地面成像光谱仪

玉兔二号巡视器已在月球表面工作超过40个月昼，其搭载的红外成像光谱仪（VNIS）随着巡视器的行走路线已测得多个位置的红外成像光谱数据。VNIS是用于研究着陆区月壤和月表岩石成分并追溯其来源的主要方法。然而，太空风化、颗粒大小与多次散射、仪器的光谱响应和观测条件等因素均会影响光谱特征，并导致由月球表面光谱数据计算得到的矿物成分存在较大不确定性。为了定量评估不同 VNIS 数据处理方法的可靠性，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室博士生常睿在导师研究员杨蔚、副研究员林红磊的指导下，选择一块矿物组成与月球高地岩石相似的苏长-辉长岩进行光谱地面验证实验（图1）。地面验证实验研究的岩石（CR-1）由扫描电镜测得其实际矿物模式含量为12.9%橄榄石、35.0%辉石和52.2%斜长石。为了更准确计算CR-1的光谱结果，研究者将CR-1中的橄榄石、低钙辉石、高钙辉石和斜长石从岩石样品中研磨并分选出来，由地物光谱仪（TerraSpec-4，ASD）测得各单矿物的可见-近红外光谱结果（图2a），单矿物均具有各自的光谱吸收特征。由VNIS鉴定件测得的CR-1的光谱在971（±1）nm和1957（±8）nm波段处表现出明显的吸收特征（图2b）。该吸收特征与玉兔二号巡视器上VNIS在第3月昼探测到的岩石吸收特征相似。CR-1的VNIS光谱用Hapke模型计算出样品中矿物模式含量为7.5%橄榄石、39.3%辉石和53.2%斜长石，与其真实结果在误差范围内一致。根据该研究中数据处理方法并结合Yang et al.（2020）对嫦娥四号月表数据的光度校正，玉兔二号巡视器在第3月昼探测到的岩石更准确的矿物模式含量应为11.7%橄榄石、42.8%辉石和45.5%斜长石。巡视器在第26月昼又发现一块状月表岩石，其光谱吸收特征与第3月昼发现的岩石类似，其中矿物模式含量为3.2%橄榄石、24.6%辉石和72.2%斜长石。两月表岩石在“斜长岩-苏长岩-橄长岩”（Anorthosite-Norite-Troctolite, ANT）体系中均属于苏长岩范畴（图3）(Heiken G, 1991)，意味着嫦娥四号着陆区月壤下的岩层主要为ANT岩石。玉兔二号巡视器在第26月昼探测到的岩石含有更多的斜长石，并且更接近平均月壳的矿物组成。综上所述，嫦娥四号着陆区域的月球表面存在苏长质和斜长质的石块，分别代表了撞击熔融池中快速结晶形成的物质与平均月壳的成分。一方面，有撞击事件将月壤下伏层位物质挖掘至月球表面，这些被挖掘出来的物质具有南极艾特肯盆地（the South Pole Aitken, SPA）熔融池结晶深成岩的特征。另一方面，形成于SPA大撞击事件前的初始月壳物质也可以保留在SPA中。相关研究成果发表在Remote Sensing上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项，中科院重点部署项目，中科院创新交叉团队，国家航天局民用航天预先研究项目以及中科院地质与地球物理研究所重点部署项目的资助。图1.（a）嫦娥四号第3月昼探测的月表岩石图像；（b）月表岩石的光谱探测状态（黄色圆圈代表近红外波段光谱探测视场）；（c）本研究地面验证实验使用的岩石（CR-1）图2.（a）CR-1中单矿物可见-近红外光谱；（b）嫦娥四号第3月昼所测岩石与CR-1的VNIS测得光谱图3.嫦娥四号测得月表岩石中橄榄石-辉石-斜长石矿物组成分布（Heiken G, 1991）。图中标注了月球样品采样点，例如：A-11是Apollo 11，L-16是Luna 16，（H）和（M）分别表示高地和月海月壤

玉兔二号巡视器已在月球表面工作超过40个月昼，其搭载的红外成像光谱仪（VNIS）随着巡视器的行走路线已测得多个位置的红外成像光谱数据。VNIS是用于研究着陆区月壤和月表岩石成分并追溯其来源的主要方法。然而，太空风化、颗粒大小与多次散射、仪器的光谱响应和观测条件等因素均会影响光谱特征，并导致由月球表面光谱数据计算得到的矿物成分存在较大不确定性。　　为了定量评估不同 VNIS 数据处理方法的可靠性，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室博士生常睿在导师研究员杨蔚、副研究员林红磊的指导下，选择一块矿物组成与月球高地岩石相似的苏长-辉长岩进行光谱地面验证实验（图1）。地面验证实验研究的岩石（CR-1）由扫描电镜测得其实际矿物模式含量为12.9%橄榄石、35.0%辉石和52.2%斜长石。为了更准确计算CR-1的光谱结果，研究者将CR-1中的橄榄石、低钙辉石、高钙辉石和斜长石从岩石样品中研磨并分选出来，由地物光谱仪（TerraSpec-4，ASD）测得各单矿物的可见-近红外光谱结果（图2a），单矿物均具有各自的光谱吸收特征。由VNIS鉴定件测得的CR-1的光谱在971（±1）nm和1957（±8）nm波段处表现出明显的吸收特征（图2b）。该吸收特征与玉兔二号巡视器上VNIS在第3月昼探测到的岩石吸收特征相似。CR-1的VNIS光谱用Hapke模型计算出样品中矿物模式含量为7.5%橄榄石、39.3%辉石和53.2%斜长石，与其真实结果在误差范围内一致。　　根据该研究中数据处理方法并结合Yang et al.（2020）对嫦娥四号月表数据的光度校正，玉兔二号巡视器在第3月昼探测到的岩石更准确的矿物模式含量应为11.7%橄榄石、42.8%辉石和45.5%斜长石。巡视器在第26月昼又发现一块状月表岩石，其光谱吸收特征与第3月昼发现的岩石类似，其中矿物模式含量为3.2%橄榄石、24.6%辉石和72.2%斜长石。两月表岩石在“斜长岩-苏长岩-橄长岩”（Anorthosite-Norite-Troctolite, ANT）体系中均属于苏长岩范畴（图3）(Heiken G, 1991)，意味着嫦娥四号着陆区月壤下的岩层主要为ANT岩石。玉兔二号巡视器在第26月昼探测到的岩石含有更多的斜长石，并且更接近平均月壳的矿物组成。　　综上所述，嫦娥四号着陆区域的月球表面存在苏长质和斜长质的石块，分别代表了撞击熔融池中快速结晶形成的物质与平均月壳的成分。一方面，有撞击事件将月壤下伏层位物质挖掘至月球表面，这些被挖掘出来的物质具有南极艾特肯盆地（the South Pole Aitken, SPA）熔融池结晶深成岩的特征。另一方面，形成于SPA大撞击事件前的初始月壳物质也可以保留在SPA中。　　相关研究成果发表在Remote Sensing上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项，中科院重点部署项目，中科院创新交叉团队，国家航天局民用航天预先研究项目以及中科院地质与地球物理研究所重点部署项目的资助。图1.（a）嫦娥四号第3月昼探测的月表岩石图像；（b）月表岩石的光谱探测状态（黄色圆圈代表近红外波段光谱探测视场）；（c）本研究地面验证实验使用的岩石（CR-1）图2.（a）CR-1中单矿物可见-近红外光谱；（b）嫦娥四号第3月昼所测岩石与CR-1的VNIS测得光谱图3.嫦娥四号测得月表岩石中橄榄石-辉石-斜长石矿物组成分布（Heiken G, 1991）。图中标注了月球样品采样点，例如：A-11是Apollo 11，L-16是Luna 16，（H）和（M）分别表示高地和月海月壤

近日，国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网（子午工程二期）”新建设备光谱成像日冕仪顺利通过工艺测试，并成功获得首批日冕观测图像，标志着我国自主研制的首台常态化运行地基日冕仪正式建成。日冕是太阳最外层大气，利用日冕仪对低日冕开展观测，对日冕加热和太阳风起源等太阳物理/空间物理核心科学问题的研究具有重要价值。同时，低日冕作为日冕物质抛射这一空间环境主要扰动源的发生和加速区域，对其开展监测可为空间天气学应用领域提供关键数据。然而，由于日冕本身辐射极其微弱，可见光波段亮度仅为太阳光球层亮度的几十万至百万分之一，且受限于地球大气散射光的影响，使得在地面对日冕开展光学成像观测尤其是光谱学观测面临巨大挑战。新建的光谱成像日冕仪安装于海拔3200米的中国科学院云南天文台丽江天文观测站园区内，由山东大学与云南天文台、北京大学共建，山东大学与中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、南京天文光学技术研究所、云南天文台共同研制。该日冕仪的主要工作波段聚焦日冕红线这一低温日冕辐射谱线，可对低日冕精细磁流体结构进行准同时成像和光谱观测，弥补了国际同类设备在该波段观测数据的欠缺。经专家评估，该日冕仪所获科学数据的质量达到了国际一流水平，成为当前国际上工作于该波段最优秀的地基日冕仪。该日冕仪的设计还容许其工作于日冕绿线这一波段，从而可通过两条谱线的准同时观测对日冕大气温度进行诊断。基于该设计，项目组顺利完成了数据定标和光谱反演算法的开发工作，有效减少了多普勒频移和谱线宽度的测量误差，为高质量科学数据的持续产出奠定了坚实基础。据悉，光谱成像日冕仪是国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网（子午工程二期）”太阳-行星际监测链分系统的重要组成部分，也是日地空间全链条监测的重要一环。

2月15日，浙江省衢江区钙钛矿集中式光伏电站一期项目暨全球首个钙钛矿地面光伏电站开工仪式在后溪镇举行。衢江区钙钛矿集中式光伏示范电站一期项目占地约250亩，装机容量12兆瓦，计划总投资6000万元，是全球首个钙钛矿地面光伏电站。一直以来，钙钛矿光伏电池被誉为水论文的神器，养活了一大批实验室，有网友戏称“思路不清晰，加点石墨烯。投稿不顺畅，涂点钙钛矿。”甚至有人断言钙钛矿是“科研灌水热门课题方向！毫无工业价值！”据统计，2020年，钙钛矿发表了一共17篇Nature和Science。但实际上，钙钛矿是一个非常值得研究的体系。钙钛矿是指一类陶瓷氧化物，其分子通式为ABO₃ ，此类氧化物最早被发现，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO₃)化合物，因此而得名。钙钛矿结构的化学通式为ABX₃，由于此类化合物结构上有许多特性，在材料相关方面应用及研究甚广。钙钛矿的第一篇文章是2009年横滨大学宫坂组发布。当时这个系统的光伏发电效率可以做到2%～3%。而钙钛矿之所以吸引人，是因为钙钛矿的最高效率已经达到29%左右。而传统的硅基电池（以及化合物半导体基太阳能电池），从1960年代到现在做了60年，最高效率也就28%左右。钙钛矿的厉害，就在于不到10年，就走了传统电池60年的路。而这主要得益于钙钛矿电池的分子具有非常好的光吸收性能。更难能可贵的是，钙钛矿所需的原材料储量丰富，制备工艺简单且可以采用低温、低成本的工艺实现高品质的薄膜。看起来如此优秀的一种材料为何被认为缺乏工业价值？这主要是由于其结构脆弱，在外力作用下容易碎裂，也无法耐受高温和高湿度（遇水分解），还有一定的毒性和污染，不符合太阳能电池长期户外运作的要求，以上因素使得钙钛矿电池的产业化受到巨大的限制，可能性和成功率也非常低。全球首个钙钛矿光伏地面电站项目的开工标志着光伏行业最令人期待的新一代钙钛矿技术迈向了成熟，有望成为全球光伏行业的里程碑和新开端。此项目的建设单位纤纳光电成立于2015年，创立初期以钙钛矿新材料研发、钙钛矿电池效率提升为研究重点，之后围绕着钙钛矿批量生产、组件稳定性等商业化核心研究展开探索，建有全球首个钙钛矿生产基地，首条100MW规模化产线。相关产品包括大面积高效钙钛矿组件、钙钛矿彩色光伏组件、钙钛矿轻质组件和叠层组件等多个产品系列，应用范围覆盖地面电站、工商业电站、建筑光伏一体化等集中式、分布式和低碳多能互补场景。2017年12月27日，杭州纤纳光电公司宣布其钙钛矿太阳能微组件经过美国Newport认证，效率达到17.4%，这一结果打破了该公司此前保持的效率记录。目前纤纳光电已7次刷新钙钛矿组件光电转换效率的世界纪录，经权威太阳能电池效率测试机构日本电气安全与环境科技研究所（JET）测试认证，纤纳钙钛矿太阳能小组件在稳态功率输出下的效率达到21.4%，19.32cm²。还是全球首家且唯一一家获得钙钛矿组件稳定性测试报告的机构。

近日，精密测量院影像大地测量与地球动力过程团队，开展了国内首次冰川透视与层析遥感飞行试验的地面测量工作，采集了青藏高原八一冰川冰下地形、冰崖等数据，并开展了机载P波段SAR地面定标同步观测，为此次中科院青藏所组织的八一冰川航空遥感试验提供了重要的地面观测资料，也为中科院西北院八一冰川冰芯钻取位置精确确定提供了可靠参考。 　　精密测量院研究员江利明组织制定了此次地面测量总体方案，并受邀参与了航空遥感方案论证的指导工作。由精密测量院博士后杨波和博士生庞校光、刘易、李晓恩、蒲颂文、闻鑫等6人组建而成的八一冰川空地联合野外观测党员突击队，历时近20天，圆满完成了航空立体测绘像控点和雷达角反射器布设与定位、GPR冰下地形测量、冰崖地面激光三维扫描等地面观测任务。 　　本次作业难度大、任务繁重，仪器需搬运到海拔高度4800米以上开展陡坡冰面上测量，包括22处像控点与角反射器 GPS-RTK同址观测、7条总长超7公里GPR测线观测和1公里长冰崖激光点云扫描。多数队员首次登上高海拔地区，出现头痛、发烧等不同程度高原反应，但热情高涨，克服了各种困难，坚持完成既定任务。 　　2023年3~4月，中科院青藏所牵头，联合中科院空天信息院、精密测量院、西北生态环境资源研究院等多家单位，在黑河上游青海省海北藏族自治州八一冰川开展冰川透视与层析遥感航空飞行试验。利用新舟60遥感飞机，同时集成航空遥感系统多波段合成孔径雷达P波段、L波段调频连续波雷达、激光雷达、高分辨率线阵数字航空相机，并同步开展机载SAR地面定标和冰川厚度等地面观测。低频SAR层析技术是青藏高原冰下地形精细重建的一种新途径，可透视冰雪并对冰川内部结构三维成像，此次航空遥感飞行试验为国产P波段冰冻圈卫星的计划论证提供重要支撑。

城市河流水资源是重要的生态资源，是城市生活和生态的根本保障。但是近年来，河流水污染问题日益突出，城市水污染监测、水体保护、生态系统健康动态监测以及修复方法已经成为研究热点。水质监测是水污染控制的基础。传统水质监测主要基于野外采样后的实验室检测和分析，由于空间布局和采样点密度限制，在分析污染物在水面的连续迁移过程或大面积污染时，难以获得反映整个水体生态环境的总时空数据。遥感技术因其快速、实时和非接触操作的独特优势，逐渐成为水质参数反演和水质监测的有效工具。其中，地面遥感监测技术以其小范围、高精度和点源信息获取等优点而取得较好效果。因此，该方法在小流域水质监测方面具有一定优势，可以实现河流水质单一指标的高精度定量反演。然而，基于地面遥感技术进行水质监测时，还存在以下问题亟待解决。一是反演水质指标过于简单，反演精度较低，无法充分反映河流水质信息。其次，常用的回归和反演模型种类繁多，但对相关算法应用效果的系统比较和科学评估较少。因此，急需通过对比分析研究，为模型合理选择提供决策支持，提高水质反演效果。基于此，在本研究中，一组研究团队以邯郸市滏阳河为研究对象，通过室内测量获取水样的高光谱数据（ASD FieldSpec 4光谱仪）以及通过化学实验获取相应水质检测结果。然后引入偏最小二乘法（PLS）、随机森林（RF）和最小绝对值收敛和选择算子（Lasso）建立样本高光谱数据和6个对应水质参数（浊度（Turb）、悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、NH4-N、总氮（TN）、总磷（TP））的拟合模型，并进行验证和评估。在考虑高光谱数据非线性特性的基础上，上述三种算法的应用重点是消除数据之间可能存在的多重共线效应以及消除多种水质参数数据经光谱转换后可能存在的稀疏数据结构的影响。本文研究目的是寻找最佳反演算法，探讨高光谱监测技术代替实验室理化指标测试的可行性，评估反演模型对水质变化的预测效果。为城市河流水质监测提供更方便、更经济、更广泛的方法。图1 目标研究区水样收集断面分布图。图2 研究方法流程图。【结果】表1 PLS模型及其估算精度表2 Lasso模型及其估算精度表3 RF模型及其估算精度表4 水质参数最佳回归模型以及估算精度【结论】研究结果表明PLS模型对Turb，SS，COD，TN和TP的回归精度较好，但泛化性较差；RF模型对Turb，SS，COD，NH4-N和TP的预测效果优于PLS模型，具有更好的普适性；Lasso模型对COD，TN和TP有机污染物的反演效果最好，但对SS和NH4-N的反演效果较差。结果表明地面高光谱数据可以准确反演水体污染状况，实现大尺度、多参数水质监测。三种非线性反演算法具有较强的拟合能力，尤其是RF模型和Lasso模型在适用性和预测精度上相得益彰。与传统的回归模型PLS相比，机器学习算法综合实力更强，是城市河流水质参数分类、反演和预测的有效方法。提供了更高的反演精度和更好的鲁棒性。由于采集样本数据的限制，本研究仅分析了光谱和相应水质之间的关系。此外，讨论了三种算法的反演精度。对于后续研究，在更多补充数据的基础上，研究组将重点关注以下几个方面：一是研究不同时间条件下水质参数的变化规律；二是研究同一水质参数在不同采集位置相同时的光谱敏感波段。然后进一步探索不同采样周期下是否具有相同规律；三是进一步研究不同污染条件下基于光谱信息的污染状态反演精度和迁移规律反演能力。

2024 年 4 月 20 日-21 日，遥感地面观测联盟年度会议在中国科学院河北怀来遥感综合试验站成功举办，本次大会由中国遥感应用协会定量遥感专委会、遥感地面观测联盟和中国科学院空天信息创新研究院联合主办，中国科学院河北怀来遥感综合试验站、遥感科学国家重点实验室和遥感卫星应用国家工程研究中心承办。近年来我国建设了大量遥感地面观测场点，形成了多个观测网络，有力支撑了遥感科学与技术学科发展，促进了遥感在国民经济社会发展中的广泛应用。遥感地面观测联盟年度会议的召开，旨在更好地研讨并促进我国遥感地面观测场建设和遥感观测的发展。来自中国科学院空天信息创新研究院、中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院青藏高原研究所、中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国科学院西北生态环境资源研究院、中国农业科学院、中国林业科学研究院、北京师范大学、南京信息工程大学等单位的100余位专家、学者参与了本次会议，共同探讨我国遥感观测事业的发展，分享了在遥感技术研究与应用领域的最新进展和未来展望。北京理加联合科技有限公司（以下简称理加联合）作为参展单位之一，携带公司相关遥感产品亮相会议现场，详细的介绍和专业的技术讲解受到了与会专家和学者的高度关注。会议期间，理加联合的郑宁博士作报告《基于光谱技术的生态系统碳源碳汇立体监测方案及实践》，详细介绍了理加联合在高光谱遥感技术方面的突破性成果。郑博士的报告不仅展示了理加联合在遥感技术领域的专业实力，也为在场的科研工作者提供了新的研究思路和技术手段。通过此次会议，各位专家学者和行业同仁之间的交流探讨无疑将推动遥感地面观测技术的发展，为相关领域带来新的思考和启示，并为未来的合作与交流奠定了坚实的基础。随着遥感技术的不断进步和应用的不断拓展，理加联合将继续致力于科技创新，在未来的研究和产品开发中更准确地把握市场需求和科技前沿，助力遥感事业的发展。

被晒化的大地，被烘懒的万物，被汗水侵蚀的燥热......在烈日高悬的夏日，谁不想听见一声冰镇西瓜裂开的清脆，让清凉香甜的瓜瓤锁住一整个夏天的炙热。作为夏日最解暑的水果，西瓜集万千宠爱于一身，也受到了霜霉病的青睐。霜霉病菌会在潮湿的环境中迅速繁殖，尤其是在温暖的夏季。这种病害会对西瓜植株造成严重的危害，从而影响果实的品质和口感。在佛罗里达州的西瓜产量受到霜霉病的严重影响后，为了有效防治西瓜霜霉病，佛罗里达大学的研究团队进行了相关研究。利用航空、地面遥感和机器学习进行西瓜霜霉病严重程度的识别和分类佛罗里达州的西瓜产量受到包括霜霉病（DM）在内的各种病害的不利影响。准确的病害识别对于实施及时有效的管理策略至关重要。遥感工具，例如无人机（UAV）和高光谱成像，已被用于作物病害检测。先前的研究已成功利用遥感和机器学习（ML）对鳄梨和番茄等其他作物进行了病害检测。但是，关于使用遥感检测西瓜病害的研究有限。这项研究的目标是利用机器学习模型和光谱植被指数（VI）来检测和分类西瓜中霜霉病的不同严重程度。在这项研究中，来自佛罗里达大学的研究团队通过Resonon Pika L室内平台系统（5个病害阶段：低、中（1和2水平）、高和非常高）及野外机载系统（2个阶段：低和高）分别测量了西瓜健康叶片和DM感染叶片的高光谱图像，选择感兴趣区域（ROI），将各种植被指数（VI）作为识别病害阶段的指标。利用多层感知器（MLP）和决策树（DT）两种分类模型来区分健康和DM感染植物。使用MLP来选择能够识别DM及其病害程度的最佳VI。（A）健康西瓜叶片和不同严重程度阶段的受DM感染的叶片（作为示例）：（B）低（该图像包括感兴趣区域的示例）；（C）中；（D）高。（E）Pika L高光谱相机在实验室中收集高光谱数据。田间DM严重程度阶段：（A）低；（B）高；（C）基于无人机的高光谱成像系统；（D）校准防水布。【结果】（A）5个病害严重程度（DS）阶段西瓜叶片的光谱反射特征（在实验室收集）；（B）健康（H）和五个DS阶段西瓜叶片的相关系数。MLP和DT方法在实验室中区分健康（H）和西瓜DM几个DS阶段的分类结果。（A）田间收集高光谱图像的光谱反射特征；（B）健康、低和高霜霉病严重程度阶段西瓜植株的相关系数。MLP和DT方法检测田间西瓜感病植株与健康植株的分类结果。【结论】所选的最佳光谱VI对不同严重程度霜霉病的检测和识别具有较高的特异性和敏感性。由于叶片组成的微小变化（与健康植物相比），低DS阶段获得了较低的分类结果。MLP方法在高和非常高DS阶段（87-90%）获得了最高的分类结果，而DT方法在所有DS阶段获得了较低的分类结果（与MLP相比）。一些VI可用于DS阶段病害检测和分类。利用高光谱成像识别最重要的VI来检测和识别多个DS阶段将进一步增强病害检测的理解和特异性。未来的工作包括开发一种简单且廉价的基于无人机的传感器，该传感器基于之前的研究和开发，仅测量窄波段的光谱反射率（例如定制的多光谱相机），以特定波长为中心，用于田间DM早期检测。

紫外临边成像光谱仪的“环形天眼”紫外临边成像光谱仪的“前向天眼”　　人眼看到的大气是透明的，我们看不到大气的变化，更看不到有多少有害气体如妖魔鬼怪般潜伏在大气层中伺机而动。　　天宫二号有一对“天眼”，不仅能看到人眼所能看到的可见光，更将视野扩展到人眼所不能及的紫外光。在“天眼”的注视下，大气中的一切都无所遁形。　　“臭氧层在地球上空形成一把保护伞，它将太阳光中99%的紫外线直接过滤掉，有效避免地球生物被紫外线伤害，但也正是这层臭氧阻碍了紫外仪器在地面上对臭氧层以上的大气层进行探测，因此我们需要在地球上边安置洞悉大气的‘天眼’——紫外临边成像光谱仪，在太空对地球大气进行‘层析’式探测研究。”紫外临边成像光谱仪主任设计师、中科院长春光机所研究员王淑荣向《中国科学报》记者介绍说。　　王淑荣说，通过“天眼”，我们可以看到整个大气层的密度、臭氧、气溶胶、有害气体等的垂直分布及其变化，同时还能监测中层大气的状态与扰动，我们可以了解太阳活动、大气与地球天气及气候的关系，同时还能观测全球环境变化，这一切对于科学和人类生活都非常重要。　　天宫二号上的“天眼”有两个，一个叫“前向”，一个叫“环形”，同时对地球大气层进行天底和临边探测。　　王淑荣打了个比方：假如将大气层比作一处美景，天底观测便如在它头顶盘旋的小鸟，能看到的是轮廓和总量，而临边观测则相当于仪器与地球边缘大气并肩而立，可以细致欣赏品味它的层次美。　　“前向天眼”具备紫外-可见-近红外大气临边成像光谱探测功能，可以对地球临边大气进行切片式探测，反应大气痕量气体的垂直分布信息，并可以获得很高的垂直分辨率。“环形天眼”具备同时对天底大气和临边大气多方位探测的功能，通过反演计算可以获取大气痕量气体多方位的时空分布，进而为大气环境监测和大气科学研究等提供服务。　　当前国际上已有的紫外临边探测仪器大多是单个方向(前向)，个别有前向和侧向。然而这些探测的明显局限是只能得到一个很窄径迹上的数据，相邻轨道之间有巨大空隙，全球覆盖的时空代表性差，不能获得较密的时空覆盖，不能揭示中小尺度变动特征。就如管中窥豹，可见一斑而难知整体。　　天宫二号紫外临边成像光谱仪将“前向”和“环形”组合探测，实现了垂直对地的天底探测和对地球切线方向的临边多方位探测组合及反演比对，实现了对地球大气的多方位、高光谱、多时空分辨率观测，达到比一般临边探测更高水平的层析反演，在国际上是首创。　　“该项技术验证及科学实验为下一步空间大气临边成像光谱探测的业务化运行奠定了基础，将在大气痕量气体监测、天气预报、空间天气和物理等领域具有广泛的应用。”王淑荣说。

中国科学技术大学刘诚教授牵头，中国科学院合肥物质科学研究院、安徽大学、广东省广州生态环境监测中心站等单位参与，自主研制同时具备多组分污染气体垂直成像、水平成像和污染源靶向成像遥感功能的超光谱三维靶向成像仪，荣获2023年第二届“金燧奖”中国光电仪器品牌榜金奖。该奖项由中国光学工程学会、中国计量科学研究院主办，重点评选出中国自主研发、制造、生产的高端光电仪器。超光谱污染气体三维靶向成像仪的垂直成像遥感功能实现了臭氧及前体物无盲区垂直廓线的同步观测，在臭氧污染敏感性的垂直演化规律识别、污染物高空传输和垂直交换影响研究中广泛应用；水平成像遥感能够将排放热点高值区范围从卫星遥感和地面原位监测的公里级缩小到百米级尺度；排放源成像遥感可将排放责任锁定到米级尺度的污染排口，实现排放通量的动态监测。团队研究成果打破了我国超光谱污染气体地基遥感对欧美核心部件和关键技术的依赖，相关成果发表在Earth-Science Reviews、Remote Sensing of Environment、Science Bulletin、Engineering等国内外期刊上，截至目前已授权发明专利4项，实用新型专利1项。超光谱污染气体三维靶向成像装备被生态环境部卫星环境应用中心、中国气象科学研究院等20余家政府部门和企业用于大气环境立体监测，为中国国际进口博览会、成都大运会等国家重大活动的空气质量保障提供支撑。

6月1日，在云南省普洱市思茅国家基本气象站，一个高精度地面温室气体监测站投入业务试运行。该监测站可全天候高精度观测二氧化碳、甲烷等温室气体浓度变化，还能开展风向、风速及风能资源观测。作为云南温室气体高精度观测站网的一部分，该监测站的观测数据全部并入全国温室气体观测网，为开展温室气体的浓度变化与气象条件的关系、传输通道和潜在源区等方向的研究提供基础数据，提升气候变化监测评估能力，持续为碳达峰碳中和行动成效科学评估与碳排放核算提供支撑。

地面50米范围内是沙尘暴发展变化最为剧烈的区域，绿洲防护林可以减少70%的沙尘水平通量，消减风速30.5%—52.9%，防风固沙林和农田防护林网对沙尘暴的阻截作用非常显著。这是甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站经过5年的观测研究获取的一组结论，该站研发的“0—50米近地面沙尘观测系统”为沙尘暴灾害防治和荒漠绿洲防护体系建设提供了新的研究方法。 　　这套系统由“风沙流流量监测仪”等6种自主知识产权的沙尘暴观测系统和风沙流观测仪器组成。科研人员对民勤地区沙漠、沙漠—绿洲过渡带和绿洲3种地貌的气象、沙尘、环境、土壤、植被等进行了全面监测，系统开展了沙尘暴演变过程中风场结构与变化特征、沙尘通量、气溶胶浓度、降尘结构与时空变化、不同防护体系对沙尘暴过程的影响等多方面的研究，开创了中小尺度范围沙尘空间结构新学科领域。 　　“以前我国沙尘暴主要由气象部门靠卫星和激光雷达高空监测，50米以下地面条件是雷达监测的盲区，更是人类活动频繁的区域。”项目组负责人赵明介绍说，这套系统为沙尘污染预测预报和防沙固沙工程提供了科学依据，解决了世界范围内沙尘暴的研究难题，在探索荒漠生态微观演变、干旱区经济模式、沙区资源可持续利用方面具有积极作用。 　　民勤县位于甘肃河西走廊东北部，石洋河流域下游，巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间，是全国四大沙尘暴策源地之一。其生态状况关乎河西走廊绿洲和祁连山冰川的稳定，对黄河流域、河套平原乃至华北地区的气候环境，有着至关重要的影响。 　　中国科学院院士郑晓静等专家认为，这套系统改进和完善了近地面沙尘天气野外监测研究方法，建立的风沙流定位观测数据库和沙尘样品档案库，达到国际领先水平，填补了研究空白。

记者近日从安徽省国土资源厅了解到，安徽首次启动“地面核磁共振方法进行滑坡地质勘查”应用研究项目，运用地面核磁共振方法进行地质灾害防治。 　　据悉，地面核磁共振是利用不同物质原子核弛豫性质差异产生的效应，在地面上观测、研究在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，进而探测地下水的赋存特征，实现对地下水信息的探测。 　　安徽省地质灾害点多面广，运用地面核磁共振方法能够经济、快速、准确的测出研究区段地下水的含水量、弛豫时间、相位等参数，并能根据上述参数反演其地下水孔隙度、渗透系数等水文地质参数，利用这些重要信息能够较好的识别滑坡滑带，为滑坡稳定性评价、治理提供关键性数据依据。

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2011年6月，上海光机所高功率激光单元技术研发中心(光源)研制的太阳电池阵地面光照设备通过了上海811所的现场验收。 　　验收组对设备技术指标进行了现场测试和检查，对有关技术文件资料进行了审查，并听取了该项目负责人李海兵所作的产品研制总结报告。验收组认为产品性能指标满足任务要求，技术文件资料完整有效，一致同意项目通过验收。 　　太阳电池阵地面光照设备主要应用于定性模拟卫星在轨运行时的空间光照环境，用来检测光照状态下太阳电池阵功率输出功能的正确性、太阳电池阵电路之间电连接的匹配性、太阳电池阵与供配电分系统连接的匹配性，以及星上负载工作状态输出的正确性。 　　此前，上海光机所已为航天部门研制开发了多台套同类设备，并已成功应用于卫星电池的地面检测。该套设备交付后将用于相关国际合作项目，进行卫星地面检测和演示工作。

4月25日，由西南物探245队承担的“微地震地面监测”试验项目正式启动，该项目是川西地区进行的首个微地震地面监测项目。 　　该项目是针对新26#压裂作业进行的试验性监测项目，以详细了解井中压裂造成的微地震地面监测在新26#区域的适用性。 　　目前，该队已经完成对主要技术人员的微地震监测基本原理及操作方的系统培训工作和监测采集地震仪器的年检及道一致性检测工作，正进行野外点位实测及设备铺设工作。

红外显微成像技术是一种快速、无损、无污染的原位检测技术。该技术已经逐渐成为关注热点，并被广泛应用到材料学，生物学和生物医学研究，电子器件和半导体的缺陷和故障分析，以及制药，法医学和食品行业等领域。 满足从常规测定到前沿研究的全面应用需求，安捷伦Cary 620 焦平面阵列红外成像光谱仪采用高倍光学系统设计，能够实现与同步加速器相媲美的空间分辨率和数据质量。Cary 620具有全球最领先技术的焦平面阵列检测器，能够在数分钟内获得传统红外显微镜几个小时才能完成的谱图采集工作。空间分辨率可以达到1.1um，使得Cary 620可以轻松完成对传统红外显微镜不能测量的微小样品。 应用领域材料研究聚合物、涂层和薄膜的缺陷发现生产问题的根本原因改善产品开发过程 生物学和生物医学研究 通过对组织、细胞、牙齿和骨骼进行测定，推进癌症与疾病研究研究细胞过程和化学变化，实现疾病的早期识别测量水中的活细胞 电子器件和半导体分析LCD屏幕上的污染物鉴定半导体晶片和电子元件中的缺陷 以及制药、法医学和食品行业的应用。 请参考以下链接了解更多安捷伦 Cary 610/620 FTIR 显微镜http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100320/C231884.htm您也可立即观看于7月14日举办的网络讲座的精彩视频回放，了解更多Cary 620焦平面阵列红外成像光谱仪的应用信息。http://www.instrument.com.cn/webinar/video/play/102708

“倘若有什么植物妨碍了我们的计划，或是扰乱了我们干净整齐的世界，人们就会给它们冠上杂草之名。可如果你本没什么宏伟大计或长远蓝图，它们就只是清新简单的绿影，一点也不面目可憎。” ——《杂草的故事》清新简单的绿影自然面目可爱，惹人注目，但人类生存之下，繁多冗杂的一片蔓延，确是明目张胆地抢了农作物的地盘，伤了农业发展。世界上的杂草有1000多种，它们通常生长迅速、繁殖能力强，会对农业产生一定的影响。杂草不仅会与农作物争夺土壤养分和水分，传播病虫害，从而影响农作物的生长和产量，含有毒素的杂草还会影响农作物品质。因此，对于农业生产来说，防治杂草对保证农作物的正常生长和产量至关重要。IRIS机载一体式激光雷达高光谱成像仪在评估杂草抗性方面的应用杂草防治是现代农业生产管理的重要组成部分。然而，过度依赖常用除草剂进行化学防治已导致大量抗性杂草的出现，对可持续农业构成重大威胁。因此，开发一种大面积准确评估和量化田间杂草抗性的方法对于农场管理和可持续发展至关重要。目前的方法，例如目视检查，既费时又费力。酶测定虽然准确，但只能在实验室环境中进行。热成像技术可能会受到环境因素的影响，导致在室外使用时精度较低。因此，无法大规模应用。无人机（UAV）和各种传感器已经成为植物表型研究中不可或缺的工具。在这项研究中，作者于2021年6月7日在中国黑龙江省哈尔滨市向阳农场（位于北纬45°61′，东经126°97′）使用LR 1601-IRIS 机载一体式激光雷达高光谱成像仪（北京理加联合科技有限公司）进行了相关试验。旨在（1）根据杂草表型和鲜重提出新的抗性指数，来有效地量化田间杂草的抗性；(2) 利用高光谱传感器识别抗性杂草和敏感杂草之间的内在差异和敏感光谱区域；（3）通过多模态数据融合和深度学习研究光谱、结构和纹理信息及其组合在抗性评估中的贡献；（4）评估所提出的模型针对不同杂草密度和绘制抗性杂草的能力。机载杂草抗性评估方法的工作流程。结果（a） 不同抗性和密度的高光谱反射率曲线；（b）高光谱一阶导数。虚线代表抗性杂草，实线代表敏感杂草，颜色代表杂草密度。CRS测量和预测值散点图。结论（1）敏感杂草和抗性杂草的光谱响应存在明显差异，连续投影算法（SPA）选择的最佳波段与抗性表达波段的最佳波段相吻合；（2）通过多模态数据融合提高了抗性评估的准确性，后期深度融合网络表现出最佳的准确性，R2为0.777，RMSE为0.547；（3）多模态融合网络模型在不同密度的抗性评估中表现出强大的适应性，并有效地生成杂草抗性图。总的来说，这项研究证明了使用多模态数据融合和CRS，结合深度学习，实现准确和可靠的农田杂草抗性评估的有效性。本研究为农田抗性杂草管理提供了一种更有效、更准确的方法，并为可持续农业的发展提供助力。

黑土地是指具有黑色或者暗黑色腐殖质表土层，性状好、肥力高的耕地，这类耕地可用于粮食生产。黑土地黑土地是地球上最珍贵的土壤资源，地球上一共有四块黑土地，分别是乌克兰的乌克兰平原、美国的密西西比平原、中国的东北平原以及南美洲阿根廷连至乌拉圭的潘帕大草原。我国东北平原典型黑土区耕地面积约2.78亿亩，是重要的粮食生产优势区和全国最大的商品粮生产基地。然而，近年来相关研究和调查发现，由于掠夺经营、水土流失等原因，黑土层厚度已逐渐减少，土壤有机质含量也明显降低，土壤侵蚀成了黑土地不容忽视的问题之一。保护黑土地对于保障国家粮食安全、生态安全，促进农业绿色可持续发展具有重大的意义。接下来我们了解一篇在黑土地区探测土壤侵蚀状况的论文。ASD Fieldspec 3 FR光谱仪在东北典型黑土地区农田土壤侵蚀热点探测方面的应用土地退化影响着世界上大约三分之一的农田 ，其中土壤侵蚀是最严重和最广泛的退化形式。在侵蚀严重的地区，土壤剖面可能出现明显的截断现象，导致富含碳和营养丰富的表土物质空间重组，造成土壤有机碳（SOC）加速损失，土壤肥力下降，从而影响退化农田的粮食生产。据估计，每10厘米土壤损失作物产量平均减少约4%，而由于农业管理不当和施肥水平低，发展中国家减产的程度可能会加剧。联合国可持续发展目标框架下的土地退化中立方案明确采用了SOC作为评估和监测土地退化状况的关键指标。因此，更好地了解发生土壤侵蚀的地点和加速侵蚀程度，以及SOC损失的发生，将在很大程度上有助于全球在粮食安全和气候方面可持续利用土壤资源的努力。普遍通用的土壤损失方程（USLE）拥有高度的数据可访问性，然而，它仍然是一种经验方法，只考虑了水蚀，而忽略了其他形式，如耕作和风蚀，并没有模拟土壤沉积。另外，主要在流域规模上，存在许多基于过程的物理模型来模拟单个降雨事件中相互作用的侵蚀和沉积过程，但其模型结构的复杂性和模型参数化的不平衡往往会影响模型的空间预测能力，且当前评估侵蚀发生地点和程度的方法仍然不足以在高空间分辨率下精确探测侵蚀热点。无论使用何种建模方法，阻碍土壤侵蚀精确建模和制图的常见问题还包括：(1)输入过时的、静态的和粗糙的分辨率数据，通常无法捕捉到侵蚀过程尺度上土壤侵蚀的时空变化；(2)缺乏空间分布的观测数据来进行严格的模型校准和验证。此外，土壤侵蚀追踪技术作为得出净侵蚀空间估计的可行选择，其价格昂贵，在大空间尺度上的适用性有限。遥感的发展将解决上述问题，不仅因为高分辨率卫星图像的日益普及，土壤成像光谱学的快速发展也提供了直接捕获由侵蚀引起的土壤特性变化的潜力，特别是SOC，如哨兵-2可以很好地明确评估土壤侵蚀程度。然而，很少有研究直接与哨兵-2衍生的土壤光谱信息检测土壤侵蚀热点相关，且一些检测方法的普遍适用性以及支持基于不同侵蚀程度土壤光谱特征分类的基本机制仍有待进一步探讨。鉴于上述研究差距，迫切需要一种有效的土壤侵蚀测绘方法，从而能够精确地检测出多重侵蚀过程导致的侵蚀热点。中国东北黑土区是一个粮仓，年产量超过国家粮食产量的20%，然而其是中国受土壤侵蚀影响最严重的地区之一，因此，一种有效检测局部侵蚀热点的方法对于实施针对性的保护措施具有重要意义。为此，本研究的目标是建立一个方法框架，实现仅基于光谱特征对土壤侵蚀进行准确分类和高分辨率制图。基于此，在本研究中，由吉林大学地球科学学院、鲁汶大学地球与生命研究所、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所组成的一组研究团队以中国东北吉林省中部德惠市木石河流域（44°34′-44°38′N，125°51′-125°59′E，面积约46.20 km2）为例，进行土壤取样与分析（共选取72个采样点，其中山顶19个，斜坡中段28个，山脚25个）；在实验室内使用ASD Fieldspec 3 FR光谱仪测量土壤样品VNIR光谱数据；建立地面真实数据集；结合主成分分析和综合光谱判别分析（PCA-LDA）方法对实验室高光谱数据进行测试与分析、研究不同侵蚀影响下土壤的光谱可分性；建立侵蚀分类方案、创建混淆矩阵，通过Kappa系数评估分类性能；最后通过多时间裸土像素合成方法，优化裸土反射率稳定性，基于哨兵-2衍生的宽带光谱对研究区土壤侵蚀情况进行测绘与验证。（a, b）中国东北流域数字高程模型上采样点空间分布；（c，d）哨兵-2彩色图像(2021年5月13日）；（e，f）沿典型斜坡剖面的代表性采样位置。【结果】基于实验室VNIR谱PC评分的线性判别分析（LDA）对三个斜坡位置进行分类。基于土壤的三个土壤侵蚀强度等级表土实验室平均光谱。(a)原始光谱和(b)连续体去除反射率。用于侵蚀强度等级光谱分离的表土实验室光谱指数的箱形图。基于哨兵2裸土壤光谱的PC得分的线性判别分析（LDA）确定三个侵蚀强度等级。三种土壤侵蚀强度等级的平均光谱。(a)原始光谱和(b)连续去除反射率。用于侵蚀强度类别光谱分离的哨兵-2光谱指数的箱形图。10米分辨率下的土壤侵蚀强度图。2021年6月，农田范围内三个侵蚀强度等级的NDVI密度图；（b，c）是详细土壤侵蚀模式的放大区域，（d，e）相应的田间尺度NDVI图。【结论】本研究在中国东北黑土区流域尺度上测试了多时间遥感探测侵蚀热点的潜力。建立了一个地面真实数据集，包括在山顶、中坡和脚坡位置收集的土壤，由于其地形特征、净侵蚀率和SOC含量的差异，对应于中、重度和低侵蚀程度类别。对实验室和基于哨兵-2的土壤光谱数据的调查表明，由于侵蚀引起的土壤反照率和生化组成的变化，三个侵蚀类别中的土壤显示出明显的光谱特征，特别是在严重侵蚀的地区，其表土层明显有大量土壤损失。PCA-LDA在不同侵蚀影响下表现出明显的类间光谱可分性，其对两种数据源都产生了良好的分类精度（Kappa系数 0.9），对哨兵-2光谱更是如此，从而能够开发一种光谱分类方案，该方案由确定的光谱指数阈值组成，用于基于哨兵-2裸土混合物质的像素级土壤侵蚀测绘，其中15.9%的农田面积为侵蚀热点，中等类占65.4%。将侵蚀图与NDVI图进行比较，从空间角度来看，显示了土壤侵蚀对作物生长的负面影响。制作的高分辨率土壤侵蚀图可以对土壤侵蚀和作物生产力之间的关系进行进一步分析，突出了本研究提出的方法在黑土地区帮助粮食安全和气候的有针对性可持续农田管理方面的潜力。未来的研究应进一步检验这种方法在其他领域和更大的空间尺度上的可转移性。

第三届高光谱成像应用研讨会暨怀柔光电产业发展论坛于8月12日在北京成功开幕。来自全国各大知名高校及研究院的近百位名专家学者出席了本次会议，围绕高光谱遥感展开精彩学术分享与讨论。主持人张永强（左）、孔令迪（右）本次会议聚焦光谱成像新技术介绍、农业光谱遥感应用、光谱图像分析算法、食品光谱检测应用、林业光谱遥感应用、高光谱目标检测六个议题，涉及食品检测、植被遥感、分析检测、农业遥感、地质探矿、水体遥感、分析算法、工业应用、林业遥感、成像技术、海洋遥感等多个领域。会议以邀请学术报告为主线，其间穿插学术前沿展示和高端国产仪器展示，呈现出高光谱遥感技术的全新精神面貌。会议现场会议伊始，双利合谱法人代表丁良成感谢各位专家老师的莅临，丁总强调，本次研讨会的成功举办离不开各位专家老师的支持和参与，希望通过本次会议能够进一步加强高光谱技术的交流与合作。随后，怀柔区副区长兰雄景为研讨会友好致辞，在致辞中表示，怀柔区一直以来都非常重视科学仪器的发展，希望通过本次研讨会让科学家走进怀柔，共同建设百年科学城，加快形成新质生产力，为推动高质量发展、推进中国式现代化作出更大贡献！北京市怀柔区人民政府副区长 兰雄景北京市卓立汉光仪器有限公司创始人兼董事长 丁良成双利合谱总经理张永强代表公司开场主持，并感谢北京市怀柔区人民政府副区长兰雄景、北京卓立汉光仪器有限公司董事长丁良成、怀柔区经济和信息化局副局长崔元甲、北京卓立汉光仪器有限公司总经理张志涛、怀柔仪器董事长张鸣剑、中国农业大学彭彦昆教授、中国科学院空天信息创新研究院副院长张兵研究员等重磅嘉宾莅临现场。嘉宾合影（部分）中国农业大学教授彭彦昆为大家带来《高光谱成像技术在农产品品质检测分级中的应用现状和趋势》的报告。彭教授在报告中介绍高光谱成像的技术特征的基础上，同时介绍了在农产品品质无损检测分级装备中的应用。针对农产品生产、加工和贮运物流等产销链关键环节品质检测分级技术的现状和需求，报告实用检测分级技术装备案例和应用场景，并展望未来发展趋势。中国农业大学教授彭彦昆来自中科院空天信息创新研究院研究员张兵为大家做了《遥感大数据与智能解译》的报告。报告主要介绍以下几个方向1.智能遥感卫星2.无人机遥感3遥感大数据4.遥感大数据区域时空分析讲述了遥感原理与应用方向；从智能遥感卫星的变革层次以及发展趋势让大家了解最新的遥感卫星技术，以及无人机遥感在遥感成像、信息提取等方面的优勢介绍。并强调了遥感大数据对遥感应用的重要性，人工智能为遥感大数据发展提供了重大机遇，人工智能深度融入遥感数据分析使得遥感解译工作更加贴近人类对客观世界的视觉认识，并超越人类。中科院空天信息创新研究院张兵怀柔区经济和信息化局党组成员、副局长崔元甲报告题目为《怀柔高端科学仪器装备和传感器产业推荐》，主要介绍了北京市怀柔区，怀柔是综合性国家科学中心，称为怀柔科学城，怀柔是有独特定位的，就是打造与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区。以及怀柔科学城的5个重点的发展领域是生命科学、空间科学，物质科学、地球系统科学和信息与智能科学，也是国家对于怀柔科学城布局的5个主要方向。并在产业空间方面，构建了“一核三区多点”的园区布局。一核，国家高端科学仪器装备产业基地，三区，怀柔科学城产业转化示范区。诚挚地欢迎全球的科学家，企业家和投资人走进怀柔、扎根怀柔、筑梦怀柔、共创未来！怀柔区经济和信息化局党组成员、副局长崔元甲南京大学的教授张永光老师报告题目为《植被日光诱导叶绿素荧光遥感方法与应用》，报告介绍了植被日光诱导叶绿素荧光作为新兴的遥感技术之一，能够准确感知植被光合作用动态信息，实现陆地生态系统的高效动态、监测。并重点围绕日光诱导叶绿素荧光遥感方法、监测系统、反演算法及其光合作用探测等研究进展进行汇报，阐述结合“天-空-地”多源遥感数据植被监测中的应用。南京大学教授张永光中国科学院空天信息创新研究院研究员祁志美老师为大家带来的报告是《高光谱SPR传感技术在材料表征、细胞与组织分析方面的应用》。报告系统介绍HSPRM系统集成、性能指标、数据处理算法、及其在材料表征、细胞与组织分析方面的应用研究成果。中国科学院空天信息创新研究院研究员祁志美老师北京理工大学教授李伟老师报告题目为《图谱特征耦合的多源遥感智能解译技术》。李老师在报告中以数据融合、特征优化、协同解译为主线，介绍了高光谱图像具有“图谱合一”的特性，其纳米级光谱探测能力能够对不同类型目标进行精细化解译，在湿地地物类型精准监测任务中独具优势。高光谱多源协同能够集成不同传感器的优势，进一步提升解译性能。然而高光谱多源协同信息提取手段存在不同维度无法同时高分成像、特征异质冗余协同表征不足、跨域分布差异解译泛化性低的问题，严重制约其效能发挥。北京理工大学李伟老师南京农业大学程涛老师做了题为《粮食作物农情参数高光谱遥感混合反演技术》的报告，报告介绍了农情参数遥感反演是农业遥感领域的重要方向，对于粮食安全监测预警和智慧农作具有重要支撑作用。如何构建适用于不同场景的农情参数高精度遥感反演模型，是当前的热点前沿方向之一。由于混合模型可综合经验模型的简便性和物理模型的机理性，它逐渐成为农情参数遥感反演的主流。团队以多年水稻、小麦小区试验和区域散点试验为基础，运用植被指数分析、作物先验知识支撑的辐射传输建模等方法，系统开展了农情参数高精度普适性遥感估算研究。同时介绍了团队在稻麦农情参数高光谱反演方面的最新进展，包括叶绿素敏感指数、遥感氮分配理论、半经验模型标定等创新性成果。研究成果对于作物生长监测仪自主研制、生长动态高频次卫星遥感监测、产量品质智能化遥感预测等具有重要价值。南京农业大学程涛来自扬州大学的孙成明老师报告题目为《基于多源数据的作物生长智能监测》。报告主要介绍围绕稻麦等主要作物，利用图像分析、机器视觉、光谱分析、机器学习等技术与方法，从籽粒计数、麦苗计数、麦穗计数、氮素含量估算、病虫害监测、生长状态监测以及生物量与产量估算等方面开展了研究与探索，得到了一批基于图像技术的计数方法以及基于光谱技术的估测方法，为稻麦生长的智能监测与调控提供了理论支撑与技术途径。扬州大学孙成明老师浙江大学刘飞教授报告题目为《作物信息无人机遥感监测技术与发展趋势》。报告介绍了针对无人机遥感中飞行高度对单位时间作物信息监测面积（效率）和图像空间分辨率（质量）难以统一的难题，研究构建了含29万张作物图像的数据集CropSR用于自监督训练，并基于无人机正射影像和定点航拍数据，构建了真实匹配数据集CropSR-OR/FP用于模型测试；提出并创建了方差-均值-空间注意力(VASA)扩散模型(EVADM)，实现了无人机遥感高效率与高质量的融合统一；融合结构和感知相似度，提出了超分相对保真指数(SRFI)，实现了超分模型综合一致性评估。在×2和4的真实SR数据集上，EVADM相较于基线模型FID降低14.6和8.0的，SRFI提升27%和6%。在Agriculture-Vision公开数据集和多个任务表现优越，为无人机遥感高效率高质量大面积监测提供支撑。浙江大学刘飞教授中国科学院植物研究所严正兵研究员报告题目为《基于高光谱遥感技术的植物功能生态学研究》，本报告将从多尺度植物功能性状的高光谱遥感监测方法、植物功能性状对环境变化响应预警、景观尺度植物功能性状对关键生态系统功能调控等方面加以汇报，希望有助于促进高光谱遥感技术在植物生态学中的应用。中国科学院植物研究所严正兵研究员河南农业大学乔红波教授为大家带来题为《作物病虫害成像高光谱监测研究》的报告。报告针对作物上重要的病虫害，利用成像高光谱技术，在地面和无人机平台对病虫害发生程度进行定量遥感建模和评估，生成病虫害发生危害空间分布，并对其精准防治进行了初步研究。河南农业大学乔红波教授北京师范大学副教授刘志刚老师为大家带来《日光诱导叶绿素荧光（SIF）和光化学指数（PRI）在干旱监测中的应用》的报告。为大家主要介绍利用SIF和PRI监测干旱的原理和研究现状，同时介绍了高光谱遥感可以提取日光诱导叶绿素荧光（SIF）和光化学指数（PRI）。SIF和PRI与植被的光合作用和非光化学淬灭密切相关，能反映干旱胁迫下植被的生理异常。北京师范大学副教授刘志刚老师江苏双利合谱科技有限公司销售总监邓新强报告题目为《科研级高光谱成像系统介绍》。报告主要从光谱技术发展，以及高光谱成像在机载、地面、室内暗箱、显微等不同尺度上的应用，GaiaSky系列的机载高光谱的应用案例介绍、GaiaField 系列在植被冠层，表型等应用，以及 GaiaSorter、GaiaMicro 在反射光谱和荧光光谱的应用案例介绍。江苏双利合谱科技有限公司销售总监邓新强山东农业大学刘平教授报告题目为《高光谱在智能设计育种中的应用》。报告介绍了小麦长势和产量的高效准确估算对小麦评估和田间管理至关重要。为了提高小麦生长和产量估算的准确性，提出了一种基于遗传算法改进的支持向量回归（GA-SVR）算法的估算方法。通过对光谱数据计算的植被指数与小麦生长表型和产量之间的相关性分析，获得具有高度相关性和良好估算性能的最佳植被指数组合。在12个小麦品种和3个梯度氮肥施用的试验中，构建了小麦生长监测的最佳模型并建立了产量估算模型，在不同氮肥施用水平下验证其适用性。结果表明，所构建的叶面积指数、株高和产量估算模型表现良好，决定系数分别为0.82、0.71和0.70，均方根误差分别为0.09、2.7和68.5。无人机遥感技术可用于监测小麦生长状况和估算产量为小麦产量评估和田间管理提供技术支持。山东农业大学刘平教授中国人民公安大学姜红教授报告题目为《高光谱技术在法庭科学中的应用》。报告介绍了高光谱技术在法庭科学中的应用，主要有三点：1.利用高光谱技术检验常见的微量物证、2.利用高光谱技术检验中药材、3.高光谱结合卷积神经网络对食源性致病菌的快速识别。中国人民公安大学姜红教授中国矿业大学（北京）赵恒谦副教授报告题目为《高光谱技术在矿产勘查中的应用》。报告介绍了高光谱遥感技术作为一种重要的辅助手段，能够弥补传统技术的不足，并提高找矿的效率和精确性。选取河北兴隆县花市铷矿床为研究对象，利用GF-5数据进行光谱角制图处理，获取精细的蚀变遥感异常信息分布，并对比分析ASTER多光谱数据的蚀变矿物提取结果，为下一步的蚀变矿物信息提取研究提供技术参考。针对地面采集的刻槽岩石样本，利用ASD便携式地物光谱仪采集样本的点光谱数据，并结合深度学习技术进行岩性分类实验，同时与基于可见光数据的岩性分类结果进行对比，为高光谱技术在矿产勘查中的应用提供了参考。中国矿业大学（北京）赵恒谦副教授厦门大学助理教授郭伟杰报告题目为《基于显微分辨高光谱的Micro-LED发光机制研究》。报告为我们展示了Micro-LED显示已经成为倍受关注的新一代显示技术。然而，尺寸效应制约着Micro-LED显示的分辨率。随着尺寸缩小，Micro-LED的侧壁表面积与其体积之比显著增大，侧壁缺陷密度相应增大，导致载流子非辐射复合加剧、量子效率大幅降低。侧壁区域对Micro-LED的光电性能有重要影响，侧壁缺陷影响载流子的注入分布、非辐射复合，侧壁后处理以及绝缘层沉积影响漏电流，侧壁的粗糙程度影响光提取效率。通过采用显微分辨高光谱，研究Micro-LED侧壁区域的显微分辨发光机制，能够揭示侧壁区域微观构造对光电性能的影响规律，为Mesa蚀刻、侧壁处理、外延设计、二次光学设计等多个方面提供有效支撑，具有重要的科学价值和实际意义。厦门大学助理教授郭伟杰西南交通大学副教授郭裕钧报告题目为《输电线路绝缘子状态高光谱检测方法及应用》。报告介绍高光谱技术在输电线路绝缘子污秽和老化状态检测方法及应用的最新进展。绝缘子是电力系统使用量最大的设备之一，起到杆塔和线路间的机械支撑和电气绝缘作用，电网运行的复合绝缘子已达上千万只。由于长期在户外运行，绝缘子表面易沉积污秽，且受到电、热、紫外等因素长期老化作用，绝缘性能下降可能引发闪络事故，严重时甚至造成大范围停电。传统的输电线路绝缘子状态检测依赖运维人员登塔取样，需要线路停电且检测效率低下。高光谱可反映物质对不同波长光的吸收、反射特性，可在紫外、可见光、近红外等波段对目标区域进行成像，并包含图像与光谱双重信息，在输电线路绝缘子状态非接触、大范围检测方面具有很好的应用潜力。西南交通大学副教授郭裕钧华南理工大学食品科学与工程学院副教授蒲洪彬报告题目为《食品加工过程高光谱快速检测技术与深度学习研究》。报告先是介绍了高光谱技术的原理和现状，接着介绍冷冻、真空预冷等食品加工过程高光谱快速检测方法，最后为我们介绍了食品加工过程高光谱数据的深度挖掘方法。华南理工大学食品科学与工程学院副教授蒲洪彬无锡谱视界科技有限公司销售总监王宇斐报告题目为《跨越光谱技术应用的“门槛”-从科研成果到“实战”场景》。报告主介绍了谱视界公司主要涉及领域以及光谱发展历程，随后介绍了谱视界成像光谱仪的核心技术，和数据分析平台光谱智云，光谱智云的构建模型确保硬件精度的逐步提升。并阐述了目前谱视界的现阶段“实战”方向，主要包含水环境监测、智慧农业、食物数字化、工业分选等领域。最后介绍了目标“实战”的“产学研”合作内容。无锡谱视界科技有限公司销售总监王宇斐会议期间的学术前沿展示区和仪器展示环节也吸引了老师们进行参观和热烈的讨论。同时在第一天的会议圆满结束之后，我们特别举办了一场精彩纷呈的晚宴，并在晚会上进行了抽奖活动。仪器展示环节

湿地污染是湿地退化重要标志，也是中国湿地面临的最严重威胁之一。工业废水和生活污水排放，以及农业面源污染使许多河湖(如巢湖、滇池、太湖等)湿地及沿海水域水质恶化，加速某些湿地水体富营养化和寄生虫的流行，生物多样性受到严重危害。 　　我国的主要湖泊中有52% 以上受到不同程度污染，主要污染物是CODMn、酚、氨氮等。同时湖泊普遍受到氮、磷等营养物质的污染，富营养化程度严重，75%的天然和人工湖泊出现富营养化 其中10% 的湖泊达到严重的富营养化程度。 　　我国江河水质污染主要为耗氧有机物。1999 年全国工业和城市生活废水排放总量401 亿吨。据对辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江、松花江等水系监测，有63.1% 的河段水体遭到污染。长江接纳污水量最大，平均每日接纳废污水量达3569万吨。2005 年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系的411个地表水监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为41%、32%和27%。其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类。低于Ⅳ类水质的水，由于水中有害物质含量已高出有关规定的指标，影响人体健康，不能作为饮用水，也不能作为渔业用水。 　　海岸带湿地水质和底质污染主要是由陆源污染物引起的。沿海10 个省(自治区、直辖市)每年排入海中污染物总量657 万吨。其中以有机污染物为主，占93.51%，其次是石油类、重金属、有机氯农药等。海岸带污染引起赤潮发生频繁、生物资源质量下降、局部滩涂成了死滩。

一、项目基本情况项目编号：SSGH-ZYHJ-23-03项目名称：祁连山国家公园生态地面观测站建设项目（仪器设备采购第一批次）预算金额：1343.10(万元)最高限价：1343.1(万元)采购需求：（详见招标文件第四章第二部分项目需求书；仪器设备参数具体详见招标文件第四章第二部分项目需求书，标注“▲”符号为核心产品）第一包：SO2自动监测仪2台，单项产品最高限价11（万元/台）；NO2自动监测仪2台，单项产品最高限价12（万元/台）；CO自动监测仪2台，单项产品最高限价13（万元/台）；03自动监测仪2台，单项产品最高限价12（万元/台）；▲PM10分析仪2台，单项产品最高限价16（万元/台）；▲PM2.5分析仪2台，单项产品最高限价18（万元/台）；温室气体（CO2、甲烷）自动监测系统1台，单项产品最高限价25（万元/台）；多参数气体校准仪2台，单项产品最高限价16（万元/台）；零气发生器2台，单项产品最高限价6（万元/台）；气象仪（五参数）2台，单项产品最高限价2（万元/台）；能见度仪2套，单项产品最高限价3（万元/套）；城市摄影系统2套，单项产品最高限价2（万元/套）；安护系统2个，单项产品最高限价1（万元/个）；数据采集2台，单项产品最高限价0.5（万元/台）；VPN加密设备2套，单项产品最高限价3（万元/套）；子站数据传输与网络化质控平台2套，单项产品最高限价6（万元/套）；采样系统2套，单项产品最高限价0.9（万元/套）；减压阀2套，单项产品最高限价0.3（万元/套）；空调4台，单项产品最高限价0.8（万元/台）；本包最高限价273.60（万元）。第二包：蒸渗仪1套，单项产品最高限价10（万元/套）；▲大气温室气体总量观测仪1套，单项产品最高限价300（万元/套）；大气温室气体总量观测仪方舱1套，单项产品最高限价7（万元/套）；物候相机1套，单项产品最高限价3（万元/套）；红外触发相机动物观测系统3套（6台），单项产品最高限价1.5（万元/套）；树干截流采集系统3套，单项产品最高限价2（万元/套）；热扩散式（TDP）植物茎秆液流仪3套，单项产品最高限价8（万元/套）；高清远距离瞭望系统1套，单项产品最高限价1（万元/套）；多光谱相机1套，单项产品最高限价7（万元/套）；无线物联网卡或无线网桥1套，单项产品最高限价0.5（万元/套）；便携式叶面积仪1套，单项产品最高限价5（万元/套）；数据处理、存储设备1套，单项产品最高限价10（万元/套）；工作台1台，单项产品最高限价0.5（万元/台）；移动工作台1台，单项产品最高限价0.7（万元/台）；安防系统1套，单项产品最高限价3（万元/套）；大屏及视频会议系统1套，单项产品最高限价11（万元/套）；机房配套设施1套，单项产品最高限价18（万元/套）；网络安全设备1套，单项产品最高限价3（万元/套）；多旋翼无人机系统1台，单项产品最高限价6（万元/台）；大气环境监测系统1（大气环境监测模块）1台，单项产品最高限价10（万元/台）；大气环境监测系统2（环境监测传感系统）1台，单项产品最高限价13（万元/台）；双关云台1台，单项产品最高限价6（万元/台）；气体采集模块1台，单项产品最高限价0.8（万元/台）；风速风向监测模块1台，单项产品最高限价7（万元/台）；无人机电池1台，单项产品最高限价1（万元/台）；多旋翼无人机系统1台，单项产品最高限价3（万元/台）；高清摄像头1台，单项产品最高限价1（万元/台）；无人机电池1台，单项产品最高限价0.5（万元/台）；样方地建设及调查1套，单项产品最高限价14（万元/套）；本包最高限价476.50（万元）。第三包：监测数据可视化管理系统1套，单项产品最高限价300（万元/套）；本包最高限价300（万元）。第四包（进口产品，专家已论证）：▲森林梯度气象生态系统1套，单项产品最高限价60（万元/套）；▲涡动相关系统1套，单项产品最高限价57（万元/套）；土壤监测系统1套，单项产品最高限价8（万元/套）；区域土壤水分自动监测系统1套，单项产品最高限价37（万元/套）；NDVI归一化指数植被测量仪1套，单项产品最高限价4（万元/套）；CO2 和H2O浓度的廓线监测系统1套，单项产品最高限价52（万元/套）；固定式土壤二氧化碳监测系统1套，单项产品最高限价6（万元/套）；草地梯度气象生态系统1套，单项产品最高限价22.5（万元/套）；生长锥3套，单项产品最高限价0.5（万元/套）；便携光谱辐射计1套，单项产品最高限价45（万元/套）；本包最高限价293（万元）。●注：1.投标人的单项产品报价不得超过招标文件对应的单项产品的最高限价；投标报价也不得超过本项目所投包的最高限价； 2.各投标人可就本项目上述两个包分别进行投标，各包需分别制作投标文件。但最多允许中标一个包，如同一投标人在两个包中同时被推荐为第一中标候选人，则授予中标金额最高的包，其他包的第二中标候选人为第一中标候选人，依次递补。合同履行期限：详见招标文件第四章第一部分商务要求三、交货要求。本项目（是/否）接受联合体投标：否二、获取招标文件时间：2023-11-23至2023-11-29，每天上午00:00至12:00，下午12:00至23:59地点：甘肃省公共资源交易网在线免费方式：社会公众可通过甘肃省公共资源交易网免费下载或查阅招标采购文件。拟参与甘肃省公共资源交易活动的潜在投标人需先在甘肃省公共资源交易网上注册，获取“用户名+密码+验证码”，以软认证方式登录；也可以用数字证书（CA）方式登录。这两种方式均可进行“我要投标”等后续工作（具体内容详见招标文件）。网上下载招标文件须知：社会公众在甘肃省公共资源交易网浏览公告并下载招标采购文件。（详见《甘肃省公共资源交易网》首页“下载中心”中“电子服务系统 v2.0 电子版操作说明”）。售价：0.0(元)三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系1.采购人信息名 称：甘肃省张掖生态环境监测中心地 址：甘肃省张掖市甘州区东北郊盛和路联系方式：0936-82782152.采购代理机构信息名 称：甘肃盛仕国恒项目管理咨询有限公司地 址：甘肃省兰州市城关区中山路168号融创立方产业加速器8号工位联系方式：0931-84361863.项目联系方式项目联系人：曹学峰电　话：18793141706

1、采购信息申购单号：CB106132022000086申购主题：机载高光谱成像仪设备购置采购单位：西南交通大学采购申报项目编号：WSJJ-2022-0142、中标信息采购项：多角度成像光谱仪品牌：双利合谱成交供应商：江苏双利合谱科技有限公司型号：GaiaSky-mini3-VN成交总价：319800.00元3、技术参数：1) 光谱范围：400-1000nm2) 光谱分辨率（FWHM）：5nm3) 光谱采样分辨率：1.34nm4) 数值孔径：F/1.75) 探测器：科研级CMOS6) 数据输出位数：12bit7) 光谱通道数：224（2X）,448（1X）8) 空间通道数：10249) 连接方式：Gige 10) 横向视场角（FOV）：23°@23mm镜头11) 成像方式：内置扫描、外置推扫两用12) 单幅成像速度：4s/cube 13) 辅助摄像头：500W像素14) 功率：45W15）相机总重量：1.2kg 16）内置NCU：I5，8G，240G SSD4、厂商介绍:江苏双利合谱科技有限公司是一家集光学、精密机械、电子、计算机技术于一体的高新技术企业，聚焦机械推扫式高光谱测量技术，为广大客户提供门类齐全的高光谱系统解决方案。主要的产品包括：Gaiasky机载高光谱成像系统、Gaiafield地面野外高光谱成像系统、GaiaSorter室内暗箱系列高光谱以及GaiaMicro显微高光谱等4大系列产品。公司的相关产品，在国内高光谱应用市场，已经成功服务于农业遥感、工业分选、刑侦物证鉴定、环境保护、地质勘探、考古研究等。

图1 变色龙软体机器人变色实验图（来源：Nature Communications）近日，韩国首尔大学等团队公开了“仿生变色龙软体机器人”成果，有望在军事等领域应用，基于伪装技术的不断升级，伪装识别系统也同样备受关注！在过去的100年中，伪装在大多数国家和地区的军事行动中扮演了至关重要的角色。在军事中，伪装就是隐真与示假，隐真是通过主题对背景的仿真，从而使主体目标物隐藏在背景目标中，无法或者难以被发现。国防工程中，通过采用伪装网与复合材料等方法，进行仿形和仿颜色遮蔽来实现；例如，迷彩服，就是一种最传统的伪装方法。而示假是通过对真目标的仿真，用假目标迷惑观察者，比如，二战期间，苏联采用大量“木质坦克”来迷惑德军，使得德军不敢轻易急速进军。“仿”易于实现，一般只需外形相仿。“真”是要求性质上的相似。植被环境背景下的作战，是最常见的战场模式，特别是在山区、丘陵、草原等地区的作战；因此植被背景下的伪装，是必须解决的反伪装技术之一。需要用到的仪器图2 真实场景（A 为绿色的目标、B 为浅绿色塑料假草皮、C 为翠绿色塑料假草皮、D 为绿色雨衣、E 为老式伪装目标、F 为草地）图3 可见光波段和短波红外光谱曲线（可由ATP9110-25H测得）图4 左为真实场景下可见光565nm波段的灰度图像；右为真实场景下近红外1320波段的灰度图像（可由ATH9500-4-17测得）对比可见光与近红外高光谱波段伪装目标的伪装效果发现，可见光波段下，即使物体颜色相似，但是材料不同，光谱曲线变化率也会不一样；在近红外波段下，不同物体的光谱反射值存在较大差异，但是光谱曲线变化率相对较小。图5 左是真实树叶，右为高仿绿色伪装网我们采用全波段地物光谱仪（如奥谱天成的ATP9110-25H型全波段地物光谱仪），测得的高仿伪装网的光谱曲线在 400~1300 nm之间与灌木条叶面光谱曲线很相似，而且具有植被“红边”及可见光波段的绿色强反射峰等特征，在此波段区域不易于区分植被和伪装网光谱。这是一款非常优 秀的高仿绿色伪装网。图6 地物光谱仪（可用奥谱天成ATP9110-25测得）采集树叶和纯绿色伪装网光谱曲线图图7 地物光谱仪（可用奥谱天成ATP9110-25）测得树叶和伪装网光谱曲线图（叶绿素吸收、红边区域局部放大图）从图中可以看出，高仿伪装网一样有红边效应，但是与真实的绿叶还是有差别的。另外，树叶有明显的叶绿素反射峰，而高仿伪装网则没有。图8 基于探测与感知的伪装效果评估流程图（可用ATH9500、ATH9500-4-17型无人机高光谱成像仪测得）基于对目标的实时监控、搜索、侦察以提高战场情况的感知能力及提供打击效果评估的需要，美军希望利用高光谱成像具有较高空间分辨率及高光谱分辨率的特点，通过高光谱融合信息探测出可疑目标位置，引导高空间分辨率成像载荷对目标进行详细分类确认，开展了大量的高光谱军事应用研究项目HYMSMO。图9 机载侦查实验图像1994年10月~1995年10月美国先后进行了白沙导弹试验场沙漠辐射 Ⅰ ､ Ⅱ 试验，森林､城市辐射试验，岛屿辐射试验。以沙漠､森林､城市和岛屿等具有典型地貌的场景为背景环境，研究证实了高光谱成像对目标的可探测性。在进行真假目标､隐藏试验时，高光谱谱段数210个，波段范围0.42~5 μ m ，光谱分辨率10nm ，地面像元分辨率范围0. 75~3m 。图9为沙漠背景环境下，机载侦察试验对伪装的“飞毛腿”导弹发射车(图9 ( a )所示)拍摄的全色图(图9 ( b )所示)及高光谱图像(图9( c )所示)，全色图像难以确定目标，但是高光谱图像特征明显。图10 奥谱天成ATH9010无人机载高光谱飞行演示随着科学技术的进步，遥感技术也得到了飞速发展，并日趋成熟。其所具有的全方位、多尺度、全天时、全天候及精细化成像等优点，使遥感侦察变得更加直接与准确，对发现疑似目标与揭露隐蔽目标也更为犀利。遥感技术使传统伪装技术方法与装备器材受到了很大制约，对伪装技术的发展提出了更加严峻的挑战，迫使伪装技术另辟蹊径，寻求更为有效的应对措施与技术方法。更多关于“高光谱”的应用，欢迎咨询！

一、水质监测需求 “地表水水质监测现状的分析与对策， 绿色科技，2019(10)”中提出我国拥有28124亿m3水资源，其中地表水占96.4%，另“中国生态环境状况公报2019”中指出1931个地表水水质断面中，劣V类水质比例为3.4%。对于中国水污染的困境，国家先后制定了《水十条》、《重点流域 水污染防治规划（2016-2020年）》。 以上表明，我国河流、湖泊众多，然而伴随经济的高速发展，人类活动的增强，河流、湖泊水质污染问题日益严重，已经成为制约城市可持续发展的关键因素，因此有必要利用高新技术手段展开河流、湖泊水质污染问题研究，及时、快速的提供河流、湖泊的水质状况，保障人们正常的生产生活。 常规水质监测的痛点问题： 非原位监测，需要进行取样； 实时性差，自动监测站约4小时一次数据，人工分析时间更长 ；监测区域有限， 无法实现大范围区域性监测。 高光谱遥感由于其高精度、全谱段、信息量大等特点被广泛应用于遥感水质监测，大大提高了水质参数的估测精度。同时，该技术具备非接触式原位监测，无需取样；准实时测量，数据更新快；实现大范围区域性监测等优势。伴随着遥感技术的不断进步，水质监测已由定性描述转向定量分析，可监测的水质参数逐渐增加，反演精度也不断提高，在水资源的保护、规划和可持续发展方面发挥了重大作用。 二、数据采集设备 数据采集的设备为杭州高谱成像技术有限公司自主研发的无人机载高光谱成像系统（HY-9010），设备实景图，如下图。系统参数，见下表。系统核心部件采用自研大靶面高光谱相机及高稳云台，集成高清相机、高精度POS模块、地面站模块及数据采集与控制系统，实现高光谱数据、高清可见光数据及GPS数据同步采集，小型地面站模块搭配远程智控系统，实现系统状态监测及远程控制，极大程度上提高作业效率和使用便利性。 系统主要指标序号指标参数1光谱相机光谱范围400-1000nm2光谱相机光谱分辨率优于2.8nm3光谱相机IFOV0.71mrad@f=35mm 4光谱相机空间通道数4805光谱相机光谱通道数3006光谱相机视场宽度15.6°@f=35mm7光谱相机镜头焦距35mm8可见光相机分辨率1500万像素9RTK定位精度10cm10POS采集模式硬件同步触发11地面站控制模式远程智控 三、飞行概况 四、数据分析未经处理的原始高光谱数据如下图所示，可以看出图像清晰，光谱信噪比符合数据处理要求。 根据水质参数模型反演得到的水质分布结果，下图截取部分河道反演快示 五、数据对比 现场组织专业水质取样检测公司对监测河道进行选点取样，经过一周的数据处理，得出“表一”所列数据； 通过对单点检测数据的分析，对监测河道进行建模反演得出“表二”所列数据，可以看出，数据反演与实测数据匹配精度多达80%，精度较高，能够满足检测需求。 测试利用无人机高光谱技术，根据采样点测定值，建立指数模型，在水面上空获取水体的高光谱影像，通过在线反演可实时观察水环境的水质参数总氮、总磷、叶绿素a、悬浮物、浊度的变化，为城市河流的水质监测提供了全新的数据来源和技术手段，同时也为湖泊、河流的水环境保护及治理提供了依据。表一、现场水样单点检测数据采样日期2021/6/5采样位置叶绿素a悬浮物总磷（以P计）总氮（N计）氨氮高锰酸盐指数点位155200.663.671.456点位231140.483.872.423.9点位326120.483.882.453.9 表二、无人机载高光谱建模反演数据点位编号叶绿素aChla（ug/L）总悬浮物Tss（mg/L）总磷TP(mg/L)总氮TN（mg/L）氨氮NH3-N(mg/L)高锰酸盐指数CODmn(mg/L) 1架次1100%99.75%100.00%100.00%100.00%98.33% 架次297.48%62.95%96.97%98.37%92.41%90.00%2架次1100%94.43%97.92%100.00%99.17%96.92% 架次257.58%98%87.50%89.41%90.91%95.90%3架次1100%60.8%97.92%99.74%99.18%98.72% 架次291.38%93.33%79.17%93.81%86.12%98.97%

2019年6月17日至20日，易科泰生态技术公司光谱成像与无人机遥感团队技术工程师一行，访问了世界著名高光谱成像技术公司芬兰Specim，并与Specim公司CEO Tapio Kallonen先生、公司市场总监Hannu Maki-Marttunen先生，就双方合作加强高光谱成像技术在中国的创新应用与推广进行了座谈讨论。期间易科泰公司技术工程师还接受了Aisa系列高光谱航空遥感技术培训及Specim其它高光谱成像技术培训。 Specim Aisa系列高光谱成像系统，涵盖了可见光-近红外波段、短波红外、中波红外、长波红外及太阳光诱导叶绿素荧光成像系统，为空陆双用高端高光谱成像仪器，其主要特点如下：AisaKestrel高光谱成像系统，包括AisaKestrel10和AisaKestrel16，高分辨率、高信噪比、轻便实用（重量约为2.3kg），前者波段范围为400-1000nm、空间分辨率2040像素，后者波段范围600-1640nm、空间分辨率640像素，与易科泰生态技术公司EcoDrone® 8旋翼无人机匹配，特别适用于农业、林业、生态及地球科学无人机高光谱遥感；AisaFenix VNIR+SWIR全波段高光谱成像系统，涵盖可见光、近红外、短波红外380-2500nm全波段高光谱成像，高信噪比（1000:1以上）、高分辨率（标配版为384像素，超高分辨率版AisaFenix 1k空间分辨率达1024像素，在1400m高空遥感作业的地面分辨率达1m/pixel），是地球地质科学、生态环境科学、农业、林业航空遥感及地面高光谱遥感的高端设备 AisaIBIS太阳光诱导叶绿素荧光高光谱成像系统，由Specim公司与德国Juelich研究中心为欧洲太空局（ESA）地球探测项目（FLEX）研制的Hyplant传感器，是世界上第一款商业化高光谱叶绿素荧光成像仪器，采用夫琅和费线深度法，可以检测太阳辐射诱导叶绿素荧光（Sun-induced Fluorescence），用于陆空双基植物叶绿素荧光高光谱成像测量分析，可得到NDVI、EVI、F760（植物叶绿素荧光）等参数 AisaOwl，世界上首款compact高光谱长波段红外热成像系统，波段范围7.6-12.3μm，96通道（波段数），空间分辨率384像素，用于地球科学、地矿探测、水温、安防（可燃气体及有害气体监测等）、国防（伪装检测等）等空陆双基红外热成像遥感 易科泰生态技术公司为您提供高光谱成像技术全面解决方案：空陆双基高光谱遥感技术方案植物表型光谱成像分析技术方案文物鉴定、修复高光谱成像技术方案高光谱成像、叶绿素荧光成像综合技术方案地球科学、地质地矿探测高光谱成像技术方案样芯高光谱成像、X-光成像、μXRF元素分布扫描成像分析技术方案

综合央视新闻客户端、新华社报道，2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建造的“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目正式通过国家验收，这是我国航天领域首个大科学装置，可以综合模拟低温、真空、电磁辐射等九大类空间环境因素，也被称为“地面空间站”。“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目，聚焦航天领域的重大基础性科学技术问题，构建我国首个空间综合环境与航天器、生命体和等离子体作用科学领域的大型研究基地，形成国际领先水平的空间环境耦合效应试验研究平台。相较于把实验仪器设备搬到太空，“地面空间站”既能节省成本、减少安全隐患，又可以根据科学问题和工程需要，设置特定的环境因素，不受时空限制进行多次重复验证，从而打造更加安全便捷的实验条件和科研手段。“这意味着未来许多需要抵达太空才能进行的实验，在地面上就能完成。”空间环境地面模拟装置常务副总指挥、哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长李立毅说，项目建设坚持自主创新，突破了一系列关键技术，各系统已全部投入试运行和开放共享，服务于国内外多家用户单位，支撑了我国一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。由中国工程院院士、苏州实验室主任徐南平等担任联合主任的国家验收委员会认为，该项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平，装置运行成效突出，科技与社会效益显著，同意其通过国家验收。中国科学院院士、哈尔滨工业大学校长韩杰才说，该装置对我国重大科技创新突破、产业转型升级、高端人才培育等具有重要意义。未来学校将不断优化装置技术指标，持续提高装置科学水平，加速形成更多自主知识产权技术，为我国实现从航天大国向航天强国的重大跨越作出新的贡献。据了解,“空间环境地面模拟装置”从2005年开始论证，到正式通过验收，历时18年，去年试运行以来，已经服务了国内外多家用户单位，支撑了我国多款宇航电子元器件的研发和一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。验收委员会认为，这一项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平。

三个地铁站不同区域的PM2.5值 (单位：&mu g/立方米) 　　&ldquo 12月2日，关于&ldquo 地铁雾霾&rdquo 的说法在网络上迅速传播。有报道援引国内一家环境研究所的数据称，地铁内PM2.5是室外的16倍。对此，该机构负责人称，确实测过地铁内PM2.5的数据，但从没提过是室外16倍的说法。专家表示，一日的测量数据得出地铁内空气比较差也是不科学的。&rdquo 　　网曝 　　地铁PM2.5值是室外16倍? 　　12月2日，有媒体发布了一条关于地铁雾霾的报道，报道中提到，国内一家名为达尔问的环境研究所去年1月测量了地铁站台和室外测量数值，对比后发现地下PM2.5数值相当于室外16倍。 　　原报道中提到&ldquo 测量当日室外的PM2.5值为8，而在地铁鼓楼大街站的站台PM2.5为129，车厢内为72&rdquo ，建议读者今后乘坐地铁时佩戴口罩，并且应站在远离铁轨的站台处。 　　该报道一经发布便被网友在社交网络上转发扩散，有人提出以后坐地铁一定要戴口罩，更有网友留言道：&ldquo 防毒面具戴起来。&rdquo 有腾讯微博网友认为地下粉尘是任何地铁都会遇到的问题，不必过分夸大，文章中所提及的部分细节也并不准确。 　　实测 　　地铁站内PM2.5值高于地面 　　地铁站内的PM2.5数值真的比站外高出16倍?对此，北京青年报记者12月2日下午用空气质量检测仪在1号线的复兴门站、南礼士路站以及2号线的宣武门站进行了实地测量。 　　通过对三个站点的地铁站口、闸机处、站台和车厢内四处位置的测量，北青报记者发现，PM2.5值的最高值是在复兴门站的站台，峰值达到了120.36g/m3，最低值是复兴门C出口，数值为10.69g/m3，最大的差值达到了12倍。 　　检测仪显示，地铁站口PM2.5值均在11g/m3左右，站台PM2.5值在50-120g/m3之间，闸机处的PM2.5值则在12-38g/m3之间，车厢内的PM2.5值也仅仅是在24-47g/m3之间。 　　站与站之间有时也有一定的差别，PM2.5值最高的是复兴门站，站台达到120以上，PM2.5最低的站台是宣武门站台，PM2.5值仅为49.00g/m3。 　　根据测量的数据可以看出，在12月2日雾霾指数不高的天气条件下，地铁站内的PM2.5值确实比地面高，但最高也没有超过12倍。 　　声音 　　检测机构：未提出16倍的结论 　　为证实报道中所用数据的准确性，北青报记者12月2日联系到了达尔问环境研究所的负责人赫女士。 　　赫女士表示，她正在外地出差，尚未看到网上的报道，对方确实联系过自己，她给出的是网站上公布过的数据。对于报纸所用数据与网站公布数据是否匹配，赫女士表示自己对此还不知情，但可以在网站找到原始数据。&ldquo 我不知道他们给的是什么数据，也不知道是怎么给的，但16倍这个结论并不是我说的。&rdquo 　　北青报记者看到，研究所的网站上确实有几组地铁PM2.5数值的测量数据，但并未发现报道中提到的2号线与8号线换乘站鼓楼大街站的测量数据。与此同时，网站上没有公示去年1月份的PM2.5检测记录，这与报道中所述的数据记录时间也不吻合。 　　&ldquo 我们的仪器是随身携带的，就想测试不同环境和场所的PM2.5数值，看看是否有明显的区别。印象中有人说过地铁的通风不太好，所以在地铁也进行了测量。&rdquo 赫女士说，研究所并没有对地铁环境进行过系统的研究，也并非为得出结论而刻意采集地铁的PM2.5数值。 　　研究所的一位工作人员告诉北青报记者，他们在去年5月曾对地铁的PM2.5数值进行过检测，是和一所学校的师生一起进行的，&ldquo 学生家长觉得地铁里人杂，各种气味也比较重，怕对孩子身体有害，所以想请我们帮忙检测一下气体成分。&rdquo 由于研究所并不具备符合检测条件的仪器，所以使用了测量PM2.5的设备进行了记录，并随后将数据发布在了网站上。 　　地铁中的PM2.5数值与室外数值相差如此悬殊，是否为常态?研究所的一位工作人员表示，报道中引用的数据是个例，并不具备借鉴价值。&ldquo 室外PM2.5数值为8是一个非常理想的状态，但并非日日如此。若室外PM2.5数值为500，地铁内测量数值也不会发生非常大的变化，受室外空气质量的影响不是很大。&rdquo 　　据了解，北京市朝阳区达尔问环境研究所，是一家经民政局批准正式注册的民办非企业单位，致力于环境质量检测与研究。其在官网上发布声明称，颗粒物浓度检测(PM2.5)等仪器为便携式测试仪器，更适合用作现场的快速定性测量。但达尔问自然求知社不具备专业检测资质，检测结果仅供公众参考。如果公众需要权威检测结果，建议并协助公众咨询具备专业检测资质的权威机构。 　　说法 　　专家：一日数据得出结论不科学 　　&ldquo 用一天的数据得出地下空气质量明显比地上差，肯定是不合适的。&rdquo 公众与环境研究中心的主任马军告诉北青报记者，PM2.5在室外分布比较均匀，但室内特别是在地下测量，不同的区域数值会有很大差别，&ldquo 人流比较大、保洁情况较差的地方PM2.5的数值会相对高一些。&rdquo 　　除此之外，数据的测量方法也会对最终数值的呈现产生影响，&ldquo 这一天的数据是瞬时测的，还是一直测量取的均值，两种测量方法得出的结果都不太一样。若想得出最终的结论需要做系统的测量研究。&rdquo 　　近日，北京风力较大，PM2.5非常低，空气质量较好。马主任说，这两天北京的室内外PM2.5基本可以达到持平的状态，甚至室内的数值可能略高于室外，但平日室外PM2.5的平均值为90，会高于室内，与地铁的测量数据相对比也不会达到16倍这么悬殊的数字。就呈现出的单日地铁站台PM2.5数据来看，马主任认为数值确实比较高。 　　戴口罩是否能解决问题?&ldquo 地铁的PM2.5高出正常范围时戴口罩是进行自我保护的一种方式，但要彻底解决问题还需要找到问题出现的源头，看看问题出在哪里，再对源头进行治理。&rdquo 马主任强调，一切行动的前提是要进行科学的调查研究，如果确实存在地铁PM2.5较高的情况，那么有关部门应该采取相应的措施。 　　地铁回应 　　地铁内各线路均有通风设备 　　12月2日，北京地铁公司对此表示，地铁内是否有雾霾需要权威机构的检测。北京地铁各条线路都有通风设备，且是非常重要的组成部分，排风在设计上也是有技术标准的。 　　京港地铁公司称，其所辖线路各车站都配备有相应的通风设备，包括风机及通风管道等，并且对通风设备采取每日巡查、每半年进行一次全面检修，来确保设备的正常运行。同时，对于通风管道系统会定期进行全面清洗，以确保其卫生清洁符合标准。 　　北青报记者了解到，北京地铁公司近日还引进了一辆隧道清洁车，该车可以对隧道进行清洁，有效降低设备的故障率，消除安全隐患。隧道清洁车在走行、制动、电气等性能方面均基本满足北京地铁相关标准的要求，可有效清除附着在隧洞内壁和设备设施上的粉尘，降低设备的故障率，延长设备使用寿命，消除安全隐患，提高地铁运营的安全可靠性。据悉，目前国际上一些轨道交通较发达的城市均配备了地铁隧道清洁专用车辆，从而解决地铁隧道清洁环保问题。

一、 neaspec推出全新一代纳米光谱与成像系统neaSCOPE系列产品 近期，全球知名纳米显微镜领域制造商neaspec推出了纳米光学显微镜neaSCOPE全新一代系列产品，加载了全新技术，拓展了产品功能，以满足客户多样的实验需求。neaSCOPE是基于针增强的纳米成像和光谱，以应用为目的，满足客户在科学，工程和工业研究等不同领域的科研需求。由于其高度的可靠性和可重复性，neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的科研设备，在等离子激元、二维材料声子化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。neaSCOPE技术特点和优势包括：♢ 行业的针增强技术，高质量的纳米分析实验数据。♢ 采用模块化设计，针对用户的实验需求量身定制配置，同时兼顾未来的升需求，无需重复购置主机。♢ 软件使用方便，提供交互式用户引导功能，让新用户也能快速上手。流程化的软件界面，逐步引导用户轻松完成实验操作。♢ 功能多样、可靠性高，已得到大量发表文章的印证，在纳米光学领域有很深的影响力，是国内外实验室的头号选择。二、neaSCOPE全新一代产品型号 IR-neaSCOPE：基于AFM 针的激光诱导光热膨胀的纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE可测量纳米红外吸收谱。该设备利用AFM-IR机械信号来检测样品中激光诱导的光热膨胀。IR-neaSCOPE无需红外探测器和光学干涉仪，为热膨胀系数大的样品（如聚合物、生物材料等）提供了一种经济高效的纳米红外成像及光谱研究的解决方案。IR-neaSCOPE提供红外吸收成像，点光谱和高光谱成像，并可升到IR-neaSCOPE+s，拓展更多功能，实现更多种类材料的研究。♢ 将样品的光学与机械性质有效地去耦，实现无伪影的吸收测量。♢ 将激光地聚焦在探针上，实现优化条件下对样品的无损表征。♢ 互动式软件界面，帮助新用户直接上手，获取高质量数据。IR-neaSCOPE+s：探测商用AFM针的弹性散射光，实现纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE+s能实现10 nm空间分辨率的化学分析和电磁场成像。该设备利用先进的近场光学显微镜技术来测量红外吸收和反射率，以及局部电磁场的振幅和相位。设备支持红外纳米成像、点光谱、高光谱、以及纳米 FTIR，可使用CW照明源，宽波激光器，以及同步辐射源。IR-neaSCOPE+s在有机和无机材料分析方面具有广泛的应用案例以及特殊的近场表征手段，如定量s-SNOM或亚表面分析。♢ 同时探测样品吸收和反射，适用于各类型材料。♢ 快速可靠的s-SNOM成像和光谱系统，在不影响数据质量的情况下实现高效数据产出。♢ 结合多光路设计和多项技术，实现大量选配功能（纳米 FTIR、透射、底部照明、光电流等）。...… VIS-neaSCOPE+s：局部电磁场偏振分辨的近场成像（振幅和相位）。VIS-neaSCOPE+s优化了可见光波长范围内的振幅和相位的矢量场成像。利用的s-SNOM技术实现对等离子体纳米结构和波导结构的近场成像和光谱研究。VIS-neaSCOPE+s提供灵活的光路配置，能够进行偏振测量、侧面和底部照明。同时支持升纳米FTIR 和TERS功能。♢ 检测局域电磁场的振幅和相位，实现对波衰减、模场和色散的全面表征。♢ 有的100%无背景检测技术和稳定的无像差对焦，保证在可见光全波数范围内的实验结果。♢ 灵活的光路选配，可将光源聚焦到样品或探针上，适用于等离子体不同的研究方向。 THz-neaSCOPE+s：纳米尺度太赫兹 （THz） 近场成像和光谱多功能平台。THz-neaSCOPE+s可在纳米尺度上实现太赫兹成像和光谱。该设备基于完全集成的紧凑型 THz-TDS 系统，可直接用于半导体纳米结构、二维纳米材料和新型复合材料系统的电导率研究。THz-neaSCOPE+s同时支持用户自由耦合太赫兹和亚太赫兹源，并集成了市面上SPM仪器中的软件界面，是强大的纳米太赫兹分析仪器。 ♢ 全反射光路，大程度上兼容宽波和单波太赫兹源，覆盖全部光谱范围。♢ 模块化设计和多光束路径设计，支持多种分析功能，包括光电流、泵浦以及纳米FTIR。♢ 基于THz-TDS 技术，实现紧凑且完全集成的太赫兹纳米光谱。 IR-neaSCOPE+fs：10 fs 时间分辨率和 10 nm 空间分辨率的超快泵浦光谱。IR-neaSCOPE+fs实现了泵浦光谱空间分辨率的突破。设备基于纳米FTIR 的fs激光系统，提供完全集成的硬件和软件系统，实现纳米的时间动态研究。该系统具备有的双光路设计、无色散光学元件、以及可选配的SDK，兼容各种泵浦激光器，使用成熟的高功率实验配置进行突破性的超快研究。♢ 完全集成的系统，帮助用户免于复杂的设备调试，专注于研究本身。♢ 无芯片的光学元件进行光聚焦和收集达到大时间分辨率。♢ 灵活的硬件和软件界面，可根据客户实验需求定制。 IR-neaSCOPE+TERs：nano-FTIR与nano-PL和TERS相结合，突破性的纳米尺度光谱探测技术。IR-neaSCOPE+TERs将纳米FTIR与针增强拉曼TERS和光致发光（PL）光谱相结合，在同一显微镜内利用弹性和非弹性散射光同时进行表征。该系统通过简单的光路校准可实现互补的红外光和可见光散射，可使用商用镀金的AFM探针进行稳定的纳米拉曼和PL表征。 ♢ 模块化设计和多光路设计，实现AFM探针在同一位置的纳米FTIR和纳米拉曼/PL光谱。♢ 通过简单的光路校准收集AFM探针针的强弹性散射光。♢ 使用商用AFM探针获得大 TERS 信号。♢ 优化的软件数据收集处理，在同一用户界面进行所有测量。 cryo-neaSCOPE+xs：超低温环境纳米光学成像和光谱。cryo-neaSCOPE+xs可在端低温下实现近场光学纳米成像和纳米光谱。该设备可获得高质量的近场信号，且支持可见光、红外光、以及太赫兹源。因此，该系统可实现10 K以下不同能相关的研究。cryo-neaSCOPE+xs 基于全自动干式低温恒温器，无需液氦。该系统同时具备共聚焦以及接电功能，以实现低温条件下的多功能研究。♢ 的s-SNOM和纳米FTIR技术，实现低温下纳米光学分析，温度低至10K。♢ 使用neaspec 照明和检测模块，兼容红外到太赫兹光源，应用领域广泛。♢ 使用全自动闭式循环高真空干式低温恒温器，降温速度快，使用成本低。 三、背景简介neaspec创立于2007年，起源于德国马克斯普朗克研究所，因其在纳米分析领域的一系列突破性技术而受到广泛关注。neaspec和Quantum Design结为全球战略合作伙伴，并于2013年次引入中国。产品经过多次升换代，设备的各方面性能均已达到高度优化。目前在国内的用户包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学、中山大学、中科院诸研究所等高校和研究所。此次升使得系统在软件用户交互性、模块化、后续升兼容性方面具有更大的提升。 四、应用案例1. Nature: 双层旋转的范德瓦尔斯材料中的拓扑化激元和光学魔角 相关产品：IR-neaSCOPE+s 2018年W. Ma等在Nature报道了范德瓦尔斯材料α-MoO3 中的面内双曲声子化激元的重要发现。2020年6月，G.W. Hu等在此基础上通过理论预测并在实验上证实了双层旋转范德瓦尔斯材料α-MoO3体系，可以实现由转角控制的声子化激元从双曲到椭圆能带间的拓扑变换。在这个变换角附近，光学能带变成平带，从而实现激元的直线无衍射传播。类比于双层旋转石墨烯中的电子在费米面的平带，作者因此将这一转角命名为光学魔角。 研究中作者采用散射型近场光学显微镜（s-SNOM）对双层α-MoO3 旋转体系进行扫描测试。实验结果显示，在接近魔角时，光学能带变平，声子化激元沿直线无衍射传播。此外，通过测试不同转角的双层体系，作者成功观测到在不同频段大幅可调的低损耗拓扑转换和光学魔角。这一重要发现奠定了“转角光子学”的基础，为光学能带调制、纳米光操控和超低损耗量子光学开辟了新的途径，同时也衍生出“转角化激元”这一重要分支研究方向，为进一步发展“转角声学”或“转角微波系统”提供了重要的线索和启发。（引自：中国光学-公众号，2020年6月11日《Nature：光学魔角！二维材料转角遇见光》） 【参考】 Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers. Nature, 2020, 582, 209-213.2. Nature: 天然双曲材料的声子化研究 相关产品：IR-neaSCOPE+s W. Ma在自然材料体系（α-MoO3）中观察到在平面内各项异性传播的声子化激元，包括传播速度不同的平面椭圆型和单向传播的平面双曲型声子化激元；并发现了在α-MoO3中支持的声子化激元具有低的损耗。实验发现，α相三氧化钼在两个光谱范围内存在两个剩余射线带，声子化激元的传播行为在两个剩余射线带内表现出不同的性质。在低剩余射线带内，α相三氧化钼可以在中红外波段支持双曲型声子化激元，也就是说声子化激元仅沿一个方向传播([001]方向)，在垂直方向[100]的传播完全被抑制，这种化激元有多种具吸引力的性质，它具有强的场局域特性，可以支持厚度可调节的波导模式，并且损耗低。而在另外一个剩余射线带内,α相三氧化钼在中红外波段支持椭圆型声子化激元,化激元沿着[001]和垂直方向[100]以不同的波长进行传播，这种化激元传播寿命高达约8 ±1 ps，远高于目前已知的高寿命。研究进一步促进了光学器件的微型化和多元的调制特性，并且再次证明自然材料中仍然具有无穷的挖掘潜力。 【参考】 In-plane anisotropic and ultra-low-loss polaritons in a natural van der Waals crystal. Nature, 2018, 562, 557–562. 3. 纳米空间分辨超快光谱和成像系统在范德瓦尔斯半导体研究中的应用 相关产品：IR-neaSCOPE+fs近年来，范德瓦尔斯（vdW）材料中的表面化激元(SP)研究，例如等离化激元、声子化激元、激子化激元以及其他形式化激元等，受到了广大科研工作者的关注，成为了低维材料领域纳米光学研究的热点。其中，范德瓦尔斯原子层状晶体存在特的激子化激元，可诱导可见光到太赫兹广阔电磁频谱范围内的光学波导。同时，具有较强的激子共振可以实现非热刺激（包括静电门控和光激发）的光波导调控。2020年7月，美国哥伦比亚大学Aaron J. Sternbach和D.N. Basov教授等研究者在Nature Communications上发表了题为：“Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides”的研究文章。研究者以范德瓦尔斯半导体中的WSe2材料为例，利用德国neaspec公司的纳米空间分辨超快光谱和成像系统，通过飞秒激光激发研究了WSe2材料中光波导在空间和时间中的电场分布，并成功提取了飞秒光激发后光学常数的时间演化关系。同时，研究者也通过监视波导模式的相速度，探测了WSe2材料中受激非相干的A-exciton漂白和相干的光学斯塔克（Stark）位移。【参考】 Aaron J. Sternbach et.al. Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides, Nature Communications, 11, 3567 (2020) 4. ACS Nano：光致发光、拉曼、近场光学同步测量技术揭示二维合金材料新特性 相关产品：IR-neaSCOPE+TERs 单层异质结构的应用潜力直接受到材料内在和外在的缺陷影响。乔治亚大学的研究人员在Abate教授的带领下，利用neaSNOM散射式近场光学显微镜，研究了二维（2D）单层合金光致氧化过程中纳米尺度下的奇异界面现象。他们发现界面张力可以通过建立稳定的局部势阱来集中本征激子，从而实现高的热稳定性和光降解稳定性。该实验结果由neaspec公司特的nano-PL / Raman和s-SNOM同步测量技术所采集，并已发表在ACS NANO中。在实验中，作者合成了由单层面内MoS2-WS2异质结构制成的2D纳米晶体，这些晶体在富Mo的内部区域和富W的外部区域间，显示出了较强的纳米合金界面。在针增强照明刺激下（100天），作者进一步观察到，光降解过程中界面的激子稳定性、局域性和不均匀性。得益于高度敏感的s-SNOM成像技术，作者探测到富W的外部区域的反射率出现急剧下降。该反射率始于晶体边缘，并随时间向内传播。在同一样品区域获得的高光谱纳米光致发光（nano-PL）图像显示，W氧化相关的激子的猝灭会遵循与s-SNOM相同的模式（在边缘开始并向内传播）。值得注意的是，合金界面的内部区域表现出了强大的抗氧化能力。即使在光降解100天后，它仍具有很强的s-SNOM信噪比和未淬灭的nano-PL信号。为了进一步研究结构变化，作者使用nano-PL进行了增强拉曼高光谱纳米成像测量，并在同一扫描区域的每个像素处获取了空间和光谱信息。实验结果表明，在整个晶体的光降解过程中，WS2拉曼峰逐渐消失，而在内部区域中的MoS2仍然存在。该结果表明在相同的环境条件、同一显微镜下测量相同的晶体，由于热诱导的合金和基底晶格常数的不匹配，导致光氧化与局部应变存在一定的关联。而合金界面可防止该应变传播到内部区域，从而防止其降解。 【参考】 Photodegradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: The Role of Nanointerface 2D Alloys. ACS Nano 2021, 15, 2, 2447–2457. 5. Cryo-SNOM低温近场在氧化物界面的新应用 相关产品：cryo-neaSCOPE+xs 氧化物界面处的二维电子体系（2DES）做为一个特的平台，将典型复合氧化物、强电子相关的物理特性以及由2DES有限厚度引起的量子限域集成于一体。这些特的性质使其在电子态对称性、载流子的有效质量和其它物理特性方面与普通半导体异质结截然不同，可以产生不同于以往的新现象。然而氧化物界面多掩埋于物质间使其难以探测，为探究其局限2DES需要一个无创并且具有很高空间分辨率的表征技术，如果还能提供一个较宽范围内温度变化的平台将大地推进该领域的研究。通常光学显微镜可用于上述研究，其中，远场的探测技术由于受到波长和衍射限的限制缺乏空间分辨率，而红外波段的光束探测传导电子的Drude反应分辨率仅有几个微米的量，无法满足测试需求，而利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)可以克服这一限制，使其具有10-20 nm的空间分辨率并获得光响应信号中的强度和相位信息。近期，Alexey B. Kuzmenko团队在Nat. Commun.上获得新进展，他们利用s-SNOM来研究从室温下降到6K时LaAlO3/SrTiO3界面的变化情况，从近场光学信号，特别是其中的相位分量信息可以看出对于界面处的电子系统的输运性质具有其高的光学敏感度。这一模型说明了2DES敏感性来源于AFM针和耦合离子声子模型在很小穿透深度下的相互作用，并且该模型可以定量地将光信号的变化与冷却和静电选通控引起的2DES传输特性的变化相关联，从而提供操控光学信息的有效手段。从利用s-SNOM得到的实验结果和建立的模型结果来看，二者之间具有很好的拟合，这一结果说明了电子声子相互作用对于在零动量时的表面声子离子模型的散射化吸收具有至关重要的作用。【参考】 High sensitivity variable-temperature infrared nanoscopy of conducting oxide interfaces. Nature Communications 2019, 10, 2774. 6. Science：近场太赫兹光电流-石墨烯等离子体在近费米速度传播下的非局域量子效应 相关产品：THz-neaSCOPE+s西班牙光子科学研究所（ICFO）的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为：Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中，研究者利用散射式近场光学手段，对石墨烯-(h-NB)-金属复合体系表面进行了纳米尺度下的精细扫描，由此观测到了太赫兹波段下的石墨烯等离子体以近费米速度进行传播。研究发现，在慢的速度（数百倍低于光速）下，石墨烯等离子的非局域响应得以探测，通过近场成像能够以无参数匹配手段清晰地揭示无质量的Dirac电子气体的量子描述，进而展示了三种类型的非局域量子效应，即单粒子速率匹配，相互增强费米速率和相互减弱压缩性。通过该近场光学的研究方法，研究者终提供了确定电子体系的全时空反应的新途径。 【参考】 Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics. Science 2017, 357, 187. 五、部分发表文章[1]. Nature (2021) 596, 362[2]. Science (2021) 371, 617[3]. Nature Physics (2021) 17, 1162[4]. Nature Phot. (2021) 15, 594[5]. Nature Chem. (2021) 13, 730[6]. Nature (2020) 582, 209[7]. Nature Phot. (2020) 15, 197[8]. Nature Nanotech. (2020) 15, 941[9]. Nature Mater. (2020) 19, 1307[10]. Nature Mater. (2020) 19, 964[11]. Nature Phys. (2020) 16, 631[12]. Nature (2018) 562, 557 [13]. Nature (2018) 359, 892[14]. Science (2018) 362, 1153 [15]. Science (2018) 361, 6406 [16]. Science (2018) 359, 892[17]. Science (2017) 357, 187[18]. Science (2014) 344, 1369[19]. Science (2014) 343, 1125

p & nbsp & nbsp & nbsp 近日，中国航天科技集团公司五院508所新型四维光谱成像技术团队开展了四维成像光谱仪成像实验，成功验证了该项技术在四维光谱成像获取方面的能力，为快照式高光谱视频领域再添一新成员，弥补了国内高速目标动态捕捉产品领域的空白。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 四维光谱成像技术是一项革命性新型成像技术。4D成像光谱仪突破传统光谱仪成像方式，以高速成像方式获取图像和光谱数据，一套系统可同时获得空间、光谱和时间分辨（瞬态）的高光谱信息，具有特殊的捕捉快速事件的能力，具备视频记录功能，同时成像光谱仪体积可以更小，设计更为灵活。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 该所项目组紧跟国际前沿发展趋势，拓展思路，积极开展四维光谱成像技术理论研究，在大量前期调研基础上，设计并研制了4D成像光谱仪桌面实验装置，并开展了成像实验，验证了四维光谱成像技术理论的可行性，实现了数据立方体信息的快照式获取,能够快速处理实时显示和分析。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 该技术对于提高国内数字遥感技术水平、满足国内对超光谱遥感图像获取的迫切需求具有重要理论意义。 /p p & nbsp /p