Mamlakatimda giperspektral masofaviy zondlash texnologiyasining rivojlanish holati va istiqbollari

Giperspektral masofadan zondlash texnologiyasi  

Giperspektral masofaviy zondlash - bu yer xususiyatlarini uzluksiz tasvirlash uchun tor va uzluksiz spektral kanallar diapazonidan foydalanadigan usul. U tasvirlash va spektroskopiya asosida ishlab chiqilgan. Yerga asoslangan radiometrlar bilan taqqoslaganda, giperspektral masofaviy zondlash bitta nuqtada emas, balki uzluksiz fazoviy maydon bo'ylab spektral o'lchovlarni oladi, bu esa nishonning tasvirini ham, spektral ma'lumotlarini ham bir vaqtning o'zida olish imkonini beradi. An'anaviy masofaviy zondlash bilan taqqoslaganda, giperspektral aniqlikdagi tasvirlash spektrometrlari har bir piksel uchun juda tor tasvirlash diapazonini ta'minlaydi, ko'pincha uzluksiz ulangan o'nlab yoki hatto yuzlab spektral kanallar bilan nanometrlar tartibida aniqliklarga erishadi.

An'anaviy masofadan zondlash bilan solishtirganda, giperspektral masofadan zondlash ko'proq spektral fazoviy ma'lumotlarni olishi va Yerni kuzatish va atrof-muhitni tadqiq qilishda kengroq qo'llanilishi mumkin. Bu asosan quyidagi jihatlarda aks etadi: yer xususiyatlarini farqlash va aniqlash qobiliyati sezilarli darajada yaxshilanadi, tasvirlash kanallari soni sezilarli darajada ko'payadi va masofadan zondlashni sifat tahlilidan miqdoriy yoki yarim miqdoriy tahlilga o'tkazish mumkin bo'ladi.

Mamlakatimda giperspektral masofaviy zondlash texnologiyalarini rivojlantirishning hozirgi holati

Mamlakatimning giperspektral masofadan zondlash texnologiyasi nisbatan kech boshlangan, ammo mamlakatning o'sib borayotgan va shoshilinch ijtimoiy va iqtisodiy ehtiyojlari tufayli havo va kosmik masofadan zondlash misli ko'rilmagan rivojlanish imkoniyatlariga ega bo'ldi va tez rivojlandi.

2002.3.25

2002-yil 25-martda Shenzhou-3 kosmik kemasi mening mamlakatim tomonidan mustaqil ravishda ishlab chiqilgan o'rta aniqlikdagi tasvirlash spektrometrini olib ketdi, bu esa Xitoyni kosmosga giperspektral yuk yuborgan ikkinchi mamlakatga aylantirdi, Qo'shma Shtatlar Yerni kuzatish tizimidagi Terra sun'iy yo'ldoshiga tasvirlash spektrometrini olib kelganidan keyin.

2007.10.24

2007-yil 24-oktabrda Chang'e-1 oy zondi sun'iy yo'ldoshi uchirildi va tasvirlash spektrometri ham asosiy yuk sifatida oy orbitasiga qo'yildi. Bu mening mamlakatimning Furye konvertatsiyasiga asoslangan birinchi kosmik interferometrik tasvirlash spektrometri edi.

2008.9.6

HJ-1A sun'iy yo'ldoshi 2008-yil 6-sentabrda Tayyuan sun'iy yo'ldosh uchirish markazidan HJ-1B sun'iy yo'ldoshi bilan birgalikda "bitta raketa, ikkita sun'iy yo'ldosh" uchirish usulida muvaffaqiyatli uchirildi. U giperspektral tasvirga olish moslamasiga ega va atmosfera monitoringi, shahar o'zgarishlarini monitoring qilish va dengiz amaliyotlarida keng qo'llanilgan.

2011.09.29

2011-yil 29-sentabrda uchirilgan Tiangong-1 nishonli kosmik kemasi mening mamlakatim tomonidan mustaqil ravishda ishlab chiqilgan giperspektral tasvirlash moslamasini olib yurgan. Tiangong-1 dan olingan spektral ma'lumotlardan foydalangan holda, yer resurslari, okeanografiya, o'rmon xo'jaligi, shahar atrof-muhitini monitoring qilish, gidrologik va ekologik monitoring kabi sohalarda muhim amaliy tadqiqotlar olib borildi va bir qator qimmatli amaliy natijalarga erishildi.

2018.5

2018-yil may oyida Gaofen-5 muvaffaqiyatli uchirildi. Bu mening mamlakatimdagi birinchi giperspektral keng qamrovli kuzatuv sun'iy yo'ldoshi, hozirda eng ilg'or giperspektral aniqlash sun'iy yo'ldoshi, shuningdek, milliy "Gaofen loyihasi"dagi eng ko'p foydali yuklamaga, eng yuqori spektral aniqlikka va eng katta rivojlanish qiyinligiga ega sun'iy yo'ldoshdir. Sun'iy yo'ldosh geostatsionar orbitada ishlaydi va ultrabinafsha va uzun to'lqinli infraqizil spektral diapazonlardan giperspektral aniqlikdagi masofaviy zondlash ma'lumotlari namunalarini olish uchun ishlatiladi.

2019.9

2019-yil sentabr oyida "Zhuhai-1" 03 guruhining beshta sun'iy yo'ldoshi Jiuquan sun'iy yo'ldosh uchirish markazidan Long March-11 tashuvchi raketasi tomonidan oldindan belgilangan orbitalarga muvaffaqiyatli uchirildi. 03 guruhiga to'rtta giperspektral sun'iy yo'ldosh va bitta 0,9 m aniqlikdagi video sun'iy yo'ldosh kiradi. Keyinchalik yana oltita giperspektral sun'iy yo'ldosh uchirilib, 10 ta giperspektral sun'iy yo'ldoshdan iborat yulduz turkumini hosil qiladi. Bu yulduz turkumi qayta ko'rish siklini qisqartirishi, dinamik kuzatish samaradorligini oshirishi va Yer yuzasi atrof-muhitini kuzatishda tezkor javob berish imkonini berishi mumkin.

2021.9

2021-yil 7-sentabr kuni soat 11:01 da mening mamlakatimdagi Tayyuan sun'iy yo'ldosh uchirish markazi Long March-4C tashuvchi raketasi yordamida Gaofen-5 02 sun'iy yo'ldoshini kosmosga muvaffaqiyatli uchirdi. Sun'iy yo'ldosh yettita masofadan zondlash moslamasiga ega. Ishga tushirilgandan so'ng, u milliy ifloslanishni kamaytirish, atrof-muhit sifatini monitoring qilish, atmosfera tarkibi va iqlim o'zgarishini monitoring qilish uchun ishlatiladi va ifloslantiruvchi moddalarni, mintaqaviy atrof-muhit havosi sifatini, atmosfera tarkibini va iqlim o'zgarishini giperspektral masofadan zondlash monitoringi bo'yicha amaliy namoyishlarni o'tkazadi.

Hozirgi vaqtda Xitoy o'zining havo va sun'iy yo'ldosh orqali masofadan zondlash Yerni kuzatish tizimini muvaffaqiyatli yaratdi va rivojlantirdi, bu tizim resurslar va atrof-muhit sohalarida keng qo'llaniladi, yer, o'simlik va suv resurslarini o'rganish va boshqarish, geologik va mineral resurslarni o'rganish hamda tabiiy ofatlarni monitoring qilishda muhim rol o'ynaydi.

Giperspektral sun'iy yo'ldosh texnologiyasining istiqbollari  

Aniqlash diapazoni yanada kengaytirildi.：Vaqtinchalik/fazoviy/spektral aniqlik yanada yaxshilandi

Giperspektral masofadan zondlash texnologiyasining dastlabki bosqichlarida uning asosiy rivojlanish maqsadi yuqori aniqlikdagi, miqdoriy masofadan zondlash ehtiyojlarini qondirish uchun spektral aniqlikni yaxshilash edi. Keng maydonli, yuqori aniqlikdagi detektor texnologiyasining rivojlanishi bilan spektral aniqlikni yaxshilashda davom etar ekan, yuqori fazoviy aniqlikka qarab rivojlana boshladi.

Hozirgi vaqtda xalqaro miqyosda turli xil giperspektral masofaviy zondlash sun'iy yo'ldosh tizimlari mavjud bo'lib, ular ko'rinadigan yorug'likdan tortib termal infraqizilgacha bo'lgan aniqlash diapazonlarini qamrab oladi, spektral aniqlik nanometr darajasiga etadi va diapazonlar soni yuzlabgacha ko'payadi. Bu masofaviy zondlash ma'lumotlarini olish imkoniyatini sezilarli darajada oshiradi, Yer yuzasining qattiq va suyuq kimyoviy tarkibiy qismlarini aniq tahlil qilish imkonini beradi. Gazsimon komponentlar va atmosfera xususiyatlarini yanada o'rganish uchun yanada yuqori spektral aniqlikka bo'lgan talab giperspektral masofaviy zondlash rivojlanishida to'xtovsiz tendentsiyaga aylandi.

Boshqa tomondan, masofadan zondlash kuzatuvlarini aniqroq va tezroq o'tkazish hamda ishonchli va o'z vaqtida masofadan zondlash ma'lumotlarini olish uchun, Giperspektral masofaviy zondlash texnologiyasining yangi xususiyatlari - yuqori fazoviy aniqlik, yuqori spektral aniqlik va yuqori vaqt aniqligi - tobora ko'proq yaqqol ko'rinib bormoqda, bu esa uni uzoq muddatli ob-havo prognozi, aniq qishloq xo'jaligi monitoringi, quruqlik va dengiz resurslarini miqdoriy tadqiq qilish va real vaqt rejimida jang maydoni muhitini tahlil qilish kabi yangi qo'llanilish sohalariga moslashish imkonini beradi.

Doimiy ravishda yangi tamoyillar va yangi yechimlar taklif qilinmoqda.：Giperspektral masofaviy zondlash texnologiyalari turlari yanada boyitildi.

Axborot texnologiyalari, tasvirlash texnologiyasi va optik ishlov berish texnologiyasining rivojlanishi va rivojlanishi bilan cheksiz oqimda turli xil yangi giperspektral masofaviy zondlash texnologiyalari va yechimlari paydo bo'lmoqda. Ularning asosiy spektroskopik elementlari yetuk dispers va interferometrik turlardan yanada diversifikatsiyalangan yondashuvga o'tmoqda. Hozirgi vaqtda turli xil spektroskopik printsipial sxemalar paydo bo'ldi, jumladan, aylanuvchi filtr turi, akusto-optik sozlangan filtr turi, suyuq kristall sozlangan filtr turi va hisoblash tomografiyasi turi.

So'nggi yillarda tezkor tasvirlash spektroskopiyasi tez rivojlandi. U bir martalik ekspozitsiya vaqtida to'liq uch o'lchovli tasvir spektral ma'lumotlarini olishi mumkin, bu esa real vaqt rejimida aniqlash uchun katta istiqbollarni ko'rsatadi. Kodlangan diafragma tasvirlash spektroskopiyasi - bu siqilgan sezgirlik nazariyasini tasvirlash spektrometrlariga qo'llaydigan yangi tezkor tasvirlash spektroskopiyasi texnikasi. U barcha to'lqin uzunliklarining fazoviy ma'lumotlarini modulyatsiya qilish uchun kodlangan naqshlardan foydalanadi, maydon massivi detektorida aralashtirilgan va kodlangan nishonning fazoviy va spektral ma'lumotlarining intensivlik xaritasini yozib oladi va nihoyat ko'p masshtabli rekonstruksiya algoritmi yordamida intensivlik xaritasidan fazoviy va spektral ma'lumotlarni ajratib oladi. Uch o'lchovli tasvirlash spektroskopiyasi maqsadli tasvirni turli burchaklardagi tasvirlarga kesish uchun turli xil egilish burchaklariga ega bo'lgan bir nechta uzun chiziqli oynalardan tashkil topgan tasvir segmentatsiyasi elementidan foydalanadi. Keyin bu tasvirlar dispers prizma orqali linzalar massiviga uzatiladi va shu bilan katta maydon massivi detektorida turli burchaklardagi tasvirlarning dispers spektrlarini oladi. Bu texnika shuningdek, tezkor tasvirlash spektroskopiyasi texnikasi hisoblanadi.

Tasvirlar, spektrlar va qutblanishni o'z ichiga olgan ko'p o'lchovli ma'lumotlarni integratsiyalashgan holda olish

Giperspektral masofadan zondlash texnologiyasi nishonlarning spektral va tasvir ma'lumotlarini integratsiyalashgan holda olish imkonini beradi, bu yerdagi obyektlarning kimyoviy tarkibi va morfologik xususiyatlarini aniqlash ehtiyojlarini qondiradi. Biroq, nishonlarning sirt xususiyatlarini kuzatish, yashirin nishonlarni aniqlash va kuzatish hamda aerozollarni aniqlash, ayniqsa bir xil materiallardan (masalan, sun'iy yo'ldoshlar va raketalar) yasalgan uzoqdagi nishonlar uchun ba'zi boshqa qo'llanilish stsenariylarida tasvir spektroskopiyasi texnologiyasi o'zining aniqlash funktsiyasini yo'qotadi. Bunday hollarda, polyarizatsiya ma'lumotlarini aniqlash muhim rol o'ynashi mumkin.

Polarizatsiya ma'lumotlari nishonning burchak xususiyatlarini va sirt pürüzlülüğünü aniqlash uchun sezilarli qobiliyatga ega va moddaning sochilish va aks ettirish xususiyatlarini yaxshiroq tasvirlab berishi mumkin. Giperspektral masofaviy zondlash texnologiyasiga polyarizatsiya ma'lumotlarini kiritish tasvirlar, spektrlar va polyarizatsiya kabi ko'p o'lchovli ma'lumotlarni integratsiyalashgan holda olish imkonini beradi, bu esa nishonni aniqlash, identifikatsiyalash va tasdiqlash uchun yanada ilmiy, aniq va keng qamrovli aniqlash texnologiyalari va usullarini taqdim etadi.Nishonni aniqlash va bilish jarayonida bir xil nishonning tasvirlari, spektrlari va qutblanish holatlari bir-birini to'ldiruvchi ko'p o'zgaruvchan ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin, bu nishonning boy fizik-kimyoviy xususiyatlarini tahlil qilishga yordam beradi va shu bilan nishonni yanada keng qamrovli, aniq va ilmiy tushunishga erishadi. U atmosfera zondlash, suv sifatini monitoring qilish, nishonni aniqlash va harbiy razvedkada muhim qo'llanmalarga ega. Tasvir, spektral va qutblanish ko'p o'zgaruvchan ma'lumotlarini integratsiyalashgan holda olish va qutblanish giperspektral masofaviy zondlash texnologiyasini qo'llash bo'yicha tadqiqotlar o'tkazish hozirda giperspektral masofaviy zondlash texnologiyasini rivojlantirishning muhim yo'nalishi hisoblanadi.

Aqlli giperspektral masofaviy zondlash va katta ma'lumotlar davri yaqinlashmoqda.

Hozirgi giperspektral masofadan zondlash sun'iy yo'ldoshlari asosan yerdan boshqariladi. Giperspektral masofadan zondlash ma'lumotlarining katta miqdori yer qabul qilish stansiyalariga uzatilishidan oldin bortda saqlanadi va siqiladi. Nihoyat, yerga asoslangan ma'lumotlarni qayta ishlash masofadan zondlash mahsulotlarini beradi. Bundan tashqari, sun'iy yo'ldosh parametrlari o'zgarmas va moslashuvchan ravishda sozlanishi mumkin emas. "Sun'iy intellekt" davrining boshlanishi bilan neyron tarmoqlari, mashinani o'rganish va boshqa texnologiyalarni giperspektral masofadan zondlash bilan birlashtirib, bortdagi giperspektral tasvirlashning foydali yuklama parametrlarini avtomatik kalibrlash va optimallashtirish, bortdagi ma'lumotlarni real vaqt rejimida qayta ishlash va mahsulot yaratishga qodir bo'lgan "aqlli" giperspektral masofadan zondlash sun'iy yo'ldosh tizimlarini yaratish kelajakdagi tendentsiyaga aylandi. "Aqlli" giperspektral masofadan zondlash sun'iy yo'ldoshlari aqlli axborotni idrok etish qobiliyatlari va moslashuvchan sozlash imkoniyatlariga ega bo'ladi, bu ularga foydalanuvchi ehtiyojlariga muvofiq real vaqt rejimida yuqori sifatli ma'lumotlarni yaratish imkonini beradi.

Shu bilan birga, giperspektral tasvirlash masofadan zondlash asboblarining aniqligi oshgani va olingan ma'lumotlarning o'lchamlari oshgani sayin, olingan masofadan zondlash ma'lumotlari miqdori ham sezilarli darajada o'sib bormoqda va sezilarli "katta ma'lumotlar" xususiyatlarini namoyish etmoqda. Giperspektral masofadan zondlash ma'lumotlaridan ma'lumotlarni samarali ravishda qazib olish va ajratib olish, shuningdek, ma'lumotlarni siqish va uzatish samaradorligini oshirish giperspektral masofadan zondlashning kelajagida hal qilinishi kerak bo'lgan muhim masalalardir.

Giperspektral masofadan zondlash foydali yuklarini miniatyuralashtirish va yengillashtirish

Kichik uchuvchisiz uchish apparatlari (UAV) masofadan zondlash texnologiyasi va mikro/nano sun'iy yo'ldosh texnologiyasining rivojlanishi bilan giperspektral masofadan zondlash ham arzonroq narx, katta moslashuvchanlik, integratsiya va kuchli real vaqt rejimida ishlash tomon rivojlanmoqda. Hozirgi vaqtda kichik UAVlarga asoslangan yengil giperspektral masofadan zondlash texnologiyasi qishloq xo'jaligi va o'rmon xo'jaligi zararkunandalari va kasalliklarini kuzatish, katta yuklarni optik saralash, xavfsizlik monitoringi, nishonlarni qidirish va ofatlardan keyin yordam berish kabi sohalarda ulkan qo'llanilish salohiyati va qiymatiga ega. Shu bilan birga, mikro/nano sun'iy yo'ldoshlar arzonroq narx, yuqori moslashuvchanlik, kam energiya sarfi va qisqa rivojlanish sikllari kabi afzalliklarni taklif etadi, bu ularga murakkabroq kosmik tadqiqotlar missiyalarini amalga oshirish imkonini beradi.

Giperspektral masofaviy zondlash va mikro/nano-sun'iy yo'ldosh texnologiyalarining uyg'unligi integratsiyalashgan ko'p funksiyali tuzilmalar va kompleks kosmik tadqiqotlar yuklamalarining innovatsion rivojlanishiga yordam beradi.Bu kelajakdagi giperspektral masofaviy zondlashning yengil, integratsiyalashgan va tizimli rivojlanishini rag'batlantirishda muhim rol o'ynaydi, kosmik tarmoqlar va barcha ob-havo sharoitida real vaqt rejimida aniqlashni ta'minlaydi.

So'nggi yillarda giperspektral masofadan zondlash texnologiyasining rivojlanishi ko'plab yangi tamoyillar, sxemalar va texnologiyalarning joriy etilishi va qo'llanilishiga olib keldi. Giperspektral tasvirlash masofadan zondlash asboblarining tuzilishi yanada oqilona va soddalashdi va ularning ko'p manbali ma'lumotlarni olish uchun integratsiyalashgan imkoniyatlari sezilarli darajada yaxshilandi. Ular asta-sekin kattaroq ko'rish maydoni, yuqori o'tkazuvchanlik, kichikroq o'lcham, statik displey va yuqori aniqlik tomon rivojlanmoqda. Shu bilan birga, giperspektral masofadan zondlash texnologiyasining rivojlanishi bilan uning narxi sezilarli darajada kamayadi va giperspektral masofadan zondlash ma'lumotlari mahsulotlarini tijoratlashtirish kelajakdagi rivojlanish uchun muhim yo'nalish bo'ladi.

(Ushbu maqoladagi ba'zi kontent internetdan olingan. Agar biron bir qoidabuzarlik bo'lsa, uni o'chirish uchun biz bilan bog'laning.)