澳大利亚工程院张立人院士：把高光谱遥感技术应用于实际，在市场中实现不断完善

高光谱遥感技术作为一项基于融合光谱和遥感两项技术的新兴科技，正在数字经济的发展中彰显出无限的可能性与活力。在日前召开的空天信息与数字经济创新发展论坛上，澳大利亚工程院院士张立人对高光谱遥感技术及应用进行了介绍，并表示在学科交叉融合的背景下，高光谱遥感技术研究将融合5G 物联网和云计算综合平台不断为产业发展和市场需求服务。

高光谱成像技术则结合了光谱技术和成像技术，将光谱分辨能力和图形分辨能力相结合，造就空间维度上的面光谱分析。再借助遥感技术对物体进行高光谱成像分析，形成每一个物体独一无二的“指纹”，借助这一“指纹”，物体的物理结构、化学成分等指标得以进行独一无二的呈现。

在此项技术的基础之上，张立人团队研发出了深蓝智谱高光谱遥感平台。“这项技术多机协同、灵活机动并且成本较低；运用5G 物联网平台+ 云计算+ 数据库，打破地域限制，大大缩短了数据处理时间；除此之外，根据不同需求，30~500米之内灵活可测。”张立人介绍道。除此之外，团队还实现了GPS网格化同步，将亚米级卫星图谱拓展至了厘米级精度。

技术一定要应用于实际 在市场中实现不断完善

张立人认为，技术一定要应用于实际，在市场中实现不断完善。目前，该团队将高光谱遥感技术应用于小麦的田野上，实现了让小麦条锈病“无处遁形”。

小麦条锈病是世界范围内最重要的小麦病害之一，也是影响中国小麦安全生产的重要生物灾害，小麦条锈病具有潜伏侵染的特点, 所以若能对其潜育期实现快速识别及检测, 则对病害的防控、农药的安全使用、环境的保护等具有重大意义。

过去防治条锈病的措施多为大田喷药、带药侦察等，现有的侦察技术不仅病害诊断和识别技术具有滞后性。“于是我们想到了用高光谱遥感技术对早期的小麦条锈病进行识别，”张立人介绍到，“早期小麦叶片上用肉眼看不见的东西，在光谱的帮助下无处遁形。首先通过对目标区麦田进行遥感成像，再预处理综合光谱特征，消除光照角度、阴影、背景等因素，得到目标区的高光谱图像，进一步利用超级像素团分割不同类似条锈病的高光谱数据，对提取分割后的目标物光谱特征的能量概率分布进行归一化处理，融合得到条锈病的高光谱特征，以此作为标准，就能迅速匹配识别出早期的条锈病小麦株。”

在此过程中，团队创造并使用了三项核心技术：采用窗口滚动式的多模态数据取样，进一步增强了有效性和实时性；运用多元贝叶斯学习模型动态估算温度、湿度、风向等干扰因素权重；将时-频域跳转算法应用于小型无人机载的高光谱遥感成像，利用高光谱遥感的测量数据实现小麦条锈病菌的精准捕捉。

除了麦田，高光谱遥感技术在南半球的葡萄田间也发挥着妙用。葡萄的丹宁成分含量高低是影响葡萄酒品质高低的重要因素，通过高光谱遥感技术对葡萄属的含氮量进行分析，再反演出葡萄的丹宁含量分布，实现了从人工品尝到用高光谱技术推演的跨越，让葡萄的含丹宁量更加可视，也让葡萄酒的品质更加可控。“除此之外，还能用高光谱遥感技术结合无人机进行水质遥感检测，从陆地到河海，从农业到工业，万物的‘指纹’用途十分广泛。”张立人总结道。

更小更轻更便捷 让高光谱走进千家万户

下一步，张立人团队打算开发微型高光谱测量仪，在深蓝智谱微型高光谱检测技术发展项目基础上，让高光谱走进千家万户。

基于高光谱遥感能分辨出观测物质分子或元素的光谱特性，团队致力于将微型高光谱遥感结合5G物联网和云计算综合平台进行研发和应用，使其更加机动灵活、方便快捷、安全可靠并成本低廉。进一步让测量仪更加便捷轻便，走进人民大众的日常生活，有助于让更多的家庭享受到技术的便利。

微型高光谱遥感的应用将非常广泛，通过将微型化的设备嵌入智能手机系统。在进行光谱采集和储存传输的预处理技术后，再在数据分析和云处理的帮助下实现数据处理，最终通过手机APP让技术在终端得以实现。在未来，微型高光谱遥感设备在检测食品的添加剂含量、辨识真酒假酒、测量农药残留、进行文物鉴定等场景下都将发挥出巨大的作用。

在水果市场上，利用高光谱遥感技术明确水果甜度，便利了消费者的购物行为的同时，也有利于水果商提前规划运输周期，以防治出现因为甜度过高运输过程中自然腐烂的情况等。高光谱加美容也是未来的一大发展方向，通过高光谱成像检测人脸的瑕疵，进一步对其化妆品适宜性进行测评，从而提出个性化的护肤养颜建议。试想在未来，通过一个小小的机器就可以清楚地看到食品新鲜与否、物品是真是假、水质是好是坏，无疑能进一步优化人们的生活质量。

张立人进一步强调：“商业成功是检验技术成功的唯一标准，永远要重视市场，将技术应用在市场中。”这是他的信念，更是他对高光谱遥感技术研发和发展的要求。