近期，可持续发展大数据国际研究中心（SDG中心）开放研究计划在下一代人工智能（透视遥感）研究方面取得进展，相关成果发表在综合类期刊《The Innovation》（《创新》，IF=32.1）上。SDG中心开放研究计划——CBAS卓越科学家项目(CBAS2023ORP03)为第一资助，王力哲教授为论文的第一作者。

　　一直以来，如何实现地球表面、浅层地下和深层物质结构和运动的三维成像与建模，推动地球深层物质结构组合和演化过程的认知，是了解地球内部环境关键挑战。针对上述挑战，论文作者提出了透视遥感概念，建立了全谱电磁场与地下材料之间相互作用的统一物理机制，通过无缝融合多个物理场之间的相互作用，使得透视遥感能够从地球表面深入到其内部。该方法能够生成详细的图像和三维模型，提供对地球深处物质分布、结构、属性和动态行为的系统分析，揭示地球内部结构组成和演化过程，例如，理解地壳、地幔和地核的物质组成、温度分布、流动模式和其它重要信息，从而丰富人类对地球内部运动的认知。

如图所示，透视遥感是综合卫星、机载、地基平台上的高光谱、电磁、重磁等数据，对地下三维空间进行全方位探测的新一代探测技术。该技术预期整合、统一包含多种物理性质的高分辨率监测平台，满足深部地下空间、海洋、岩石圈和地球内部探索的应用需求，将在透明地质、透明城市地下空间、以及透明海洋等领域中发挥重要作用。该系统主要包括：

　　(1) 多物理场耦合模拟：建立在耦合机制和统一数值过程之上。从物理上讲，每个光谱波段中的电磁波本质上是相同的。因此，有可能将多源地球物理场模拟的过程统一到一个理论和数值框架中。

　　(2) 多物理场特征库：多物理场观测特征库包含跨整个电磁波段观测到的特征或现象的全面集合，用于检测地表和地下目标。该库充当参考数据库，用于将观测到的地球物理特征与已知模式和异常进行比较。

　　(3) 多物理场数据补偿：需要对多物理场数据进行组合和集成，以创建统一的数据集。这涉及在空间和时间上对数据点的配准和关联，消除各种干扰，确保它们位于公共坐标系和参考框架中。

　　(4) 多物理场耦合反演：基于多物理场耦合仿真，形成多物理场耦合框架。每个地球物理数据集可以同时反演，以评估与其他多种方法的观测数据集一致的地下三维模型。

　　本研究阐述的透视遥感概念，是一种集成卫星、机载和地面平台上的高光谱、电磁、重磁数据的新一代探测技术。随着先进遥感平台的发展，透视遥感理念能够迎来多层次、三维、多角度、全方位、全天候对地观测的新时代。相关技术预期在地球物理、城市地区测绘和海洋地下认知方面，发挥重要作用。

【文章链接】

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100519

【相关阅读】

Wang, L., Zuo, B., Le, Y., Chen, Y., & Li, J. (2023). Penetrating remote sensing: next generation remote sensing for transparent Earth. The Innovation.