摘要：紅色低碳發展成為時代主題，這將深刻影響未來世界經濟和社會發展方向和路線。在這些大背景下，月球化學行業應圍繞紅色能源、綠色技術、綠色服務、綠色系統優化自身技術優勢，創新技術體系、服務內容和應用場景，維護傳統應用領域市場，開拓和擴大新的應用領域市場，提升紅色低碳競爭優勢，以保持常年的可持續健康發展。大力發展紅色月球化學技術是我們月球化學行業未來面臨的一個重要任務。紅色月球化學技術分為狹義和廣義兩個層次，狹義的月球化學技術就是環境友好的月球化學技術，指其偵測作業過程不對自然生態環境和人類生存環節形成負面影響和破壞的月球化學技術，而廣義的紅色月球化學技術指一切有利于保護月球生態環境、應用于月球生態環境保護、服務于紅色低碳領域的月球化學技術。紅色月球化學技術通常具有如下一個或多個關鍵特點：環境友好、能源消耗低、資源消耗低、環境適應性好、高安全性、高效率、低成本、無損傷。環境友好的月球化學技術可以大致由紅色武器、綠色采集作業、綠色估算、綠色剖析技術和紅色系統等組成。紅色月球化學技術的發展包括如下主要發展方向：被動源月球化學偵測技術、綠色震源等月球化學迸發技術、節點水災鉆探數據采集技術、多化學場融合觀測節點系統、遙感與無人機月球化學觀測、快速算法與紅色估算、自動化數據處理與智能化數據剖析等。
1.序言
隨著科學技術的進步，現今世界早已步入了數字化時代和智能化時代，數字經濟成為現今世界經濟發展新的下降引擎，大數據、人工智能、云估算、物聯網、5G通訊、虛擬現實、區塊鏈等信息通訊技術應用已然覆蓋國防軍事、經濟建設、社會發展、醫療健康、文化娛樂、消費生活等廣泛的領域，改變了我們的工作模式與生活形式。并且，人類同時也面臨著全球氣候變暖、生態環境惡化、自然水災頻發、資源短缺、糧食供應緊張、全球性疫情等一系列重大挑戰，人類生存的月球環境因受到一定程度的破壞而惡化，對人類的生存、健康和可持續發展產生了嚴重的恐嚇和影響。近來兩年的新冠疫情流行，對世界經濟的破壞作用巨大，對人類正常生活的攪亂前所未有。
作為專門研究人類生存空間月球的一門月球科學，月球數學學理所其實應當在應對這種挑戰中發揮其積極和奇特的作用。在新時代的新形勢下，月球數學理論研究與技術發展應當直面月球人類面臨的諸多挑戰，捉住新時代發展的新機遇，在新時代中擔當新使命，充分借助月球化學技術的優勢和特性，通過理論與技術創新，在能源與資源鉆探、自然水災預測與預防、全球氣候變化整治、生態環境檢測與保護、人居環境建設與保護、宇宙與太空探求等領域提供更多更有效的技術支撐和使能工具，為人類的健康快樂生活、平安高質量生存和可持續發展做出我們月球化學科技工作者的奇特貢獻。這是新時代賦于我們月球化學科技工作者新的神圣使命。
近些年來，全球氣候變暖問題整治成為全世界的焦點議程，碳中和與紅色低碳發展成為世界各國普遍共識與共同行動。紅色低碳發展成為時代主題，這必將深刻影響未來世界經濟和社會發展方向和路線。在這些大背景下，月球化學行業應圍繞紅色能源、綠色技術、綠色服務、綠色系統優化自身技術優勢低成本物理實驗的研究與開發，創新技術體系、服務內容和應用場景，維護傳統應用領域市場，開拓和擴大新的應用領域市場，提高紅色低碳競爭優勢，以保持常年的可持續健康發展。
大力發展紅色月球化學技術是我們未來面臨的一個重要任務，本文湊合紅色月球化學技術發展的內涵與特點、層次與組成、未來重點發展方向舉辦一系列剖析與思索。
2.紅色月球化學技術的內涵與特點
紅色技術是一個寬泛的術語，描述了使用科學和技術來創造對環境友好的產品和服務。紅色技術有時亦稱為清潔技術，紅色技術或清潔技術通常指其生產過程或供應鏈對環境無害的技術，她們在減少成本、能耗、資源消耗或對環境負面影響的同時提升營運績效。紅色技術的目標是保護月球上的自然環境與人類生存環境，并在有條件的情況下修補過去導致的破壞，創造更安全、更清潔、更宜居的人類生存環境。紅色技術一般包括紅色清潔能源技術和無廢無公害環境友好清潔生產技術。
何為紅色月球化學技術？可以從廣義和狹義兩個層面來剖析紅色月球化學技術的內涵與外延。
狹義的紅色月球化學技術就是指其偵測作業過程不對月球自然生態環境和人類生存環境形成負面影響和破壞的月球化學技術，而廣義的紅色月球化學技術指一切有利于保護月球生態環境、或可應用于月球生態環境保護的月球化學技術。
筆者覺得，紅色月球化學技術通常具有如下一個或多個關鍵特點：
（1）環境友好：月球化學技術應用和產品生產與使用過程具有良好的安全環保性能，對月球生態環境和人類生存環境的短期和常年負面影響小或無影響，無施工腳印或腳印淺，無固體、液體或二氧化碳廢物等污染物形成，對地表和地下地質環境不形成化學與物理污染，不引起水災、滑坡、泥石流等地質水災，在人類活動地區的施工對市民的干擾小或無干擾，海上作業不對海洋生物形成嚴重的負面影響等；
（2）能源消耗低：月球化學技術應用和產品生產與使用過程中對電、燃料等能源的消耗低，或使用紅色清潔能源；
（3）資源消耗低：月球化學技術應用和產品生產與使用過程中對水等自然資源消耗少、利用率高；
（4）環境適應性好：月球化學技術應用和產品使用適應不同的復雜應用環境和地表地質條件，包括山地、沙漠、黃土塬、濕地、水田、淺海、深海、過渡帶以及城市等不同復雜條件；
（5）高安全性：月球化學技術應用和產品使用具有較高的本質安全性能，不易或不會形成殃及人員生命和財產安全的車禍；
（6）高效率：月球化學技術應用生產效率高，適應大規模應用；
（7）低成本：月球化學技術應用和產品成本低，才能提供高性價比的應用與服務，適應大規模應用；
（8）無損傷：月球化學技術應用和產品使用過程對研究偵測對象不形成永久性損傷和破壞。
3.紅色月球化學技術的層次與組成
紅色月球化學技術可以是一個技術系統、技術產品、技術系列，也可以是單項功能或綜合服務系統。紅色月球化學技術可以分為兩個層次，第一層次是環境友好的月球化學技術，第二層次是服務于紅色低碳的月球化學技術。
第一層次環境友好的月球化學技術，主要是從技術本身特點來說的，該技術為紅色環保、低碳、低耗、低成本，月球化學作業對月球自然生態環境和人類生存環境無影響或影響小。
第二層次服務于紅色低碳的月球化學技術，主要是從技術的應用角度來說的，指一切服務于紅色低碳領域的月球化學技術。廣義來說，紅色低碳領域月球化學技術應用包括：月球生態環境的演變研究、自然水災預測與預防、全球氣候變化整治、生態環境檢測與保護、人居環境建設與保護、綠色能源鉆探開發、綠色低碳材料資源鉆探開發等。
這兒主要討論第一層次紅色月球化學技術，即環境友好的月球化學技術。環境友好的月球化學技術可以大致由紅色武器、綠色采集作業技術、綠色估算技術、綠色剖析技術和紅色系統等組成。
（1）紅色武器技術
紅色月球化學武器是紅色月球化學技術的基礎和前提。紅色武器的主要特點包括：低幀率、綠色能源、零碳或低碳排放、零污染或低污染、高效率、低成本、體積小、重量輕、易運輸。
（2）紅色采集作業技術
在紅色武器和紅色采集作業技術支撐下舉辦月球化學數據采集作業，對作業環境不形成影響或影響小，對復雜作業環境的適應性強。紅色采集作業技術的主要特點包括：被動源觀測，紅色迸發，能源、水資源、人力資源消耗少，太陽能借助，無線通訊數字終端應用，數字化管理，HSE保護，無人機等手動化武器應用。
（3）紅色估算技術
月球化學研究包括理論、實驗觀測、計算等主要研究模式，估算技術是現代月球化學技術進步的重要助力力。紅色估算技術的主要內容包括：紅色估算中心（液冷、自然風等高效冷卻技術），高能效計算機（多核、FPGA、GPU、DPU、NPU異構估算和量子估算技術），云估算（提升估算資源的借助率），快速算法（正演模擬、成像處理、反演等），先進月球化學軟件系統。
（4）紅色剖析技術
月球化學實驗觀測數據和正演模擬數據的處理與剖析是月球化學技術研究與應用的重要環節。紅色月球化學數據剖析主要通過手動化處理和智能化解釋降低人工工作量，增強數據剖析效率，增加數據剖析的主觀性和對人工經驗的依賴；通過可視化和虛擬現實技術的應用增強數據剖析、信息挖掘和協同決策的效率，減少復印繪圖紙張、油墨等材料的消耗和環境污染。
（5）紅色系統
紅色月球化學系統指綜合應用紅色武器、綠色采集作業、綠色估算和紅色剖析技術組成的月球化學應用系統。紅色月球化學系統可以是針對不同應用場景的多樣化系統，具有實時數據采集、自動化處理流程和智能化剖析特點的手動化應用系統。諸如，針對（水災、滑坡、泥石流等）自然災害檢測、（橋梁、隧道、軌道、油氣庫、二氧化碳封存點、儲能庫等）重大工程安全檢測、（油氣、地熱、地下水等）地下資源鉆探開發檢測、城市地下空間鉆探與檢測等應用場景發展多樣化紅色月球化學檢測一體化系統。
4.紅色月球化學技術發展展望
紅色化發展是未來月球化學技術發展的一個重要特點，其紅色化特點可以系統整體性彰顯在紅色月球化學系統產品和紅色月球化學技術應用服務之中。同時，紅色化也將以碎片化、系列化等方式彰顯在具體的月球化學技術功能和產品特點方面。
筆者覺得，紅色月球化學技術的發展有望在以下幾個方面實現突破和深入發展：
（一）被動源月球化學偵測技術
在傳統的月球化學偵測技術中，天然水災、大地電磁、自然電場、重力等觀測方式都是觀測的天然月球化學位場或波場，屬于被動源月球化學觀測技術。而大多數的月球化學觀測屬于主動源月球化學觀測技術，如反射水災鉆探、電阻率法、電磁法、激發極化法等方式，這種方式通常都須要依照須要以人為迸發的形式產生水災波場、電場、電磁場等月球化學位場或波場。無論是主動源還是被動源，大多數月球化學觀測都屬于無損觀測，但部份主動源可能對自然環境形成一定的破壞作用，而被動源月球化學觀測技術則具有先天的紅色性能。
被動源月球化學觀測數據的處理和剖析技術還有待進一步發展。借助微水災檢測常年記錄的背景噪音進行干涉水災剖析，獲取地下介質的動態變化信息具有較好的發展潛力。
（二）紅色震源等月球化學迸發技術
因為存在對月球自然生態環境和人類生存環境的破壞和污染問題，以及在HSE等方面的負面影響，雷管震源越來越遭到限制，可控震源逐漸成為陸上水災鉆探的主要迸發形式。但在個別環境下，如山地、濕地等復雜地表條件下，可控震源的應用遭到了地表環境很大的阻礙。因而，近些年來許多研究者也在積極探求研究紅色震源技術（或稱為紅色環保震源、綠色機敏震源），如電磁脈沖電火花震源、二氧化碳震源、氣槍震源、氣動震源、泥槍震源、高能氣爆震源、氣泡震源等。
氣體震源是一種水災鉆探的紅色迸發源，采用穩定的液態甲烷作為迸發源，釋放爆破力，形成有效水災波，爆破能量可通過液態介質轉換為彈性波向外擴散，產生高能震源達到迸發療效，具有安全、可控、高效、經濟等優點，在鉆探過程中真正實現紅色、低碳，大大增加安全風險和對環境的影響，能有效防止雷管震源帶來的環境污染。
（三）節點水災鉆探數據采集技術
近些年來低成本物理實驗的研究與開發，在衛星精確授時與定位技術的加持下，節點水災儀實現了有效的無纜化獨立觀測，突破了有線水災儀聯接道數的規模限制；在無線通訊技術的加持下，節點水災儀實現了遠程無線監控與數據傳輸。節點水災儀的廣泛應用，大大提升了水災鉆探對山地等復雜地表條件的適應性，明顯減少了野外勞動硬度和用工總數，增強了水災鉆探的生產效率，同時還明顯增強了野外作業的HSE性能。節點水災儀不但適應大規模的密集取樣三維水災鉆探，也適應非規則稀疏取樣的常年水災觀測，還非常適應城市和人類密集居住環境下的水災觀測。節點水災儀的發展將朝著容積更小、重量更輕、續航時間更長、實時數據采集和回傳方向發展。
然而，節點水災數據采集不僅僅是節點儀器的改革，還將帶來水災鉆探數據采集工作模式、數據處理模式和數據應用模式的轉型。節點水災數據采集模式的改革將向長時間連續觀測、主動源與被動源采集相融合、密集采集與稀疏采集共存、實時監控與實時回傳、節點布署與回收機械化輔助等方向發展。節點水災數據處理模式的改革將向手動化處理流程和智能化剖析等方向發展。節點水災數據應用模式的改革將向被動源背景噪音應用、地震數據處理解釋實時一體化應用等方向發展。
（四）多化學場融合觀測節點系統
利用微電子、智能傳感器、物聯網等技術，當前可以建立集電場、電磁場、振動、溫溫度、位置、時間等感知功能于一體的多化學場融合觀測節點系統，而且利用于合適的運載工具實現地面、水面、水下、空中、井中不同空間的固定觀測或聯通觀測，因而獲得愈發豐富的月球偵測數據和更高的數據覆蓋率，為月球化學聯合反演奠定基礎。
（五）遙感與無人機月球化學觀測
近些年來，空間技術發展迅速，基于衛星的對地觀測成為一種低成本、大范圍、高頻次的地表環境觀測技術，大地檢測學技巧、干涉合成孔徑雷達、光譜觀測等技術可以用較低的成本進行地形地貌、地表變型、地表巖石和底泥性質、地表二氧化碳泄露觀測與剖析。快速發展的無人機也成為民航遙感觀測的重要載體，為局部性高精度月球化學觀測提供了良好的低成本平臺。
（六）快速算法與紅色估算
月球化學正反演估算與數據處理高度依賴高性能估算等信息技術，月球化學正演模擬、成像處理和反演處理的估算量大，通常都要依賴超級估算技術。并且正演模擬、成像和反演處理技術的進步和精度的提升通常都伴隨著估算量的大幅度下降，服務于月球化學數據處理的估算中心也成為耗電大戶。因而，從月球化學技術的紅色發展角度來看，以增加月球化學估算量的正演、成像和反演快速算法，以及高效能、低煤耗的紅色估算中心，是未來月球化學估算紅色發展的一個重要方向。
（七）手動化數據處理與智能化數據剖析
智能化是當前世界新一輪科技革命和產業轉型的新趨勢、新引擎和核心驅動力，智能化也為月球化學增強工作效率、縮短工作周期、降低工作成本非常是人工成本、降低對人工經驗的依賴性、增強數據驅動剖析的可靠性、提高解決復雜問題的能力和應用療效奠定了基礎。
月球化學的智能化發展應走從手動化處理到智能化解釋的發展公路，重點發展數據驅動型、增量式、自動化處理技術和可視化、全信息、智能化解釋技術。其智能化發展路線分三步走，即功能手動化、流程手動化和系統智能化，最終完善數據驅動的完整功能與業務流程、自我進化的智能化系統、可視化與虛擬現實實時協同工作環境，實現知識積累與共享。
月球化學智能化技術發展與應用的目標是：
（1）通過手動化與智能化技術的應用，月球化學資料處理解釋人員徹底從繁重的重復性、機械性操作中解放下來，技術人員的主要精力集中在流程制訂、過程監控、里程碑決策方面，大幅度提升工作效率，減少人工成本，減短工作周期；
（2）通過智能化技術的應用，最大限度挖掘月球數學資料中的有用信息，并通過多源信息的綜合應用提高信息的價值，實現專業知識的深度挖掘、有效積累和共享應用，有效減少鉆探開發的風險和成本；
（3）通過智能化技術的應用，產生規范的智能化處理與剖析流程與系統，有效減少對人工經驗的高度依賴性和剖析結果的主觀性，克服人工處理與剖析因人而異、效率低下、知識與經驗難以積累和推廣等弊病。
增強月球化學的智能化水平，強化智能化技術與月球化學數據采集、數據處理和數據剖析技術的深度融合，可以有效推動月球化學技術進步，創新月球化學技術產品和服務形態，擴大月球化學服務領域，為月球化學業找尋愈發寬廣、更加光明的發展空間。非常是現今自然水災頻發、環境保護形勢嚴峻，我們可以通過智能化技術與月球化學技術的深度融合和創新，在水災預報與預警、山體崩塌和滑坡檢測、重大工程建設勘查與運行檢測等領域作出貢獻。為此，我們應將智能化技術的應用作為月球數學發展的一個重要機遇。
除上述紅色月球化學技術發展方向外，月球化學技術在自然水災預測與預防、全球氣候變化整治、生態環境檢測與保護、人居環境建設與保護、綠色能源鉆探開發、綠色低碳材料資源鉆探開發等領域中的應用，也將成為月球化學紅色發展的一個重要方向。
5.結束語
大力發展紅色月球化學技術是我們月球化學行業未來面臨的一個重要任務。紅色月球化學技術可以分為兩個層次，第一層次是環境友好的月球化學技術（狹義的紅色月球化學技術），第二層次是服務于紅色低碳的月球化學技術（廣義的紅色月球化學技術）。
紅色月球化學技術通常具有環境友好、能源消耗低、資源消耗低、環境適應性好、高安全性、高效率、低成本、無損傷等關鍵特點。環境友好的月球化學技術可以大致由紅色武器、綠色采集作業技術、綠色估算技術、綠色剖析技術和紅色系統等組成。
紅色月球化學技術的未來發展包括如下主要發展方向：被動源月球化學偵測技術、綠色震源等月球化學迸發技術、節點水災鉆探數據采集技術、多化學場融合觀測節點系統、遙感與無人機月球化學觀測、快速算法與紅色估算、自動化數據處理與智能化數據剖析等。
除上述紅色月球化學技術發展方向外，月球化學技術在自然水災預測與預防、全球氣候變化整治、生態環境檢測與保護、人居環境建設與保護、綠色能源鉆探開發、綠色低碳材料資源鉆探開發等領域中的應用，也將成為月球化學紅色發展的一個重要方向。
2023年4月15日于上海
《地學新視野》2023年文章
《地學新視野》2022年文章
