуу алыстан зонддоо Жерди байкоо системасын ийгиликтүү түзүп жана өнүктүрдү, ал ресурстар жана айлана-чөйрө тармактарында кеңири колдонулат, жерди, өсүмдүктөрдү жана суу ресурстарын изилдөөдө жана башкарууда, геологиялык жана минералдык ресурстарды изилдөөдө жана кырсыктарды көзөмөлдөөдө маанилүү ролду ойнойт.

Гиперспектралдык спутник технологиясынын келечеги  

Аныктоо тилкеси андан ары кеңейтилди.：Убакыттык/мейкиндиктик/спектрдик чечилиш андан ары жакшыртылды

Гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясынын алгачкы этаптарында анын негизги өнүгүү максаты жогорку тактыктагы, сандык алыстан зонддоонун муктаждыктарын канааттандыруу үчүн спектрдик чечилишти жакшыртуу болгон. Ири аймактагы, жогорку чечилиштеги детектор технологиясынын өнүгүшү менен спектрдик чечилишти жакшыртууну улантуу менен, жогорку мейкиндик чечилишине карай өнүгө баштады.

Учурда эл аралык деңгээлде ар кандай гиперспектралдык алыстан зонддоо спутниктик системалары бар, алар көрүнгөн жарыктан термикалык инфракызылга чейинки детектордук тилкелерди камтыйт, спектрдик чечилиши нанометрдик деңгээлге жетет жана тилкелердин саны жүздөгөнгө чейин көбөйөт. Бул алыстан зонддоо маалыматын алуу мүмкүнчүлүгүн бир топ жогорулатат, Жер бетинин катуу жана суюк химиялык компоненттерин так талдоого мүмкүндүк берет. Газ түрүндөгү компоненттерди жана атмосфералык касиеттерди андан ары изилдөө үчүн, андан да жогорку спектрдик чечилишке болгон суроо-талап гиперспектралдык алыстан зонддоонун өнүгүшүндөгү токтогус тенденцияга айланды.

Экинчи жагынан, алыстан зонддоо байкоолорун так жана тез жүргүзүү, ошондой эле ишенимдүү жана өз убагында алыстан зонддоо маалыматтарын алуу үчүн, Гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясынын жаңы мүнөздөмөлөрү — жогорку мейкиндик чечилиши, жогорку спектрдик чечилиши жана жогорку убакыт чечилиши — барган сайын айкын болуп баратат, бул ага узак мөөнөттүү аба ырайын болжолдоо, айыл чарбасын так мониторингдөө, жер жана деңиз ресурстарын сандык изилдөө жана реалдуу убакыттагы согуш талаасынын чөйрөсүн талдоо сыяктуу жаңы колдонуу тармактарына ыңгайлашууга мүмкүндүк берет.

Жаңы принциптер жана жаңы чечимдер тынымсыз сунушталып жатат.：Гиперспектралдык аралыктан зонддоо технологияларынын түрлөрү андан ары байытылды.

Маалыматтык технологиялардын, сүрөт тартуу технологияларынын жана оптикалык иштетүү технологияларынын өнүгүшү жана өнүгүшү менен ар кандай жаңы гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиялары жана чечимдери чексиз агым менен пайда болууда. Алардын негизги спектроскопиялык элементтери жетилген дисперсиялык жана интерферометриялык түрлөрдөн ар тараптуу мамилеге өтүүдө. Учурда айлануучу чыпка түрү, акусто-оптикалык жөнгө салынган чыпка түрү, суюк кристалл жөнгө салынган чыпка түрү жана эсептөөчү томография түрү сыяктуу ар кандай спектроскопиялык принциптүү схемалар пайда болду.

Акыркы жылдары сүрөткө тартуу спектроскопиясы тездик менен өнүктү. Ал бир экспозиция убактысынын ичинде толук үч өлчөмдүү сүрөттүн спектрдик маалыматтарын ала алат, бул реалдуу убакытта аныктоо үчүн чоң келечекти көрсөтөт. Коддолгон апертуралык сүрөткө тартуу спектроскопиясы - бул сүрөткө тартуу спектрометрлерине кысылган сезүү теориясын колдонгон жаңы сүрөткө тартуу спектроскопиясынын ыкмасы. Ал бардык толкун узундуктарындагы мейкиндик маалыматын модуляциялоо үчүн коддолгон үлгүлөрдү колдонот, аймак массивинин детекторунда аралаштырылган жана коддолгон максаттын мейкиндик жана спектрдик маалыматынын интенсивдүүлүк картасын жазып алат жана акырында көп масштабдуу реконструкция алгоритмин колдонуп, интенсивдүүлүк картасынан мейкиндик жана спектрдик маалыматты алат. Үч өлчөмдүү сүрөткө тартуу спектроскопиясы максаттуу сүрөттү ар кандай бурчтагы сүрөттөргө кесүү үчүн ар кандай эңкейүү бурчтары бар бир нече узун тилкелүү күзгүлөрдөн турган сүрөттү сегменттөө элементин колдонот. Андан кийин бул сүрөттөр дисперсиялык призма аркылуу линза массивине өткөрүлүп берилет, ошентип, чоң аймак массивинин детекторунда ар кандай бурчтагы сүрөттөрдүн дисперсиялык спектрлери алынат. Бул ыкма ошондой эле сүрөткө тартуу спектроскопиясынын ыкмасы болуп саналат.

Сүрөттөрдү, спектрлерди жана поляризацияны камтыган көп өлчөмдүү маалыматты интеграцияланган түрдө алуу

Гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясы буталар жөнүндө спектрдик жана сүрөт маалыматын интеграцияланган түрдө алууга жетишип, жердеги объектилердин химиялык курамын жана морфологиялык өзгөчөлүктөрүн аныктоо муктаждыктарын канааттандыра алат. Бирок, башка колдонуу сценарийлеринде, мисалы, буталар жөнүндө беттик мүнөздөмөлөрдү байкоо, жашыруун буталар жөнүндө маалымат алуу жана көзөмөлдөө, ошондой эле аэрозолдорду, айрыкча ошол эле материалдардан жасалган алыскы буталар үчүн (мисалы, спутниктер жана ракеталар), сүрөткө тартуу спектроскопиясы технологиясы өзүнүн аныктоо функциясын жоготот. Мындай учурларда поляризация маалыматын аныктоо чечүүчү ролду ойношу мүмкүн.

Поляризация маалыматы бутага тийүүчү заттын бурчтук өзгөчөлүктөрүн жана бетинин тегиз эместигин аныктоо үчүн олуттуу жөндөмгө ээ жана заттын чачыратуу жана чагылуу мүнөздөмөлөрүн жакшыраак сүрөттөй алат. Гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясына поляризация маалыматын киргизүү сүрөттөр, спектрлер жана поляризация сыяктуу көп өлчөмдүү маалыматты интеграцияланган түрдө алууга мүмкүндүк берет, бул максатты аныктоо, идентификациялоо жана ырастоо үчүн илимий, так жана комплекстүү аныктоо технологияларын жана ыкмаларын камсыз кылат.Бутаны аныктоо жана таануу процессинде бир эле бутага тиешелүү сүрөттөр, спектрлер жана поляризация абалдары кошумча көп өзгөрмөлүү маалыматты бере алат, бул бутанын бай физикалык-химиялык касиеттерин талдоого жардам берет, ошону менен бутаны ар тараптуу, так жана илимий түшүнүүгө жетишет. Ал атмосфералык зонддоодо, суунун сапатын көзөмөлдөөдө, бутаны аныктоодо жана аскердик чалгындоодо маанилүү колдонмолорго ээ. Сүрөт, спектр жана поляризация көп өзгөрмөлүү маалыматты интеграцияланган түрдө алуу боюнча изилдөөлөрдү жүргүзүү жана поляризация гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясын колдонуу учурда гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясын өнүктүрүүнүн маанилүү багыты болуп саналат.

Акылдуу гиперспектралдык алыстан зонддоо жана чоң маалыматтардын доору келе жатат.

Азыркы гиперспектралдык алыстан зонддоо спутниктери негизинен жерден башкарылат. Гиперспектралдык алыстан зонддоо маалыматтарынын чоң көлөмү жердеги кабыл алуу станцияларына кайра жөнөтүлө электе бортто сакталат жана кысылат. Акырында, жердеги маалыматтарды иштетүү алыстан зонддоо продукцияларын берет. Андан тышкары, спутниктин параметрлери туруктуу жана ийкемдүү түрдө туураланбайт. "Жасалма интеллект" доорунун келиши менен нейрон тармактарын, машиналык окутууну жана башка технологияларды гиперспектралдык алыстан зонддоо менен айкалыштырып, борттогу гиперспектралдык сүрөт жүктөө параметрлерин автоматтык түрдө калибрлөөгө жана оптималдаштырууга, борттогу маалыматтарды реалдуу убакыт режиминде иштетүүгө жана продукцияны түзүүгө жөндөмдүү "акылдуу" гиперспектралдык алыстан зонддоо спутниктик системаларын түзүү келечектин тенденциясына айланды. "Акылдуу" гиперспектралдык алыстан зонддоо спутниктери акылдуу маалыматты кабыл алуу мүмкүнчүлүктөрүнө жана адаптациялык жөндөө мүмкүнчүлүктөрүнө ээ болот, бул аларга колдонуучунун муктаждыктарына ылайык реалдуу убакыт режиминде жогорку сапаттагы маалыматтарды түзүүгө мүмкүндүк берет.

Ошол эле учурда, гиперспектралдык сүрөткө тартуу аралыктан зонддоо шаймандарынын чечилиши жогорулаган сайын жана алынган маалыматтын өлчөмдөрү көбөйгөн сайын, алынган аралыктан зонддоо маалыматтарынын көлөмү да жарылуучу түрдө өсүп, олуттуу "чоң маалыматтар" мүнөздөмөлөрүн көрсөтүүдө. Гиперспектралдык алыстан зонддоо маалыматтарынан маалыматты кантип натыйжалуу казып алуу жана алуу, ошондой эле маалыматтарды кысууну жана маалыматтарды берүү натыйжалуулугун жакшыртуу гиперспектралдык алыстан зонддоонун келечегинде чечилиши керек болгон маанилүү маселелер болуп саналат.

Гиперспектралдык алыстан зонддоо пайдалуу жүктөрүн миниатюризациялоо жана жеңилдетүү

Чакан пилотсуз учуучу аппараттардын (ПУА) алыстан зонддоо технологиясынын жана микро/нано спутник технологиясынын өнүгүшү менен гиперспектралдык алыстан зонддоо да арзаныраак, ийкемдүүлүктү жогорулатуу, интеграциялоо жана реалдуу убакыт режиминде күчтүү иштөө багытында өнүгүп жатат. Учурда чакан ПУАларга негизделген жеңил гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясы айыл чарба жана токой чарбасынын зыянкечтерин жана ооруларын байкоо, чоң жүктөрдү оптикалык түрдө сорттоо, коопсуздукту көзөмөлдөө, буталарды издөө жана кырсыктардан кийин жардам берүү сыяктуу тармактарда эбегейсиз зор колдонуу потенциалына жана баалуулугуна ээ. Ошол эле учурда, микро/нано спутниктер арзаныраак, жогорку ийкемдүүлүккө, аз энергия сарптоого жана кыска өнүгүү циклдери сыяктуу артыкчылыктарды сунуштайт, бул аларга татаалыраак космостук изилдөө миссияларын жүргүзүүгө мүмкүндүк берет.

Гиперспектралдык алыстан зонддоо жана микро/нано спутниктик технологиялардын айкалышы интеграцияланган көп функциялуу структуралардын жана комплекстүү космостук изилдөөнүн пайдалуу жүктөмдөрүнүн инновациялык өнүгүүсүнө өбөлгө түзөт.Бул келечектеги гиперспектралдык алыстан зонддоонун жеңил, интеграцияланган жана системалуу өнүгүшүн илгерилетүүдө, космостук тармак түзүүгө жана бардык аба ырайында реалдуу убакытта аныктоого мүмкүндүк берүүдө маанилүү ролду ойнойт.

Акыркы жылдары гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясынын өнүгүшү көптөгөн жаңы принциптердин, схемалардын жана технологиялардын ишке ашырылышына жана колдонулушуна алып келди. Гиперспектралдык сүрөткө тартуу алыстан зонддоо аспаптарынын түзүлүшү рационалдуу жана жөнөкөй болуп калды, ал эми алардын көп булактуу маалымат алуу үчүн интеграцияланган мүмкүнчүлүктөрү бир топ жакшырды. Алар акырындык менен чоңураак көрүү талаасына, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө, кичирээк өлчөмгө, статикалык дисплейге жана жогорку чечилишке карай өнүгүп жатышат. Ошол эле учурда, гиперспектралдык алыстан зонддоо технологиясынын жетилиши менен анын баасы бир топ төмөндөйт жана гиперспектралдык алыстан зонддоо маалымат продуктуларын коммерциялаштыруу келечектеги өнүгүү үчүн маанилүү багыт болот.

(Бул макаладагы айрым мазмун интернеттен алынган. Эгерде кандайдыр бир укук бузуу болсо, аны өчүрүү үчүн биз менен байланышыңыз.)