2025年11月12日，中国科学院上海技术物理研究所研究员王跃明在深圳核博会2号馆核能首秀场发表《极敏红外大视场成像技术》主旨报告。
演讲介绍了极敏红外大视场成像技术，强调通过空间、时间、温度和光谱四个维度提升红外感知能力，并以更大观测范围提高遥感作业效率。报告回顾了团队在航空遥感红外成像方面的长期积累，展示了高灵敏度、大动态范围和高空间分辨率的最新成果，并说明其在核电站温排水监测中的应用价值。
关键点
1. 极敏红外与大视场的核心含义（00:24）
报告将“敏”解释为感知，极敏红外追求在空间分辨、时间分辨、温度分辨和光谱分辨四个维度实现极限能力。大视场的意义在于扩大观测范围，提高遥感作业效率，否则遥感的应用价值会降低。
2. 团队积累与产业化推进（01:05）
中科院上海机务所航空遥感团队已有五十多年历史，历经单元红外扫描仪、光谱红外扫描仪以及主被动大视场成像技术等发展阶段，研制了一代代国内尖端仪器。团队在前辈工作基础上继续发展新一代大视场红外光谱成像仪器，并成立音孚常州红外科技有限公司推动产业化推广。
3. 红外技术的温度与光谱特性（02:20）
红外辐射与温度密切相关，不同温度在不同光谱范围会呈现不同辐射信号；若要测量温度谱分布，需要较大规模的面阵探测器。报告提到最新技术将红外探测灵敏度做到五毫开，动态范围达到二十比特，可在大动态范围条件下实现高灵敏度探测，并呈现更清晰的人手和人脸热图像细节。
4. 光谱与时间分辨有助于目标识别（03:45）
以东北黑土地秸秆燃烧后的灰烬为例，可见光难以看出热点，而短波红外辐射谱能显示其热异常；这类光谱信号对目标识别和鉴别很重要。报告还指出，同一场景持续用红外观测时，不同物体的温度变化不同，可用于区分阔叶林、针叶林及不同乔木等目标。
5. 大视场红外载荷与高分辨率影像成果（04:57）
实现大视场红外成像通常包括单元扫描、线阵探测器扫描和面阵探测器等方法，面阵还可结合扫描获得更大视场。团队近年研制了多种基于面阵的交频面大视场红外载荷，并在航空吊舱上应用，获得大范围且细节丰富的高分辨率影像；在十五公里飞行高度下，短波红外可达零点七五米分辨率，长波红外可达一点五米分辨率。
6. 影像质量达到国际可比水平（06:39）
报告将团队成果与美国林肯实验室二零一四年公布的二点五亿像素航空红外大视场成像设备进行对比，认为当前影像质量与其水平相当。
7. 核电站温排水监测应用（06:57）
温排水监测用于为核电厂建设工程设计、核电安全运行和海洋环境保护提供依据，主要任务是查明机组运行前后海域温度场分布及变化特征，并分析温排水造成的温升范围和规模。团队长期对连云港田湾核电站等区域进行航空遥感飞行，并在山东海阳、浙江秦山、宁波三门、福建宁德、福建福清和海南昌江等核电站开展日常运行监测。
8. 潮态影响温排水分布（08:26）
核电站温排水与潮态密切相关，涨潮和落潮会影响排水在海域中的温度分布。报告展示的场景中还可见渔民养鱼网箱等海域要素。
9. 结语与未来方向（09:10）
团队表示过去几十年持续围绕国家需求和经济社会发展开展攻关，探索极敏红外探测遥感的极限。与可见光相比，极敏红外探测仍有较大发展空间，团队希望与各行业用户合作发掘新的应用场景。
时间线
00:02 - 开场调试后，演讲者引出极敏红外大视场成像技术，并解释其围绕多维度感知能力和遥感效率展开。
01:05 - 介绍航空遥感团队的历史传承、重要技术发展脉络以及当前产业化推广情况。
02:20 - 进入红外技术特点部分，围绕温度、光谱、探测灵敏度、动态范围以及典型热图像示例展开说明。
03:45 - 通过秸秆燃烧灰烬热点、不同物体温度变化等例子，说明光谱分辨和时间分辨在识别目标中的作用。
04:57 - 介绍大视场红外载荷的实现方式，并展示团队在航空平台上获得的高分辨率大范围红外影像成果。
06:57 - 转向应用场景，重点说明核电站温排水监测的目的、任务、典型站点和运行监测实践。
09:10 - 最后总结团队持续攻关极敏红外遥感技术，并表达与行业用户共同拓展应用场景的意愿。
AI 延伸阅读(下文由AI生成，其内容可能存在偏差，请注意甄别)：
极敏红外大视场成像技术的发展与应用
极敏红外大视场成像技术面向红外遥感中的高灵敏探测和高效率成像，其核心在于从空间、时间、温度/辐射和光谱四个维度提升对目标与环境的感知能力。空间分辨用于看清目标细节，时间分辨用于连续观测动态变化，温度或辐射分辨用于识别极微小温差，光谱分辨则利用不同波段的辐射特征区分目标类型和物理状态。对于遥感应用而言，大视场同样关键，因为视场越大，一次观测覆盖的区域越广，作业效率越高；如果视场不足，即便单点探测能力很强，也会限制其在大范围环境监测、资源调查和安全保障中的应用价值。
中国科学院上海技术物理研究所航空遥感团队在这一方向上已有五十多年积累，形成了从单元红外扫描、光谱红外扫描到主被动大视场成像的连续技术传承。早期由匡定波院士等发展单元红外扫描仪，通过单元探测器扫描实现红外成像；随后薛永祺院士等将红外遥感从空间和辐射维度拓展到光谱维度，使遥感不仅能“看见”目标，还能进一步识别目标特性；王建宇院士等又推动了主被动结合的大视场成像技术发展，促进了高端航空遥感仪器研制。当前，新一代大视场红外光谱成像仪器在前期基础上持续演进，并通过相关红外科技公司的成立走向产业化应用，面向行业用户提供技术转化和服务。
红外探测的独特优势来自红外辐射与温度之间的密切关系。不同温度目标具有不同的辐射强度和光谱分布，因此红外技术既能探测低温、常温目标，也能观测火山口等高温目标，并通过不同红外波段的信号变化判断目标状态。与传统温度计只能测量单点温度不同，面阵红外探测器能够获得二维温度场，形成热图像，从而分析人体、地物、海域等对象的空间温度分布。随着探测器和系统技术进步，红外成像灵敏度可达到约五毫开尔文级，能够呈现人体手部、人脸等细微温度差异；动态范围也可提升至约二十比特，使系统能够同时处理高温目标和常温背景，避免亮部过曝或暗部细节丢失。
红外光谱成像还具备可见光难以替代的识别能力。一些在可见光图像中并不明显的热点，在短波红外波段会表现出显著特征。例如东北黑土地秸秆燃烧后的灰烬热点，可见光下可能与周围背景差异不大，但在短波红外中由于目标自身辐射增强而更容易被发现。连续红外观测还可揭示不同地物的升温和降温规律，利用时间维度上的温度变化差异区分阔叶林、针叶林、乔木等地物类型，使红外遥感从静态成像进一步扩展到动态过程分析。
实现大视场红外成像有多种技术路径，包括单元扫描、线阵扫描和面阵成像。单元扫描依靠单元探测器在飞行过程中沿翼展方向扫描，可获得大视场、高分辨红外图像；线阵扫描类似办公扫描仪，通过线阵探测器与平台运动配合完成图像获取；面阵成像则利用面阵探测器直接成像，并可结合扫描方式进一步扩大覆盖范围。近年来，上海技物所团队基于面阵技术研制出多型大视场红外载荷，并在通用航空吊舱等平台上开展应用。在约十五公里飞行高度下，系统可获取高空间分辨率航空红外影像，其中短波红外影像分辨率可达约0.75米，长波红外影像分辨率可达约1.5米，既能覆盖大范围场景，也能在局部放大后保留丰富细节。其影像质量与美国林肯实验室公布的2.5亿像素航空红外大视场成像设备相比已达到相近水平。
核电站温排水监测是极敏红外大视场成像技术的重要应用场景。核电机组运行会产生温排水，温排水进入海域后会改变局部温度场，因此需要准确掌握机组运行前后周边海域温度分布，以及温升范围和扩散规模。这类监测既可为核电厂建设工程设计提供依据，也能为核电安全运行和海洋环境保护提供数据支撑。以上海技物所团队长期监测的连云港田湾核电站为例，团队基本每年都会对其周边海域开展航空遥感飞行，获取海域温度场分布，分析温排水扩散范围，为运行管理和环境评估提供支撑。
目前，该技术已应用于山东海阳、连云港田湾、浙江秦山、宁波三门、福建宁德、福建福清、海南昌江等多个沿海核电站的常态化监测。通过大视场极敏红外观测，可以在不同海况下识别温排水扩散特征，并分析潮汐对温度场的影响。涨潮和落潮会改变温排水在海域中的分布形态，使温度场呈现动态变化；同时，部分监测区域还存在渔民养殖网箱，红外温度场数据也可为海洋生态保护和养殖环境评估提供参考。
极敏红外大视场成像技术的发展体现了红外遥感在高灵敏、大覆盖、光谱识别和动态监测方面的综合优势。相较于可见光遥感，红外探测仍有很大的拓展空间，尤其适用于环境监测、能源安全、生态保护、目标识别等需要发现温度差异、辐射特征和动态变化的领域。未来，随着探测器、光谱成像、载荷平台和数据处理技术的持续进步，该技术有望与更多行业需求结合，在国家重大工程保障和经济社会发展中发挥更广泛作用。
