一、大气环境监测：精准捕捉 “看不见的污染”
卫星搭载的大气痕量气体差分吸收光谱仪和宽幅热红外成像仪，可实现对大气污染物的高精度、大范围探测，是空气质量评估和污染溯源的核心工具：
- 痕量气体监测：精准反演大气中二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、臭氧（O₃）、甲醛（HCHO）、一氧化碳（CO） 等污染物的浓度分布，识别工业排放源（如电厂、钢铁厂）、机动车尾气集中区域，为污染减排政策制定提供数据支撑。
- 气溶胶与颗粒物监测：反演气溶胶光学厚度（AOD）、颗粒物（PM₂.₅、PM₁₀）的时空分布，追踪沙尘、秸秆焚烧烟雾的传输路径（如春季北方沙尘向南方扩散、秋冬季农田焚烧影响区域空气质量）。
- 温室气体辅助监测：结合高光谱数据特性，辅助分析二氧化碳（CO₂）等温室气体的区域分布差异，为 “双碳” 目标下的碳源 / 碳汇评估提供基础数据。
二、水资源与水环境评估：守护 “蓝色生命线”
通过可见 - 短波红外高光谱相机📷️捕捉水体的精细光谱特征，可区分水体成分差异，实现对地表水、近岸海水的多维度监测：
- 内陆水体水质监测：反演湖泊、水库、河流中的叶绿素 a 浓度（反映藻类生长情况）、悬浮物含量（反映水体浑浊度）、溶解性有机物（DOM） 等指标，精准识别 “水华”（如太湖、滇池的蓝藻暴发）、黑臭水体范围，评估水质等级（如 Ⅲ 类水、劣 Ⅴ 类水），为水环境治理（如控源截污、生态修复）提供动态监测数据。
- 近岸海域环境监测：监测近岸海域的赤潮（有害藻华）、石油泄漏、养殖区水体富营养化等问题。例如，通过高光谱数据区分赤潮藻类与正常浮游生物的光谱差异，提前预警赤潮暴发；识别石油泄漏的特征光谱，追踪泄漏范围和扩散方向，辅助海洋污染应急处置。
- 水资源调查：结合热红外数据，监测水体温度分布（如水库水温分层、工业冷却水排放对流域水温的影响），同时辅助识别干涸河道、季节性湖泊的范围变化，为水资源调度提供参考。
三、陆地生态系统调查：解码 “绿色生态密码”
高光谱数据能精准区分不同植被类型、识别植被生长状态，是生态系统健康评估、生物多样性保护的关键手段：
- 植被精细分类与长势监测：通过植被的 “光谱指纹”（如不同树种、作物的光谱曲线差异），实现精细化植被分类（如区分针叶林、阔叶林、灌丛，或小麦、玉米、水稻等作物）；反演植被覆盖度、叶面积指数（LAI）、叶绿素含量等指标，评估植被长势（如干旱、病虫害对作物的影响），为农业生产管理、森林资源清查提供数据。
- 生态功能区评估：针对自然保护区、国家公园等生态敏感区，监测核心区植被完整性、湿地植被类型变化（如沼泽、滩涂的退化或恢复情况），评估生态系统服务功能（如固碳、涵养水源能力），为生态保护红线划定提供支撑。
- 土壤与土地利用监测：通过土壤的光谱特征（如有机质含量、含水量、盐碱化程度的光谱差异），反演土壤类型、土壤肥力状况（如黑土区有机质流失情况），同时识别土地利用变化（如耕地侵占、草地退化、建设用地扩张），辅助国土空间规划。
四、自然资源勘探与管理：摸清 “地球家底”
高光谱技术的 “矿物识别” 能力，使其成为矿产资源勘探、能源资源调查的重要工具：
- 矿产资源勘探：通过可见 - 短波红外波段捕捉矿物的特征吸收峰（如黏土矿物、铁氧化物、碳酸盐矿物的独特光谱信号），实现对地表矿化带的识别（如寻找金矿、铜矿的伴生矿物，或煤炭、油气资源的地表指示矿物），缩小勘探范围，降低勘探成本。
- 能源与资源监测：监测油气田开发区域的地表环境变化（如油气开采导致的土壤污染、植被退化），评估开发活动的生态影响；同时辅助调查可再生能源资源（如光伏电站选址区域的光照强度分布、风电场区域的地表粗糙度评估）。
- 地质灾害隐患排查：结合高光谱数据与地形数据，识别易发生滑坡、泥石流区域的地表岩石风化程度、植被覆盖缺失情况（如地震后山体岩石裸露区的光谱变化），为地质灾害隐患点排查和风险评估提供补充信息。
五、灾害应急响应：助力 “快速救援与评估”
在自然灾害发生后，高光谱卫星能快速提供精细化的灾害影响信息，支撑应急决策与灾后重建：
- 洪涝灾害：通过高光谱数据区分淹没区域的水体、农田、房屋（不同地物的光谱差异显著），精准统计受灾面积、识别被淹村庄和道路，辅助救援力量部署；灾后评估农田积水消退情况、土壤湿度，为农业复产提供参考。
- 森林火灾：火灾发生时，监测火点位置、火势蔓延方向；灾后通过高光谱数据识别过火区域的植被烧毁程度（如 “重度烧毁”“轻度灼伤” 的光谱差异），评估火灾对生态系统的破坏范围，为森林恢复重建（如人工造林区域选择）提供依据。
- 地震与地质灾害：地震后，结合高光谱数据识别房屋损毁区域（倒塌建筑与完好建筑的光谱反射率差异）、道路中断位置，辅助灾情评估；同时监测灾后山体滑坡、泥石流的新隐患点，为临时安置点选址提供安全评估数据。
