17日来到南通长三角智能感知研究院,停在楼下的一辆蓝白色“房车”吸引了记者目光。“这是我们自主研发的高光谱综合探测车,最近刚从云南等地完成野外工作归来。”项目负责人说,车上搭载的移动车载多模态系统收获了用户端的良好反馈,国内一家大型上市公司已经订购了一套产品,将服务于农业生产。
广阔的农田里,庄稼长势如何?高光谱综合探测车上配备的两台无人机,能够代替人工更快更好地完成监测工作。它们分别搭载高空高光谱相机和地面手持地物光谱仪,一边在农田上空拍摄,一边实时传回数据。通过数据分析比对,不但可以精准识别作物品种及生长状态,甚至可以对土地中的氮磷钾和有机质等含量进行分析,为施肥、病虫害治理提供科学依据。
农作物缺什么营养?矿石里有哪些成分?水体具体污染的情况?仅凭肉眼无法识别。高光谱成像技术则如同“神奇慧眼”,让人们得以透过表象洞察物质内在的物理、化学特性。每种物质都有其独特的光谱特征,类似于人类的指纹。而高光谱相机,能够捕捉到人眼和传统相机无法察觉的精细光谱信息,通过分析这些“光谱指纹”,可以准确识别和区分不同的物质。
南通长三角智能感知研究院创始人、首席科学家刘银年,是我国星载高光谱成像技术的主要开拓者和推动者。作为中国科学院上海技术物理研究所学术委员会副主任,他带领团队在2018年成功研制出国际首台星载宽谱宽幅高光谱相机。该相机先后搭载于“高分五号”等卫星上,广泛应用于探矿、甲烷监测、湿地监测、土壤监测、水体监测、农业监测等多个领域,在空间、辐射、光谱和精准性等方面的性能指标大幅优于国际同类高光谱相机。
商业航天的发展,为高光谱的产业化应用带来了新机遇,但与此同时,我国高光谱遥感成像产业发展也面临技术瓶颈。产业上游,轻小型探测器模组、凸面光栅等核心分光组件被国外垄断;中游,高光谱成像系统中的关键设备国产规模化程度低;下游,高质量的高光谱数据获取及应用有限。
“创新必须扎根实战,成果要能服务产业。”2019年,刘银年牵头成立南通长三角智能感知研究院,依托星载高光谱团队雄厚的科研积累,结合南通新兴产业发展的迫切需要和政策区位优势等,致力于高光谱遥感及应用的商业化推进,让更多“实验室里的想法”变成“产业里的成果”。
六年来,感知院先后突破精密凸面闪耀光栅制备、星载高光谱成像专用轻小型探测器制冷模组等一批关键核心技术;研制出新一代地球深部原位光谱仪,实现分钟级百万样品光谱特征提取,综合性能指标优于国内外同类型产品;目前已具备国际领先的全流程高光谱数据预处理、分发能力。依托创新成果,感知院及其产业化公司截至2025年10月累计申请专利228件、授权专利109件,其中,高价值发明专利占有效发明专利的100%;发表论文73篇(其中SCI&EI收录37篇),登记软件著作权13件,注册商标77项,对外许可商标1项,发布企业标准1件。
2024年,对于感知院来说是一个特别的年份。其在国际竞争中脱颖而出,承担了阿联酋813卫星项目有效载荷任务,首次实现我国星载高光谱国际出口;同年,以江苏省商业航天遥感领域的“龙头”单位身份,加入长三角国家技术创新中心平台,与南通地方政府共同组建成立江苏集萃智能感知科技有限公司,在产业化道路上迈出了重要的一步。
“车载多模态系统”是集萃智能感知成立后推出的力作。该系统集卫星通信、无人机协同探测、多功能车载平台于一体,实现可持续的精准数据采集与实时处理,真正推动了遥感监测的常态化简便运行。卫星遥感数百公里快速监测、车载百公里机动、轻小无人机数十公里作业……基于已有成果,感知院正着力打造天空地一体化高光谱遥感系统,以技术赋能千行百业发展。


