協助研究人員監測環境元素和氣候條件
協助研究人員監測環境元素和氣候條件
「我們的光譜產品正在讓科學家的生活變得更輕鬆，因為我們解決了科學家通常會面臨到的所有技術挑戰。」- JB Hyperspectral
Andreas Burkart 和 Tommaso Julitta 來自 JB Hyperspectral，他們討論與 Ocean Insight 合作以及JB 的系統如何幫助研究人員監測環境元素和氣候條件。
JB Hyperspectral 總部位於德國杜塞爾多夫是環境遙距感測高光譜系統的供應商，也是 Ocean Insight 的合作夥伴。JB 成立於2016年，由植物研究者兼研發團隊負責人 Dr. Andreas Burkart 和環境科學家兼 JB 總經理 Dr. Tommaso Julitta 領導。
我們第一次認識 Burkart 博士是在2014年，當時他是德國 Julich 研究中心的博士後研究員，也是我們的「World Cup of Applications」競賽的獲勝者，該競賽吸引了數十個使用 Ocean Insight 光譜儀進行應用的參賽作品。Burkart 的獲獎作品著重在區分植物在光合作用期間散發的微弱葉綠素螢光信號與明亮陽光的挑戰，這對監測植物的健康和碳吸收具有重要意義。
最近我們採訪了 Burkart 及 Tommaso，討論他們在 JB 的工作、有趣的環境監測應用，以及如何將 Ocean Insight 光譜儀整合進他們的系統裡。
為了篇幅和清晰度，本次訪談經過編輯
Q: 在 JB Hyperspectral，進行哪些類型的環境感知工作呢？
JB: 我們生活在一個不斷變化的世界中。為了更好的了解環境是如何受到影響，自動化設備對現場量測是一個關鍵的解決方案。森林、農作物、淡水、雪、冰川和大氣都是在氣候中扮演重要角色的環境要素。監測這些有助於我們全面了解自然過程，並希望能讓我們意識到保護地球所需要採取的行動。
數千顆人造衛星每天飛越過我們的頭上，它們往下注視著地球並監控著環境。直接在地面上進行更仔細的觀察有助於調查環境並發現新的分析技術，以及校準和驗證衛星影像。
這就是我們在做的。我們製造在戶外使用的儀器，而這些儀器部屬在現場年復一年，日復一日的收集不同的表面是如何反射或發射光的資訊。
Q: Ocean Insight 光譜儀是如何應用在這些儀器裡?
JB: 我們整合 Ocean 光譜儀並使其適用於戶外。由於這些光譜儀的靈活配置，我們能夠提供專為多種應用而設計的產品，像是植物光合作用速率分析、水和空氣的品質監測、以及雪融化的過程。
Q: 在技術層面上，JB 系統在現場測量什麼？
JB: 透過 JB 產品，我們專注於環境過程的時間領域。我們使用奈米或亞奈米解析度的 Ocean 光譜儀來收集一段時間內的數據。JB儀器有著固定的視場角，他們可以追蹤在表面下的發展。
通常，我們的產品會同時收集來自天空的太陽輻射和來自地面的反射輻射。這能讓我們獲得兩個光通量的瞬時圖像，這稍後會用來決定監測目標的物理和化學特徵。此外，我們的儀器耐用、功耗低、並且直接收集各種元資料，例如溫度、濕度、和 GPS 座標。
Q: 你們的 RoX 及 FloX 系統使用 Ocean Insight 光譜儀。RoX 是用來量測日光輻射、反射輻射以及反射率。FloX 是設計用來量測葉綠素螢光。是什麼讓它們與眾不同?
JB: RoX 以及 FloX 產品正在讓科學家的生活變得更輕鬆，因為我們解決了科學家通常會面臨到的所有技術挑戰。基本上我們也克服了所有的痛苦以及障礙，打造出堅固的戶外設置，所以我們的客戶不必再面臨所有的麻煩。
每個量測點都其自身的特點，像是季節間的溫度變化、低電源供應、濕度、沙塵等等，就像戶外的大多數地方，環境條件都很惡劣。有了我們的儀器，科學家可以簡單的到了現場，將系統插入太陽能板，打開開關，然後欣賞風景。JB的儀器已經安裝在赤道到北極的各地，收集準確的輻射測量數據。我們通過與客戶一起開發特定的數據處理方法，以滿足他們的需求，並針對不同應用進行調整，持續支持客戶。
Q: 多告訴我們一點 RoX 系統的事。這能讓 RoX 客戶享受到什麼優勢?
JB: RoX 輕易使用、準確以及快速。如果沒有自動收集資料，我們的客戶將無法收集寶貴的資料集，因為 RoX 做的事情對人類來說太過艱鉅了。這款儀器的靈活性已經通過不同的應用來證明，包括從精密農業到亞馬遜河水質測量，再到最近大流行期間檢測空氣品質變化。我們始終樂意聽取人們的需求，並用我們的技術專業知識來支援他們，使他們的測量變得可能。
Q: 你的儀器有哪些重要應用?
JB: 光線帶來了很多關於我們周遭的資訊。如果我們帶著光譜儀往天空看去，我們能得到有多少能量抵達我們身邊的資訊，通過利用可見光以及近紅外光，我們能從中獲得空氣品質的性質。
與此同時如果我們觀察森林，我們可以量化在森林中植物的生物量、葉綠素以及光合作用的量值。這將有助於更好地量化該森林吸收二氧化碳的情況。這片森林正在從大氣中吸收多少二氧化碳呢？
如果我們看向積雪區，我們可以辨識出雪的特性是如何變化。雪上是否有灰塵沉積或藻類大量繁殖？這可能對融化速率和水資源的可用性產生顯著影響。
同時，在農業應用中，寶貴的光譜信息可以引導制定更準確的施肥技術，以減少浪費或污染物，或者預測最佳的收割時機。
Q: 聽起來JB的工作非常有趣也重要。
JB: 這些案例以及 JB 產品的其他的多種可能應用，可以幫助我們充分了解尚未100%理解的現象。從這項工作中獲得的知識對整個社會都是有益的，這就是為什麼我們總是盡力支持新技術的原因。