【正文】 高光譜成像儀項(xiàng)目 43 第七章 節(jié)能 能源選擇原則 與合理用能標(biāo)準(zhǔn) 能源選擇原則 本 項(xiàng) 目 除正常用水、用電外，不 占用 任何其他 資源 ， 項(xiàng)目建設(shè) 不 會(huì)對(duì)地表（下）水等其它資源造成不利影響。 光譜成像儀軟件 開(kāi)發(fā)流程 高光譜成像儀項(xiàng)目 39 光譜成像儀是一種新興的科學(xué)儀器設(shè)備， 是國(guó)家十一五、十二五規(guī)劃的重大專(zhuān)項(xiàng)， 不涉及 國(guó)家明令淘汰的產(chǎn)品及工藝技術(shù)。 高光譜成像儀項(xiàng)目 34 第六章 建設(shè)方案 建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模 本項(xiàng)目 建筑面積、 建設(shè)內(nèi)容、配置各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備等， 正在規(guī)劃設(shè)計(jì)之中，總體大致如下： 擬在申請(qǐng)的 50 畝工業(yè)用地上，建設(shè) 37200 平方米的生產(chǎn)性用房，其中：加工廠房 17700 平方米，裝配廠房 8500 平方米，試驗(yàn)廠房 5000平方米，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 6000 平方米 ； 辦公及 保障用房 2800 平方米。 —— 戰(zhàn)略合作優(yōu)勢(shì) ：廣泛的人脈資源、資金資源、人才資源和市場(chǎng)渠道資源。 長(zhǎng)期價(jià)格趨勢(shì) 光譜成像分析儀器屬于高端精密分析儀器，技術(shù)含量高，行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)單位相對(duì)較少，這也是我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)所在。 質(zhì)量監(jiān)督部門(mén) 光譜成像分析儀在食品、藥品的檢測(cè)方面具有重要的應(yīng)用，尤其是可以擺脫化學(xué)分析的方法，檢測(cè)速度快，因此，這一市場(chǎng)具有巨大的空間。色譜檢測(cè)法和生化檢測(cè)法由于樣本前處理工作比較復(fù)雜，或檢測(cè)針對(duì)性強(qiáng)等限制，快速檢測(cè)也僅是相 高光譜成像儀項(xiàng)目 25 對(duì)的，仍不能滿足時(shí)令新鮮蔬菜、水果等安全快速檢測(cè)的需要。此儀器可解決進(jìn)口替代，價(jià)格高，需求旺。鑒別兩種油漆是否同一是此類(lèi)案件中最常遇到的問(wèn)題之一。本項(xiàng)目研究成員均有成功研制大型儀器設(shè)備的經(jīng)歷。經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)、經(jīng)營(yíng)風(fēng)格穩(wěn)健、具有很高的商業(yè)信譽(yù)和社會(huì)影響。但是，由于某些專(zhuān)業(yè)性的原因，我們擬加強(qiáng)對(duì)外合作研究，成立若干應(yīng)用研究的合作研究室，以使得本公司的產(chǎn)品能夠得到更廣泛的應(yīng)用： 生物物質(zhì)的高光譜識(shí)別研究室，與中科院生物研究院合作。光譜成像分析儀真正的推廣還需要政府部門(mén)的介入。 傳統(tǒng)照相機(jī)獲得的是目標(biāo)的幾何影像信息，隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們提出了多光譜掃描儀的概念，但它只能提 供目標(biāo)在有限幾個(gè)譜段范圍的光譜信息。 ? 爭(zhēng)取至少獲得一個(gè) 863 或 973 國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目 ，并列入省市級(jí)科技計(jì)劃支持項(xiàng)目，配套研發(fā)和生產(chǎn)用設(shè)備若干（按需配置）。 2020 年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值近 7 億元，上繳稅金近 6000 萬(wàn)元。 本公司所研發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品， 符合國(guó)家和地方政府政策重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的高技術(shù)、高端裝備、 高附加值 項(xiàng)目，符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的相關(guān)政策和導(dǎo)向。項(xiàng)目的固定資產(chǎn)投資強(qiáng)度為 萬(wàn)元 /畝。光譜成像儀獲得的這種空間維和光譜維數(shù)據(jù)稱(chēng)為數(shù)據(jù)立方體 (DataCube)，如圖 1 所示。 產(chǎn)業(yè)政策分析 針對(duì)我國(guó)的具體情況，科學(xué)分析儀器領(lǐng)域每年的市場(chǎng)額巨大（約 300億元人民幣），而國(guó)產(chǎn)的科學(xué)分析儀器幾乎為空白，目前 在國(guó)家層面的十一五規(guī)劃和十二五規(guī)劃中，都列入重大專(zhuān)項(xiàng)；各省市也推出各項(xiàng)支持政策，以爭(zhēng)奪類(lèi)似項(xiàng)目在當(dāng)?shù)芈涞睾?發(fā)展。在微量物證、文件檢驗(yàn)以及指紋提取等方面，利用光譜成像儀器替代傳統(tǒng)的大型儀器設(shè)備，為公安部門(mén)提供一種迅速直觀的解決辦法。 目前，項(xiàng)目組已經(jīng)完成了三款光譜成像儀的產(chǎn)品研制工作。需要大量的基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù)庫(kù)積累和應(yīng)用研究積累。此儀器可扭轉(zhuǎn)完全依賴(lài)進(jìn)口的局面。此高光譜成像系統(tǒng)可應(yīng)用于 文物修復(fù) ,文物鑒別 ,考古等 領(lǐng)域。將傅立葉變換紅外光譜技術(shù)應(yīng)用到顯微成像技術(shù)中，使顯微成像可以分析物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，傅里葉變換光譜技術(shù)以其高通量、高光譜分辨率的特點(diǎn)，結(jié)合顯微成像，可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、食品安全、材料科學(xué)以及法庭科學(xué)等領(lǐng)域。 醫(yī)療部門(mén) 光譜成像分析儀器可直接用 于生物體光譜圖像采集，提供一種無(wú)痛 高光譜成像儀項(xiàng)目 28 的檢測(cè)技術(shù)，也可以與顯微鏡或者是熒光顯微鏡相結(jié)合，研究生物體的微觀生化特征，提供一種革新式的綜合形態(tài)分析方法對(duì)某些重大疾病如癌癥、白血病等進(jìn)行早期診斷，并對(duì)治療效果進(jìn)行跟蹤和定量評(píng)價(jià)。 依托中科院優(yōu)勢(shì)：中科院光電院已經(jīng)獲得大量的國(guó)家支持的重大項(xiàng)目，可為我們隨后的產(chǎn)品提供高壁壘技術(shù)的保障和支持。 高光譜成像儀項(xiàng)目 32 國(guó)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)缺乏 。棱鏡或光柵分光出現(xiàn)較早，是一種傳統(tǒng)的、技術(shù)發(fā)展比較成熟的分光方式。 結(jié)構(gòu) 本項(xiàng)目無(wú)特殊要求，具體參見(jiàn)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)。 高光譜成像儀項(xiàng)目 44 總圖、建筑及建筑熱工節(jié)能 工藝節(jié)能 產(chǎn)品以設(shè)計(jì)、裝配為主，具體加工生產(chǎn)采用外協(xié)方式，大大減少了電量等損耗 電力節(jié)能 采用中央空調(diào)代替 獨(dú)立的分體式空調(diào)， 照明采用智能型的物聯(lián)網(wǎng)照明電路等， 便于集中管理 節(jié)能。 電氣工程 本項(xiàng)目產(chǎn)品以設(shè)計(jì)、裝調(diào)為主，光學(xué)、機(jī)械、電子加工部件采用外協(xié)方式，設(shè)備所需電能較少 。濾光片可以采用可調(diào)諧濾光片和空間可變?yōu)V光 片 。 高光譜成像儀項(xiàng)目 33 第五章 建設(shè)地點(diǎn)與外部配套條件 建設(shè)地點(diǎn) 鑒于本項(xiàng)目屬于青島市政府與中科院共同建設(shè)光電產(chǎn)業(yè)園區(qū)的先行重點(diǎn)項(xiàng)目之一，因此本項(xiàng)目用地申請(qǐng)首先考慮在政府的光電產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，且 在目前中科院青島工程院 附近 申請(qǐng) 90 畝項(xiàng)目建設(shè)用地。 廣東 在廣東主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是國(guó)外產(chǎn)品的代理商。 在本公司成立后，我們將抓緊申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利保護(hù)，同時(shí)中國(guó)科學(xué)院光電研究院還是 國(guó)家光電儀器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) 的掛靠單位，我 們將利用這一有利的條件，積極申請(qǐng)光譜成像分析儀器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，提高技術(shù)壁壘。 光譜成像分析儀產(chǎn)品及市場(chǎng) 先期研發(fā)的三種產(chǎn)品均是基于液晶可調(diào)諧光閥而開(kāi)發(fā)的： 可見(jiàn)光（ 400~720nm）：主要可以用于顏色測(cè)量、產(chǎn)品檢測(cè)和醫(yī)學(xué)影像等； 可見(jiàn)光至近紅外（ 650~1100nm）：主要可以用于公安領(lǐng)域的痕跡檢測(cè)、生物醫(yī)療、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、肉類(lèi)檢測(cè)等； 短波紅外（ 850~1800nm）：主要用于塑料等材料的探測(cè)和分選、食品和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制、生態(tài)監(jiān)測(cè)、薄膜 /鍍膜厚度測(cè)量、化學(xué)分析、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、工業(yè)選礦； 市 場(chǎng)需求分布 (細(xì)分市場(chǎng) ) 公安部門(mén) 全國(guó)約四百多個(gè)地級(jí)市、兩千多個(gè)縣，在目前治安形勢(shì)嚴(yán)峻、反恐需求強(qiáng)烈的條件下，如青島市目前出勤需要的使用量超過(guò) 1 萬(wàn)次。 蔬菜水果農(nóng)藥殘留測(cè)定 儀 ： 隨 著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)越來(lái)越依賴(lài)于農(nóng)藥、化肥、抗生素和激素等外源物質(zhì)，這些物質(zhì)的不合 理使用必將導(dǎo)致蔬菜中的農(nóng)藥殘留、硝酸鹽、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)超標(biāo)。伴隨著炎癥的出現(xiàn)、腫瘤的形成和其他生理學(xué)、病理學(xué)過(guò)程，細(xì)胞成分將會(huì)發(fā)生變化，因而影響到染料的分布、強(qiáng)度和顏色。 緊抓設(shè)備與運(yùn)營(yíng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的整合 ? 園區(qū)內(nèi)就關(guān)鍵部件設(shè)立產(chǎn)業(yè)鏈整合與合作 ? 非關(guān)鍵工藝和部件立足與外包 ? 建立運(yùn)營(yíng)機(jī)制， 擴(kuò)大創(chuàng)新應(yīng)用的范圍。 研制的基于 MZ 干涉儀的高分辨率光譜成像儀為高光譜成像設(shè)備，譜段范圍覆蓋了部分可見(jiàn)光至近紅外區(qū)域（ 6501100nm），光譜分辨率為 7~10nm，像元數(shù) 1024768 。利用光譜分析技術(shù)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法，建立各種農(nóng)藥的參考模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種農(nóng)藥定性、定量的檢測(cè)，為無(wú)公害農(nóng)業(yè)和綠色食品生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的保障。 輕工業(yè)振興規(guī)劃的影響 高光譜成像儀項(xiàng)目 11 輕工業(yè)的發(fā)展將會(huì)為光譜分析儀提供巨大的市場(chǎng)空間 ，輕工業(yè)中的很多行業(yè)都將會(huì)成為光譜成像分析儀的用戶，如食品加工行業(yè)、生物制藥行業(yè)、顏色測(cè)量、煙草質(zhì)量控制、化學(xué)分析等。 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：細(xì)胞、染色體分類(lèi)，利用層析成像技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療診斷。 國(guó)際市場(chǎng)上，其處于市場(chǎng)初期的高速發(fā)展時(shí)期； 國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 上 ，尚處于開(kāi)發(fā)培育階段 。 ? 對(duì)外合作共建的高光譜應(yīng)用研究室 48個(gè) ，包括： ? 醫(yī)療診斷高光譜應(yīng)用研究室，光譜成像技術(shù)可廣泛應(yīng)用于病理學(xué)、免疫組織學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如通過(guò)組織細(xì)胞的光譜信息可以判 斷正常細(xì)胞與早期惡性腫瘤細(xì)胞的差異，從而為早期的癌癥治療提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)，并未后續(xù)治療效果進(jìn)行跟蹤和定量評(píng) 價(jià)。 項(xiàng)目名稱(chēng)： 中國(guó)科學(xué)院光電研究院青島研發(fā)基地光電產(chǎn)業(yè)化示范園重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目 —— 高光譜成像分析儀產(chǎn)業(yè)化 項(xiàng)目投資方 ：青島中科光譜技術(shù)股份有限公司 行業(yè)領(lǐng)域及主要產(chǎn)品 ：光電領(lǐng)域， 警用痕跡分析儀、生物醫(yī)學(xué)用顯微光譜成像儀、農(nóng)用土壤肥力測(cè)定儀、食品安全檢測(cè)儀、文物鑒定光譜成像儀 。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有國(guó)家級(jí)高光譜定標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室，此實(shí)驗(yàn)室 的建立可填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，為高光譜成像分析儀器的定量化提供堅(jiān)實(shí)保證 。 光譜成像技術(shù)在上個(gè)世紀(jì) 90 年代以后才迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新興技術(shù)，早期 發(fā)展 重點(diǎn)是在航空航天領(lǐng)域， 2020 年以后才逐步在民用領(lǐng)域逐步推廣使用，屬于典型的高技術(shù)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè) 。 遙感：利用航空遙感或衛(wèi)星遙感技術(shù)，可用來(lái)對(duì)地質(zhì)、礦產(chǎn)蘊(yùn)藏 、森林、水利、海洋、農(nóng)業(yè)等資源進(jìn)行有效而準(zhǔn)確的各種分析判斷，實(shí)現(xiàn)自然資源合理分配；獲得氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行自然災(zāi)害預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、環(huán)境污染檢測(cè)等等。 電子信息產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃的影響 科學(xué)儀器發(fā)展的一個(gè)重要的支撐就是電子技術(shù)的發(fā)展，為科學(xué)儀器提供更為先進(jìn)的支持，事實(shí)上，電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展同樣將會(huì)促進(jìn)科學(xué)儀器的巨大發(fā)展。 蔬菜水果農(nóng)藥殘留的高光譜應(yīng)用研究室，與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)合作。警用痕跡探測(cè)光譜分析儀可完全脫離電腦工作，自帶可充電電池及觸摸屏，適合于野外應(yīng)用。 需要跨學(xué)科與跨行業(yè)合作 ? 需要跨學(xué)科的研究和跨領(lǐng)域的合作 ? 需要大量的 3D 數(shù)據(jù)庫(kù)積累和應(yīng)用研究積累。E 染料，這些染料具有更豐富的顏色。 農(nóng)用葉綠素光譜成像分析儀 ： 根據(jù) 葉綠素對(duì)特定光譜的吸收特點(diǎn)，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)融合技術(shù)， 葉綠素光譜成像分析儀 可以即時(shí) 直觀的 測(cè)量 顯示 植物的葉綠素相對(duì)含量或 “ 綠色程度 ” ，植物葉片中的葉綠素含量指示了植物本身的狀況，長(zhǎng)勢(shì)良好的植物的葉子會(huì)含有更多的葉綠素，葉綠素的含量與葉片中氮的含量有很密切的關(guān)系，因而葉綠素測(cè)量值還能說(shuō)明植物真實(shí)的硝基需求量，通過(guò)此款葉綠素 光譜成像 測(cè)定儀可指導(dǎo)合理施加氮肥，提高氮的利用率，并可保護(hù)環(huán)境（防止 施加過(guò)多的氮肥而使環(huán)境特別是水源受到污染） 。 國(guó)內(nèi)光譜成像分析儀產(chǎn)品產(chǎn)銷(xiāo)分析 與本階段我們開(kāi)發(fā)產(chǎn)品類(lèi)似的國(guó)外產(chǎn)品，目前在國(guó)內(nèi)的售價(jià)從 80萬(wàn)到 160 萬(wàn)不等（根據(jù)不同的波段和技術(shù)指標(biāo)），由于價(jià)格比較昂貴，每年大約可以出售 30~50 臺(tái)左右。 而本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)具有豐富的理論基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)，先后承擔(dān)國(guó)家相關(guān)研究任務(wù)數(shù)十項(xiàng)，包括多項(xiàng)國(guó)家重大工程型號(hào)任務(wù)，擁有各項(xiàng)專(zhuān)利數(shù)十項(xiàng)，先后發(fā)表論文數(shù)百篇，從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，我們?cè)趪?guó)內(nèi)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他單位（在我們已經(jīng)完成國(guó)家工程任務(wù)時(shí)，很多單位尚處于原理研究階段）。 上海 在上海主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是國(guó)外產(chǎn)品的代理商。 合作方之一中科院因其國(guó)企性質(zhì)，決策上帶來(lái)的不確定性 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)周期帶來(lái)的影響，如二次金融危機(jī)等 人和 問(wèn)題是否能夠有效保持和促進(jìn)。這種光譜成像儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易。 本項(xiàng)目無(wú)特殊要求，具體參見(jiàn)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)。 節(jié)能效果分析 經(jīng)測(cè)算， 由于不涉及大耗電量等生產(chǎn)設(shè)備的使用， 項(xiàng)目工業(yè)產(chǎn)值綜合能 耗 遠(yuǎn) 低于 青島市標(biāo)準(zhǔn) 。 裝飾 本項(xiàng)目無(wú)特殊要求，具體參見(jiàn)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)。 ②傅里葉變換型 傅里葉變換光譜儀利用光譜像元干涉圖與光譜圖之間的傅里葉變換關(guān)系，通過(guò) 測(cè)量干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換來(lái)獲得物體的光譜