一文了解我国高光谱遥感技术的广泛应用

2023-09-19
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  • 来源:自然资源江西卫星中心
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从二十世纪八十年代至今,高光谱遥感技术的发展,促使人类地学研究的范围、尺度、内容和研究方法发生了革命性的变化,其与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)技术的结合,更是为人们源源不断地提供高精度定位、高频度、多频谱不同级次的宏观影像,极大地拓宽了人类的视野和视觉能力,从不同级次上揭示地球各个圈层的相互联系和相互作用。

如今,高光谱遥感技术在数据获取、辐射定标、光谱重建、数据处理、地物识别等方面取得了很大的进步,越来越多的国家和地区正在将高光谱遥感技术广泛应用于不同领域之中。在本期文章中,将对高光谱遥感技术的广泛应用进行分析。

01 助力“碳达峰”“碳中和”国家战略

开展碳监测卫星产业则能够提供更具精细的空分辨率的碳监测数据,可实现更具时间持续性的局部地区监测和更具有空间定位精度的地区监测,有利于明确临界地区的“源”、“汇”归属。同时,结合高分遥感影像可对林木、城市建筑、路面面积进行地区级碳中和能力评估。

此外,发展地区性碳卫星能力建设可大大提升地区科技知名度,有利于打造创新科技名片,为地区高科技发展提供动力。

02 地质勘测

卫星遥感高光谱影像光谱分辨率高,具有光谱合一的特点以及综合信息量大、监测频率高、范围广等优点,能够准确、详细地反映地质和矿产资源的纹理特征,可为矿产资源调查提供重要依据与线索。

利用高空间分辨率遥感数据可生成全国矿山资源一张图,不仅可以开展矿产资源开发利用现状调查、矿山环境监测和矿产资源规划等工作,还可以分析并获取矿产资源开发客观数据,为矿政管理部门在矿产资源规划、矿产资源开发秩序整顿、矿山地质环境治理等方面提供重要的技术支撑和决策依据。

另外,在矿物识别和矿物精细识别的基础之上,根据矿物共生组合规律和矿物自身的地质意义指示作用,直观地反演各种地质因素之间的内在联系,可提高高光谱在地质应用中分析和解决地质问题的效能。

03 森林健康监测

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

病虫侵蚀.jpg

受病虫害影响的林木,在光谱反射率和温度方面都会发生异常现象,使得树叶在可见光和近红外波段的吸收和反射特征发生变化,所以根据高光谱遥感卫星采集的数据,通过图像增强处理和信息提取技术,可识别光谱反射率的差异和结构异常,从而实现对林木健康状态的监测。

04 应急灾害监测 

森林防火.jpg

近些年,在城区、林区发生的火灾、爆炸等事故频发,造成了极为严重的损失,如天津港爆炸、沈阳天然气爆炸、四川大凉山林火等。在火灾监测方面,卫星遥感能够克服时间、空间上调度困难的问题,为应急救灾提供决策数据;如在2020年自然资源部国土卫星遥感应用中心充分利用2米/8米光学卫星星座三星组网拍摄能力,于3月30日至4月1日连续追踪四川凉山木里森林火情发展,形成了森林火灾遥感影像解译图,监测成果提交应急指挥一线用于辅助决策。

05 气象环境监测

针对气象环境,小卫星星座可以集对流层大气遥感图像,能够对台风、梅雨、云团等强灾害天气进行监测和预报,同时对海浪信息进行实施评估和预警,也可以通过卫星获取雨季水涝情况,为排给水、治水、防洪防涝等政策提供数据支撑。

06 海洋遥感

海洋遥感是20世纪后期海洋科学取得重大进展的关键技术之一 ,其主要目的是了解海洋、研究海洋、开发利用和保护海洋资源,因而具有十分重要的战略意义。随着科学技术的发展,高光谱遥感已成为当前海洋遥感前沿领域。

由于中分辨率成像光谱仪具有光谱覆盖范围广、分辨率高和波段多等许多优点,因此已成为海洋水色、水温的有效探测工具。它不仅可用于海水中叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、某些污染物和表层水温探测,也可用于海冰、海岸带等的探测。

其中,海表温度和叶绿素浓度是海洋生态环境的基础要素,其分布反映了海洋浮游植物的聚集区和生存环境情况,通过它们也可以间接监测或预报大洋渔场等资源和海洋水质的时空分布。高光谱遥感卫星能够大范围、全天候地获取海面影像,通过对影像的解译分析,能够有效获取海表温度、海洋水色参数,为海洋环境监测、海洋渔业等有关部门提供数据支撑,这对海温预报和海洋渔场环境监测具有重要的意义。

来源:【自然资源江西卫星中心】



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