高光谱遥感技术作为遥感领域的前沿，对于很多人来说仍然是比较“生疏”的专业名词。实际上，高光谱遥感更像是一双超能“眼睛”，在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续影像数据，不仅可以感知人类“肉眼”无法辨析的范围，还能连续记录数百个光谱波段，它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中能被探测。
围绕高光谱遥感技术与应用，本刊采访了中科谱光（郑州）应用科学技术研究院（以下称中科谱光郑州研究院）王琛茜副院长。“实际上，遥感技术是一项非常成熟的技术。在我们国家，遥感从六七十年代开始发展，目前国内的高分系列、资源系列等卫星都是典型的高光谱遥感卫星。”王院长向本刊介绍到。
高光谱属于遥感的细分领域，利用成像光谱仪在连续的几十甚至几百个光谱通道获取地物辐射信息，在取得空间图像的同时，每个像元都能够得到一条包含地物诊断性光谱特征的连续光谱曲线，根据光谱信息能够定量分析物质组成成分。它的出现和发展使人类通过遥感技术观测和认识事物的能力产生了一次飞跃，也续写和完善了光学遥感影像从全色影像经由多光谱到高光谱的全部影像信息链。
依托中国科学院空天信息创新研究院国家重点实验室及其核心技术团队，中科谱光在高光谱技术方面有着较好的底蕴和基础。天津中科谱光信息技术有限公司承载了核心产品的研发和生产，武汉大学摄影测量与遥感专业博士、中国科学院空天信息创新研究院张立福研究员作为技术带头人，中科院童庆禧院士和薛永祺院士则作为团队首席技术顾问。基于此科技成果基础，年，中科谱光（郑州）应用科学技术研究院作为郑东新区重点“招才引智”项目落地中原腹地，形成以高光谱技术应用为引领的在食品安全、水生态环境、艺术品数字化领域的应用推广，助力河南数字化转型突破。
厚积——软硬能打才“能打”植根市场
多年前，遥感领域的诸多设备还要靠购买国外产品为继，但随着国内市场、技术的不断成熟和国家对安全性要求的不断提高，行业也在不断向自主研发替代发展。遥感技术落实到实物上，靠的就是传感器技术，而要想在市场上占据一席之地，就得有核心优势。
“在中科谱光整套系统中，其中自主研发光谱数据采集模块、智能数据采集分析系统以及上百种光谱算法模型，都是中科谱光能打的部分。”王院长称，其产品的核心优势在于：第一，团队根植于中科院几十年的技术积累，团队自主研发的SCU元器件（光谱采集单元）它是所有智能终端的核心，根据应用场景的不同进行结构设计，按照设定频次采集物质光谱信息，通过4G/5G网络将数据源不断地传输至光谱大数据云服务平台。
第二，中科谱光系统具有对国产化平台的高适配性。王院长解释道，目前由于大部分软件开发架构的原因，在国产化适配过程中仍面临不小困难。值得一提的是，中科谱光产品“水质监测系统v1.0”与华为鲲鹏完成兼容性认证，获得华为云生态技术中心授予的KUNPENGCOMPATIBLE证书及相关认证徽标的使用权，这意味着中科谱光水质监测系统已经全面适配X86、ARM架构以及部分国产化系统，正式成为华为鲲鹏合作伙伴，彰显了中科谱光水质监测系统对国产化平台的高适配性。
第三，中科谱光的算法分析处理能力具备行业2-3年领先周期。水质参数反演算法模型可以使反演精度达到90%以上。目前，中科谱光已在国内铺设上百个站点，丰富长时序的监测数据为中科谱光的算法优化提供了基础。
以水生态监测为例，传统的水质检测还是化学法为主，存在成本、监测频率和监测周期上的局限性。随着光谱采集设备小型化和智能化以及反演模型精准化，在水质检测领域，已约有17项基础指标可以实现快速检测。对于突发公共水污染事件，高光谱检测可以实时回传监测结果，及时做好应急响应，及时追踪污染源的扩散，这是化学法无法企及的，在城市应急、河长制巡检等方面可以很好地弥补传统化学法周期长的缺陷。
在谈到光谱检测的实时、高效和智能化的同时王院长也坦言其受环境影响而存在的局限性。“相比化学采样的高适应性，光谱监测易受流速、水面光反的影响，更适合流速相对缓慢的水域，比如湖泊、自来水厂、污水处理厂等。而这些恰恰给光谱技术的应用场景指明了方向。”
打磨——业务积淀初现雏形
如果把从基础性研究到产出科研成果，从样机到规模化进入市场比作一个0~的过程的话，科学家完成的是0~10的过程，市场完成~的过程，那么中科谱光郑州研究院则完成的是10~的过程，像一个桥梁，嫁接研发和市场。严格来说，这是一个科技成果转化的平台。
河南地处中原，母亲河贯穿东西，南水北调融通南北，南部域内又有淮河流域辐射，全省水利迈向高质量发展新征程。同时，河南省的文化等极具优势特色的产业领域也面临数字化发展的新拐点，中科谱光郑州研究院落地郑州两年来，逐渐在河南找到科技成果市场化与产业化的创新应用道路。
去年，中科谱光郑州研究院与河南省水利投资集团旗下子公司一起成立了水生态环境实验室，目标是在省内全域布局空间一体化的水环境监测系统，包括卫星、无人机、低空领域和水面布设站点等方式，以此来推动水生态环境监控的数字化和智能化。据王院长透露，依托某供水工程，今明两年中科谱光郑州研究院将尝试在其供水线路上搭建比较完善的高光谱水质监测系统，以此来辅助整个流域内的水环境监测。目前，中科谱光的水环境监测系统已在延庆、太湖、青岛、南通以及天津等部分水域进行了的铺设和使用。
在艺术品数字化领域，与河南省文化产业投资集团旗下子公司共同成立了艺术品数字化联合实验室，立足国家重大战略方向，着眼河南省文化强省和数字经济发展需求，围绕文化艺术品数字化重大科学问题开展技术研发及应用研究工作，融合高光谱等数字化技术，探索形成中原领域内的文化艺术品数据库，以此辐射数字文创、艺术品数字化确权增值、文化数字产业等领域。
在食品药品检测领域，中科谱光聚焦的点相对集中，通过光谱探测检验食品、药品的有害成分，与河南省食品检验研究院共同成立了食药检测技术实验室，探索高光谱在食品快检领域的创新应用。在药品检测领域，创新型的瞄准高光谱等数字技术在中医药领域的跨界创新，与河南中医药大学成立了道地药材生态溯源及品质检测实验室。王院长介绍到，预计今年将在南阳中医药产业数字化升级方面贡献一方力量，协同南阳市主管部门共同推动中医药细分领域的标准化研究、中医人工智能研究和产业化价值开发。
发力——多重策略冲击亿元营收
近几年，河南省在数字化转型、智能制造、工业互联网等领域不断加大政策力度，大环境催生整个智能感知行业的蓬勃发展。经过前两年的铺垫与打磨，中科谱光郑州研究院在今年进入快速增长期，期望在几大领域取得突破性的进展和收益。
人才是创新的核心驱动力，在产业化项目落地河南之初，中科谱光郑州研究院就承担起人才引进的任务，王院长坦言，目前已完成协议指标的一多半，今年高端人才的挖掘和引入仍将是目标之一。第二个也是最为重点的目标则是要继续寻求产业化道路与区域特色融合的方式和措施，以多重策略实现今年营收目标的新台阶。
围绕创新，中科谱光郑州研究院也有自己相应的策略，在已有产品基础上，面向不同的客户需求差异化、定制化提供服务，在整个产品体系内达到良性提升。为此，中科谱光郑州研究院现储备技术人员占比48%，聚集了一批在空天信息、水生态环境、生物科技、人工智能等领域有长足优势的高端人才。在研发投入上，去年也以40%的高比例完美收官，未来仍将持续保持30%以上的投入，用于产品的定制优化和迭代。
同时，中科谱光郑州研究院也在寻求与传感器头部企业的合作，将深耕多年的光谱遥感技术与综合性智能传感技术相结合，在定制合作、共建整体解决方案方面优势互补。
而从长远规划来说，作为一个成果转化平台，“平台+事业部+产业公司”的“窝蛋鸡”模式是中科谱光郑州研究院在科学院体系内广泛的科技成果产业化道路中选择的运营模式，王院长称，未来将以研究院为框架，重点扶持几大事业部，争取在十年内孵化1~2个上市公司。
结语：高光谱遥感技术从航空航天的“曲高和寡”到向民用领域的逐步“开花”，除了技术和市场成熟发展的保驾护航，还需要“用武之地”的条件支撑。河南省丰富的农业、水生态、文化等产业发展基础，为高光谱技术的应用推广提供了广阔的天地，二者的结合是产业转型升级和数字河南建设的必然选择。撰文
董珊珊（原创文章，转载请注明出处）
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