易坊好文馆

  1. 首页 > 玩科技 >

探测|天上的“眼睛” 这样看清地面物体的“指纹”( 二 )

卫星 地面 遥感 仪器 物体 探测 大气 观测 光谱 成像仪 高光谱 李云端 毛星


卫星收集到大气和地表的光谱信息 ， 包含了各种目标地物的光谱特征 ， 这些地物都有自己独特的光谱特征 ， 就像人的指纹一样 ， 而科学家就可以利用这些光谱信息识别出地物成分 。
先进技术解决遮挡、混叠问题
我们可以将地物的光谱特征比作指纹 ， 但现实当中的指纹识别是存在模糊、混淆等问题的 ， 高光谱观测卫星会不会遇到这个问题呢？毛星表示 ， 在高光谱观测的实际应用中很容易存在异物同谱和同物异谱的现象 ， 例如树和草地的光谱曲线有时看起来就是差不多的 ， 同一棵树从两个位置观测得出的光谱曲线也可能存在差异 。 实际应用当中 ， 为避免以上这两种情况 ， 科学家不仅会利用物体的光谱信息 ， 还要结合物体的空间位置信息来进行区分 。
除了异物同谱和同物异谱等问题 ， 李云端介绍说 ， 当高光谱仪器的一个像元中观测到多种物质时 ， 会出现光谱混叠的现象 。 科学家依靠成熟的算法解开混叠 ， 该算法可以根据不同成分对光谱的影响程度 ， 计算出不同成分的含量 。 此外 ， 科学家们还在研发新一代高光谱成像仪 ， 以进一步提高成像仪的空间分辨率 ， 使获取的光谱“更纯” ， 一定程度上减少光谱混叠 。
光谱识别的困难可以依靠算法解决 ， 听起来同样难办的“物理遮挡”也有先进仪器和算法来专门对付 。 对于云层造成的阻碍 ， 李云端解读说 ， 云层确实会阻挡可见光和红外观测地表 ， 但高光谱观测卫星上的吸收性气溶胶探测仪可以通过紫外线透过薄云观测雾霾和吸收性气溶胶的分布情况 。 毛星补充说 ， 高光谱观测除了传统的去云技术 ， 也有研究在用一些深度学习技术去还原云层遮挡部分 。
而对植被 ， 作为农业科学院的研究人员 ， 毛星表示 ， 植被一般是研究目标或者背景地物 ， 不是干扰项 。 李云端提醒 ， 生态环境、农业和林草等用户都需要直接观测植物 ， 因此它本身就是重要的观测目标 。 在需要观测地表时 ， 植被确实会造成阻碍 ， 但植物会吸收土壤中的成分 ， 不同成分的土壤会改变植物叶子的光谱曲线 。 比如 ， 已有文献表明植物叶子的光谱曲线与地下的油气资源有较强的相关性 。
用好数据是最后一关
【探测|天上的“眼睛” 这样看清地面物体的“指纹”】今年7月 ， 国家国防科技工业局重大专项工程中心的工作人员曾向科技日报采访人员解读高分专项和具体应用之间的关系：“打个比方来说 ， 我们提供的高分数据就像是食材 ， 各个机构开发出的具体应用就像是菜肴 。 我们的期望就是政府部门和社会力量能把数据用好 ， 把这道菜做好 。 ”在得到“生食材”观测数据之后 ， 科学家和技术人员还需将其进行处理、分析 ， 才能形成有价值的“佳肴”研究成果 。

推荐阅读


上一篇：被称为|用太空尘埃和人类体液可开发“宇宙混凝土”

下一篇：IT|联邦快递将通过跟Aurora和PACCAR合作在美德州开始自动送货服务