高光谱成像仪项目可行性研究报告

项目名称中国科学院光电研究院青岛研发基地光电产业化示范园重点建设项目高光谱成像分析仪产业化项目投资方青岛中科光谱技术股份有限公司行业领域及主要产品光电领域，警用痕迹分析仪、生物医学用显微光谱成像仪、农用土壤肥力测定仪、食品安全检测仪、文物鉴定光谱成像仪。注册资本4500万元项目投资总额20760万元预计销售额6亿拟申请用地50亩用地（我们对本封面及所附资料来源的真实性负责）招商部门盖章项目单位盖章部门负责人项目负责人送评时间青岛高新区入区投资项目申请报告青岛中科光谱技术股份公司高光谱成像仪项目申请报告2011年8月目录第一章总论111项目名称与建设单位112项目概况113主要技术经济指标4第二章项目提出的背景及必要性621项目提出的背景6第三章项目投资单位基本情况1331项目投资单位概况1332技术积累1333总体发展规划16第四章市场分析与产品方案2041产品概述2042光谱成像分析仪行业市场分析2043市场特征和竞争格局2944产品SWOT分析31第五章建设地点与外部配套条件3351建设地点3352外部配套条件33第六章建设方案3461建设内容与规模3462生产工艺3663设备配置方案3964项目建设规划4065土建工程4066公用工程4167室外配套工程41第七章环境影响评价4271环境影响评价标准42第八章劳动安全与消防43第九章组织机构与劳动定员4491组织机构与管理机构4492人力资源配置44第十章项目实施计划45第十一章投资估算及资金筹措46111编制依据46112投资估算46113资金筹措与使用计划48第十二章财务评价50121财务评价的依据和范围50122成本分析51123销售收入、税金及利润54124贷款偿还56125资金平衡分析56126现金流量分析57附其他材料第一章总论11项目名称与建设单位项目名称高光谱成像分析仪产业化建设单位青岛中科光谱技术股份有限公司。项目投资股东构成及基本情况本项目资金投入方上海汇伦投资有限公司，其实际控制人系贵阳新天生物投资公司（民营），旗下控股贵阳新天药业股份有限公司、贵阳臣功房地产开发股份有限公司、上海海天医药科技开发公司、上海汇伦科技投资管理有限公司、江苏汇伦生物制药有限公司等多家涉足多领域的公司。2010年实现产值近7亿元，上缴税金近6000万元。经济实力较强，经营风格稳健，具有很高的商业信誉和社会影响。其技术核心团队来自于设计了一系列重大航天遥测项目、拥有多项发明专利、积累了该行业必须的高新技术、技能和经验的中科院光电研究院，管理核心团队来自于产业界和投资界的有识之士。本项目的另外一个参与方为青岛国科光电科技有限公司中科院下属的重大技术产业化投融资集团，与中科院光电技术研究院合作成立的青岛国科光电科技有限公司，专门为青岛光电技术研究院的成果产业化进行投资管理的公司。12项目概况在国家大力提倡高端装备和地方政府提高产业技术含量的生态环境下，本公司拟利用国家航天航空遥测重大专项基础上积累起来的高光谱技术，结合民间资本和产业化人才优势，开创并形成高光谱设备、技术和应用的产业链条，将这些积累的重大技术成果、能力和经验迅速转化为各式各样的高光谱成像分析仪器产品并进行产业化，逐步整合上下游光电、光谱和应用的产业链。本公司所研发生产的产品，符合国家和地方政府政策重点鼓励发展的高技术、高端装备、高附加值项目，符合国家经济结构和产业结构调整的相关政策和导向。其产业链所涉及的上下游，包括高精度光学加工、高精度机械加工、高级镀膜、新型光学和镀膜材料、核心元器件、智能化图形图像分析、矿物质鉴别、生物物质识别、食品卫生检测、农业勘测与土壤肥料鉴别和医疗诊断等跨学科应用。121建设目标通过高光谱成像公安侦查痕迹仪、高光谱模组化生物物质识别仪、高光谱农用土壤肥料识别仪、生物医学用光谱显微成像仪等一系列项目的研发、市场推广、服务、合作，所有项目都具有完全自主知识产权，力争在三年内，使得该项目公司基本达到可上市水平。122建设地点不仅如此，公司为了实现上述项目产业化和上下游产业链的整合，在青岛高新技术园区申请项目建设用地50亩，最终建设大约40000平方米的科研、生产用房，计划建设生产线若干条，并三年内建成一个省/部/国家级光谱成像分析技术创新中心实验室，主要负责光谱成像硬件体系中核心系统，包括分光系统、光机结构系统、成像系统等的创新研发、优化升级，高光谱图像的定量化及数据处理，为光谱成像分析仪的不断创新及产业化奠定坚实基础。一个国家级高光谱定标和标准化实验室（核心成员已参与高光谱的国家标准制定工作），主要负责对光谱成像分析仪器的定标，定标是确定光谱成像分析仪器输出准确值的过程，其实质在于精确的确定仪器的观察值与所测量的特定物理量之间的定量关系，光谱成像分析仪主要是测量目标的光谱辐射信息，其定标目的是在不同光谱谱段上建立目标源的光谱辐射量与仪器输出量之间的函数关系。目前国内还没有国家级高光谱定标和标准化实验室，此实验室的建立可填补国内空白，为高光谱成像分析仪器的定量化提供坚实保证。对外合作共建的高光谱应用研究室48个，包括医疗诊断高光谱应用研究室，光谱成像技术可广泛应用于病理学、免疫组织学和临床医学等医学领域，例如通过组织细胞的光谱信息可以判断正常细胞与早期恶性肿瘤细胞的差异，从而为早期的癌症治疗提供坚实的依据，并未后续治疗效果进行跟踪和定量评价。公安痕迹的高光谱应用研究室，痕迹检测技术是刑事科学技术和司法检验技术的重要组成部分，光谱成像分析技术在微量物证、文件检验、指纹等痕迹检测方面有着广泛的应用。微量物证的检测往往需要大型仪器设备，如电子显微镜、光谱、质谱分析仪等，检验耗时耗力，而光谱成像技术，提供了一种迅速直观的解决办法，在文件检验方面可区分不同的墨水添加字迹，显现掩盖字迹，印章背景去除等等。农业土壤成分的高光谱应用研究室，采取有效的土壤成分检测方法，将土壤成分检测结果作为合理施肥的参考，便可以提高化肥利用率，不仅可以降低经济成本，更对环境保护有积极的作用。利用光谱成像分析技术，可以建立土壤成分与特定光谱之间的定量关系，与传统方法相比具有快速、无损，无需专业人员操作等特点。争取至少获得一个863或973国家级科技项目，并列入省市级科技计划支持项目，配套研发和生产用设备若干（按需配置）。项目总计投入约为21亿元，至2015年建成以后的销售额达到约6亿。具体见后面章节的财务预测。123项目进度计划项目建设期3年，从2012开始到2014年底建成。124投资估算与资金筹措项目总投资20760万元，其中固定资产投资16800万元，建设期利息960万元，铺底流动资金投资3000万元。项目的固定资产投资强度为3552万元/亩。注册资本4500万元。项目建设资金拟申请商业银行贷款4500万元，自筹16260万元。13主要技术经济指标本项目的主要技术经济指标如下表所示。表11主要经济技术指标表序号指标名称单位指标备注总投资万元20760其中建设投资万元16800建设期利息万元9601铺底流动资金万元3000生产能力万（）23配置设备台套7804年销售收入万元594245总成本费用万元407666总投资收益率7利润总额万元100238净利润万元8520税前9财务内部收益率税后税前3583710财务净现值税后万元3231311资本金财务内部收益率税前12投资回收期税后年13劳动定员人20014建设期年3第二章项目提出的背景及必要性21项目提出的背景高光谱成像技术，在民用和军事上都已经成为发达国家科技争夺的制高点之一，其不仅可用于宇宙物质探测鉴别，而且可利用航空遥感或卫星遥感技术，对地质、矿产蕴藏、森林、水利、海洋、农业等资源进行有效而准确的物质分析判断；在气象方面可进行自然灾害预测、预报、环境污染检测；在生物医学领域可进行细胞、染色体分类、分析、识别和医疗诊断；在军事、公安等国家安全部门中用于军事目标侦察、制导、警戒系统、防御系统及其反伪装侦察。光谱成像技术在上个世纪90年代以后才迅速发展起来的一项新兴技术，早期发展重点是在航空航天领域，2000年以后才逐步在民用领域逐步推广使用，属于典型的高技术朝阳产业。国际市场上，其处于市场初期的高速发展时期；国内市场上，尚处于开发培育阶段。211行业发展现状2111光谱成像仪简介和世界主要区域发展情况人类利用光作为媒介获取周围环境的信息是既本能的而又自然的，然而人类在生理上能直接感知的仅为可见光，它只是光信息中的很小的一部分。随着光学理论发展，人们发现在光中还包含着大量的信息，这些信息可以用光谱来描述，而且对于不同的景物或目标，其光谱的分布形式具有较大的差别。此后，随着测谱学理论的发展和成像光谱学的建立以及成像光谱技术的应用，使得人们有能力获得这些信息，并利用这些信息，使得人们对景物或目标的分析和识别变得更加精准。应当说，成像光谱学理论及其相关技术使得人们可以从中获取更多的信息，使宇宙空间和微观世界的探索更为有效、准确，同样也使人们对自然界的认知水平和能力有了较大的提高。传统照相机获得的是目标的几何影像信息，随着光学技术的发展，人们提出了多光谱扫描仪的概念，但它只能提供目标在有限几个谱段范围的光谱信息。为了克服多光谱扫描仪光谱信息量太少的缺点，美国JPL实验室在20世纪70年代末到80年代初发展了光谱成像技术。在上世纪90年代以后，随着面阵探测器技术的发展，光谱成像技术得到了迅猛的发展，尤其是在航空航天遥感探测领域。本世纪以来，光谱成像技术在民用领域也得到了快速的发展，应用领域不断拓宽，应用深度不断加大。光谱成像技术将成像技术与光谱技术结合在一起，在获取目标的二维空间信息的同时，也获得了目标的光谱信息。光谱成像仪获得的这种空间维和光谱维数据称为数据立方体DATACUBE，如图1所示。图21光谱成像仪数据立方体其核心意义在于对可见和不可见光的细分和辨别，可用于判定物质，在民用和军事上都已经成为发达国家科技争夺的制高点之一。其民用领域的应用包括医疗卫生、食品安全、土壤、矿藏、物质勘测等各个方面。近几十年以来，成像光谱学理论及一些相关技术被广泛地应用于许多科学研究和探索。在社会生产和军事活动等诸多领域中，概括起来主要有宇宙探测宇宙环境的探索、地球的空间环境的认知、大量的空间信息的分析和理解。遥感利用航空遥感或卫星遥感技术，可用来对地质、矿产蕴藏、森林、水利、海洋、农业等资源进行有效而准确的各种分析判断，实现自然资源合理分配；获得气象数据进行自然灾害预测、预报、环境污染检测等等。生物医学领域细胞、染色体分类，利用层析成像技术进行医疗诊断。如X射线断层扫描（CT）、CT的立体重现等。在军事、公安等国家安全部门中的应用军事目标的侦察、制导和警戒系统、防御系统及其反伪装侦察。2112全球主要供应商光谱成像分析仪器是一种高端的仪器，研制的门槛高，技术含量高，主要集中在欧美一些发达国家，在民用化产品化光谱成像分析仪方面比较成功的企业主要集中在美国、加拿大、德国等国家，尤其以美国为主，例如美国的CRI公司、海洋光学（OCEANOPTIC）公司、HEADWORK公司等，加拿大的ABB公司，德国的布鲁克公司，日本的岛津公司等，均为光谱成像分析仪的著名生产厂家，其中，美国海洋光学（OCEANOPTIC）公司主要生产低成本的光纤光谱仪，不用于成像，主要提供较高光谱分辨率的光谱信息；日本岛津公司主要生产特定应用的液相、气相色谱仪，傅里叶变换红外光谱仪等；美国CRI公司、HEADWORK公司主要以生产光谱成像分析仪为主，与我们的当前产品比较接近，CRI公司主要以生产液晶可调谐滤光片为主，我们目前的产品也以该公司提供的滤光片为核心开发；加拿大的ABB公司和德国的布鲁克公司主要生产高端的高分辨率光谱分析仪，ABB公司以红外为主，布鲁克公司以可见光至短波红外为主。2113光谱成像分析仪产业结构光谱成像分析仪主要涉及的行业有光学设计加工、光学镀膜、材料工业、机械设计加工、电子技术、计算机技术。光谱成像分析仪真正的推广还需要政府部门的介入。2114光谱成像分析仪行业生命周期分析光谱成像技术主要是在上个世纪90年代以后才迅速发展起来的一项新兴技术，早期重点是在航空航天领域发展，2000年以后才逐步在民用领域逐步推广使用，属于典型的高技术朝阳产业，尤其是国内市场，尚处于开发培育阶段，因此，具有很长的生命周期。从目前发展来看，光谱成像技术本身仍处在高速发展时期，其应用目前远远落后于仪器本身的发展，因此，光谱成像分析仪的市场才刚刚兴起。2115产品替代性分析光谱成像分析仪是一种非接触式的理化属性分析仪，相比于传统的化学分析方法，具有快速、准确、非接触式、不破坏被测物等优点，尤其在某些领域具有不可替代性。212行业影响因素分析在目前国家高度重视生命安全、环保、经济的可持续发展的客观环境下，光谱成像分析仪器更是迎来了发展的黄金时间。2121产业政策分析针对我国的具体情况，科学分析仪器领域每年的市场额巨大（约300亿元人民币），而国产的科学分析仪器几乎为空白，目前在国家层面的十一五规划和十二五规划中，都列入重大专项；各省市也推出各项支持政策，以争夺类似项目在当地落地和发展。2122技术环境本研究团队是国内最早从事光谱成像技术研究的单位之一，经过近二十年的发展，已经形成了一支具有深厚理论基础和丰富工程经验的研究队伍，研究水平总体达到国际先进、国内领先的地位。目前国内航空航天用超光谱成像仪均由本团队研制。在相关的应用领域，均有应用专家开展应用研究，这对于光谱成像分析仪的推广应用具有重要的作用。2123经济环境随着国民经济的持续发展，社会财富快速增加，人们逐步开始重视环境保护、注重生命质量，因此需要有可靠的科学仪器满足人们的需求，同时，经济实力的增加，也使得人们有条件购置这些价格昂贵的仪器。2124电子信息产业振兴规划的影响科学仪器发展的一个重要的支撑就是电子技术的发展，为科学仪器提供更为先进的支持，事实上，电子信息产业的发展同样将会促进科学仪器的巨大发展。2125轻工业振兴规划的影响轻工业的发展将会为光谱分析仪提供巨大的市场空间，轻工业中的很多行业都将会成为光谱成像分析仪的用户，如食品加工行业、生物制药行业、颜色测量、烟草质量控制、化学分析等。213光谱成像分析仪上下游及配套产业分析2131上游及配套产业光谱成像分析仪的上游产业主要是材料供应商、元器件生产商、光学加工产业、精密机械加工产业。目前，核心元器件均需要从国外进口，尤其是电子产品；从生产加工方面来说，国内的加工实力已经具备。2132下游产业光谱成像分析仪的下游产业主要是应用部门，目前的产品开发主要针对的用户是公安部门、生物制药、医疗卫生、食品检测，用户已经开始逐步使用光谱成像仪，市场处于培育、发展阶段，前景广阔。214行业准入分析目前，就高光谱成像仪以及派生出来的各式产品本身，并无市场或行业准入问题存在。但是，由于某些专业性的原因，我们拟加强对外合作研究，成立若干应用研究的合作研究室，以使得本公司的产品能够得到更广泛的应用生物物质的高光谱识别研究室，与中科院生物研究院合作。利用光谱分析的方式，在分子水平上探讨生物物质的化学结构，进一步揭开生命的奥秘。医疗诊断高光谱应用研究实验室，与北京某甲级医院合作。依靠光谱成像技术无接触、无损伤的检测特点，从新的角度实现对癌症、白血病等重大疾病的早期诊断，并对治疗效果进行跟踪和定量评价，推进光谱成像技术在医学上的实用化。公安痕迹的高光谱应用研究室，与公安部第六研究所合作。在微量物证、文件检验以及指纹提取等方面，利用光谱成像仪器替代传统的大型仪器设备，为公安部门提供一种迅速直观的解决办法。农业土壤成分的高光谱应用研究室，与中科院南京土壤所合作。研制使用简便，重现性好且低成本的土壤成分检测光谱仪器设备，提高化肥利用率，降低经济成本，更对环境保护起到积极的作用。材料分析的高光谱应用研究室，与中科院材料技术与工程研究所合作。利用光谱分析技术，为探索材料的组成、性能、结构提供一种无损的快速检测手段，为研究新型高性能材料提供技术支持。蔬菜水果农药残留的高光谱应用研究室，与中国农业大学合作。利用光谱分析技术，结合化学计量学的方法，建立各种农药的参考模型，从而实现对各种农药定性、定量的检测，为无公害农业和绿色食品生产提供坚实的保障。食品添加剂检测的高光谱应用研究室，与山东省食品综合检测中心合作。利用光谱分析技术快，样品不需预处理，可实时在线检测的特点，为食品安全检测提供一种准确、快速、方便的检测手段，进一度提升检测技术机构能力和水平，进一步满足人们对食品安全的需求。第三章项目投资单位基本情况31项目投资单位概况本项目资金投入方上海汇伦投资有限公司，其实际控制人系贵阳新天生物投资公司（民营），旗下控股贵阳新天药业股份有限公司、贵阳臣功房地产开发股份有限公司、上海海天医药科技开发公司、上海汇伦科技投资管理有限公司、江苏汇伦生物制药有限公司等多家、涉足多领域的公司。2010年实现产值近7亿元，上缴税金近6000万元。经济实力较强、经营风格稳健、具有很高的商业信誉和社会影响。技术核心团队来自于设计了一系列重大航天遥测项目、拥有多项发明专利、积累了该行业必须的高新技术、技能和经验的中科院光电研究院，管理核心团队来自于产业界和投资界的有识之士。本项目的另外一个参与方为青岛国科光电科技有限公司中科院下属的重大技术产业化投融资集团，与中科院光电技术研究院合作成立的青岛国科光电科技有限公司，专门为青岛光电工程技术研究院的成果产业化进行投资管理的公司。32专利及技术积累321专利正在申请“警用痕迹分析仪”及“显微光谱成像仪”的相关专利及著作权。322硬件技术积累黄旻等技术核心团队多年来一直都在从事光谱成像技术的研究工作，在国内外刊物上发表论文100多篇，申请专利数十项，完成过几十项有关光谱成像技术的研究课题，研制成功了空间调制型干涉光谱成像仪原理样机、机载空间调制干涉光谱成像仪、环境减灾卫星超光谱成像仪、静态大孔径干涉光谱成像仪原理样机等多种形式的光谱成像仪。目前，项目组已经完成了三款光谱成像仪的产品研制工作。一款为便携式多光谱成像仪；一款为警用痕迹探测光谱分析仪；另一款为基于MZ干涉仪的高分辨率光谱成像仪。研制的便携式多光谱成像仪可以获取可见光（400720NM）数据，谱段数最大为33个，分辨率为10NM，像元数为1024768。便携式多光谱成像仪小巧轻便，便于携带，可以在室内和户外快速获取目标的光谱信息，并进行数据处理和光谱分析。研制的警用痕迹探测光谱分析仪，谱段范围覆盖了部分可见光至近红外区域（6501100NM），光谱分辨率为10NM，像元数1280960。警用痕迹探测光谱分析仪可完全脱离电脑工作，自带可充电电池及触摸屏，适合于野外应用。研制的基于MZ干涉仪的高分辨率光谱成像仪为高光谱成像设备，谱段范围覆盖了部分可见光至近红外区域（6501100NM），光谱分辨率为710NM，像元数1024768。基于MZ干涉仪的高分辨率光谱成像仪具有较高的光谱分辨率，覆盖到近红外谱段，可以分析目标的近红外光谱信息。322软件技术积累黄旻等技术核心项目组先后承担了总装预研项目“高光谱图谱数据分析与处理技术研究”、中科院创新方向性项目“中国典型地区特征波谱数据库技术研究”、中科院创新方向性项目“超光谱成像仪数据高精度反演技术研究”、“干涉型超光谱成像仪数据处理技术研究”、“绕月探测工程干涉成像光谱仪地面处理系统研制”，完成并开发了干涉型超光谱成像仪数据处理软件、多光谱数据分析与处理软件，获得了相应的软件著作权。开发的光谱数据处理与分析软件架构如下图所示，可以实现如下功能（1）光谱数据采集控制设置采集参数、采集并存储数据；（2）光谱数据可视化波段数据显示、伪彩色显示、多位量化显示；（3）光谱数据预处理图像去噪、不均匀光照处理、数据归一化；（4）光谱特征提取与选择PCA、ICA算法；（5）光谱模式分类聚类分析、监督分类；（6）光谱解混合基于线性模型的最小二乘法；（7）光谱数据反演傅立叶反变换实现数据还原，形成数据立方体。程序启动就绪参数设置数据快视数据存储为BSQ序列读取原始光谱数据格式转换光谱曲线实时显示读取原始光谱数据监督分类、聚类分析、光谱辨别、光谱解混合保存结果数据读取图像数据伪彩色处理保存结果图像结束光谱数据采集光谱数据预处理光谱数据分析图像处理图31光谱分析软件架构图本项目研究小组的成员分别来自自动控制、精密光学、精密机械、电子技术、生物、化学等各个学科方向，充分体现了多学科交叉的研究优势。本项目研究成员均有成功研制大型仪器设备的经历。33总体发展规划331宗旨和目的1、基础依托核心光电和激光测绘项目，围绕做强做大目标，紧抓核心要素（技术、资源、人才、资本），发展产业链。2、发展思路合理规划、合作共赢、量力而行3、定性和定量定性核心光谱技术、激光雷达、数字信号处理、图形图像处理、材料等跨学科跨行业合作与融合定量核心技术层次的高度、投资的强度、达产销售规模、销售利润率、销售税收贡献率、每股利润。332高光谱的产业发展思路1、从宏观应用走向微观应用当前的高光谱技术领先、主要应用在宏观勘测和国防运用，即将走向医疗卫生、材料科学、安全侦查、食品卫生、农业环保等微观应用，难度在于市场拓展。2、需要跨学科与跨行业合作需要跨学科的研究生物生化、材料鉴别、图形图像、数字信号分析、材料图谱、数据库等。需要大量的基础材料数据库积累和应用研究积累。需要跨领域的合作核心技术、关键生产制造、项目管理、市场与服务、投融资服务、人才服务。3、为形成产业格局，需要把握关键工艺和关键部件的整合园区内就关键工艺和关键部件设立产业链整合与合作；非关键工艺和部件立足与外包。333激光雷达的产业发展思路1、从空间测量走向更多3D应用确保当前激光雷达设备研发的高精密性和宽应用性是关键。主要应用于交通、运输、地形地貌等方面的测量和工程化运用、以及3D信息运用和媒体运用。2、需要跨学科与跨行业合作需要跨学科的研究和跨领域的合作需要大量的3D数据库积累和应用研究积累。3、紧抓设备与运营相关产业链的整合园区内就关键部件设立产业链整合与合作非关键工艺和部件立足与外包建立运营机制，扩大创新应用的范围。334指导原则1、产业发展的环境因素重中之重法规、政策、财税和宏微观经济趋势参与的企业之间、人才之间、投资方之间和融资渠道之间的关系核心项目与产业上下游之间的关系有所为有所不为的准则2、共赢与均衡策略核心思路合作共赢是唯一可以优化环境，促进发展的途径发展速度与环境应该相协调量力而行原则3、产业链取舍原则抓大放小核心把握光源、先进光学制造、光谱和测量之间的相互促进关系产业链上下游整合规则与合作原则扩大微观应用领域医疗、材料、测量、勘测、应用计算于预测定性与定量并举考核原则4、以人为本原则动力源泉一切事物发展，都以发挥人的主观能动性为第一原则产业化需要合适的人才组合和队伍，是基础环节树立各分支领头人或领军人物5、强调资源、资本和核心竞争力的匹配量力而行园区用地，量力而行。按照规划逐步推进。第四章市场分析与产品方案41产品概述建设初期，本团队从市场容量大小、市场需求迫切性两个方面，对可利用既有高技术转化为产品进行了研究和分析，选择市场容量大、技术难度适宜、研发周期相对短和市场容易接受的如下产品，并投入开发和推广警用痕迹探测仪在目前可用痕迹检测的基础上进行了升级，同时可利用把产生不可见光的各种痕迹识别出来，可很好的提供证据和提高破案率。例如在交通肇事案件中，受害人衣服上经常沾有犯罪嫌疑人驾驶的嫌疑车辆上的油漆。鉴别两种油漆是否同一是此类案件中最常遇到的问题之一。以往的油漆鉴定，一般是采用红外光谱、拉曼光谱、原子吸收光谱等仪器分析方法，分析其有机、无机成分的异同，其分析过程复杂、耗时耗力，而且鉴定结论表述繁琐，需要专业人员进行解释。如果采用光谱成像技术，可直接收集两种油漆的图像及光谱，如果二者成分相同，则在计算机终端显示为一种颜色；如果二者不同，则在计算机终端显示为不同颜色。检验过程快捷，结论直观易懂。另外，在文件检验、指纹物证提取等方面也有广泛应用。此仪器可扭转完全依赖进口的局面。价格适中。产品如下图所示图41警用痕迹探测仪生物医学用光谱显微成像仪作为无创无损可视化成像技术新的方法和手段，光谱成像技术在本质上可以反映分子调控所引发的生物体生理分子水平和整体机能的变化，因此在生物医学领域具有极重要的学术和应用价值，具备极广泛的应用前景。在病理学领域,主要研究对象仍然是组织切片固定和染色的显微镜检测。细胞病理学样品经常使用ROWMANOSKYGIEMSA和巴氏染料染色，相对于经典的HE染料，这些染料具有更丰富的颜色。伴随着炎症的出现、肿瘤的形成和其他生理学、病理学过程，细胞成分将会发生变化，因而影响到染料的分布、强度和颜色。由于对诊断具有重要意义光谱特征的变化可能是微小的，因而通过普通显微镜是很难觉察得到的，然而,利用光谱成像技术，人们能够区分细胞相互之间的类型，包括同一种细胞体系中肿瘤细胞和正常细胞之间的差异。因而利用光谱成像技术可以为各种疾病的成因和更精确的诊断提供新的标准和依据；在组织学和免疫组织化学领域，光谱成像技术结合荧光标记技术组成的光谱成像系统，除了可获得空间形态上的信息外，还可获得细胞丰富的结构、化学组成、生理行为等生物学特性信息。用于组织学的大多数染料一般具有很宽的吸收光谱，正是由于这一特征而限制了传统显微镜的应用。染料的吸收光谱在可见光范围缓慢地交叉，具有大于20NM带宽的光谱结构，而光谱成像正是利用各种染料不同的光谱外形，来挖掘这些特征而染料的浓度是与样品的成分和含量密切相关的，因而可以在病理学和免疫组织化学中对组织样品进行定量分析。此仪器可解决进口替代，价格高，需求旺。产品如下图所示图42生物医学用光谱显微成像仪考古文物高光谱成像系统文物是文化的产物，是人类社会发展过程中的珍贵历史遗存物。它从不同的领域和侧面反映出历史上人们改造世界的状况，是研究人类社会历史的实物资料。通过对文物的分析，可以获得文物所处时代的历史信息、制作文物的技术应用、修复文物的材料信息等，从而我们可以推断文物所处的时代、推动技术的发展和对文物的修复。对于文物的分析，其中最重要的任务之一是要保护文物的完整性，理想的文物分析技术应该是无损的，而光谱成像分析技术正具备了这一特点，和常用的XRD、XRF等文物分析方法比较，无需从文物上取样，从而避免对文物所产生的破坏。此高光谱成像系统可应用于文物修复,文物鉴别,考古等领域。产品如下图所示图43考古文物高光谱成像系统农用土壤肥力光谱分析仪土壤中的氮、磷、钾等养分是植物生长的重要基础，要实施科学施肥，必须根据土壤和植物的养分需求进行相应的供给，即测土配方施肥方法，传统土壤肥力的测试方法主要包括由比色盒组成的土壤养分速测箱、基于离子选择电极和场效应管设计的电子土壤测试仪、基于分光和滤光的光电比色仪、采用反射计试纸交换法等，这些方法操作比较复杂费时，需要专业人员操作。而土壤中氮、磷、钾等养分在特定光谱谱段含有敏感的光谱信息，基于光谱技术的土壤肥力分析仪，通过建立一阶微分光谱的光谱吸光度与氮、磷、钾含量之间的定量分析模型，可以准确、方便、动态的分析土壤缺肥的情况，指导农民施肥，不仅可节约30的用肥，而且可大幅度改善环保保护的压力，且使用价格低廉。农用土壤水分光谱测定仪土壤水分是土壤的重要组成部分，对作物的生长、节水灌溉等有着非常重要的作用，应用光谱分析技术，结合特征识别、特征提取的光谱图像数据处理方法，不破坏样品，不需要化学试剂，可实现土壤水分的实时快速检测。为差异化的节水灌概提供科学的依据，同时精确的供水也有利于提高作物的产量和品质。农用叶绿素光谱成像分析仪根据叶绿素对特定光谱的吸收特点，结合数据挖掘及数据融合技术，叶绿素光谱成像分析仪可以即时直观的测量显示植物的叶绿素相对含量或“绿色程度”，植物叶片中的叶绿素含量指示了植物本身的状况，长势良好的植物的叶子会含有更多的叶绿素，叶绿素的含量与叶片中氮的含量有很密切的关系，因而叶绿素测量值还能说明植物真实的硝基需求量，通过此款叶绿素光谱成像测定仪可指导合理施加氮肥，提高氮的利用率，并可保护环境（防止施加过多的氮肥而使环境特别是水源受到污染）。蔬菜水果农药残留测定仪随着农业产业化的发展，农产品的生产越来越依赖于农药、化肥、抗生素和激素等外源物质，这些物质的不合理使用必将导致蔬菜中的农药残留、硝酸盐、亚硝酸盐等有害物质超标。另一方面，工业废水和废物造成土壤和地表水严重污染，汞、砷、镉、铅等有毒、有害元素超标，从而污染了这些地区的蔬菜。流入市场的受污染蔬菜对消费者的食用安全产生威胁，严重时会造成消费者致病、发育不正常，甚至直接导致中毒死亡。及时、准确地分析检测蔬菜中有害物质不仅是无公害农业和绿色食品生产的需要，而且是促进我国农产品出口创汇的重要保障。国际上目前用于农药残留快速检测方法主要分为色谱快速检测法、生化检测法。色谱检测法和生化检测法由于样本前处理工作比较复杂，或检测针对性强等限制，快速检测也仅是相对的，仍不能满足时令新鲜蔬菜、水果等安全快速检测的需要。因此，急需研究开发一套快速、高效、灵敏、简便的农产品农药残留监测技术与设备。针对传统检测技术对蔬菜、土壤中有害物质的各种检测限制及测量对象针对性强等缺点，光谱法展现了很大的应用潜力。它可直接检测固体、液体及气体样品，对样品前处理要求低、环境污染小，分析速度快。傅立叶变换红外显微光谱成像仪红外光谱是反映红外辐射强度或其他与之相关性质随波长变化的谱图，是一种广泛应用于研究物质的化学组成、结构及分子间相互作用的有力手段。将傅立叶变换红外光谱技术应用到显微成像技术中，使显微成像可以分析物质的分子结构，傅里叶变换光谱技术以其高通量、高光谱分辨率的特点，结合显微成像，可以应用于生物医学、食品安全、材料科学以及法庭科学等领域。42光谱成像分析仪行业市场分析421行业总体产销分析4211全球光谱成像分析仪行业产销分析国外很多行业已经广泛使用光谱分析仪器，例如食品安全、农业、生物医学等领域等。国内的使用大约从2004年逐步开始，主要使用的是国外进口的产品，最初的用户以科研单位为主。随后用户逐步扩大到环保行业（如水质检测）、公安部门、烟草行业、化学分析、选矿等多个领域。由于技术门槛高，国际上光谱成像分析仪的生产厂家也主要集中在美国、加拿大、德国等发达国家的几家公司里，随着人们的认识水平的不断提高，光谱成像分析仪的应用领域不断扩大，各种类型不同指标的光谱成像分析仪均有销售。4212国内光谱成像分析仪产品产销分析与本阶段我们开发产品类似的国外产品，目前在国内的售价从80万到160万不等（根据不同的波段和技术指标），由于价格比较昂贵，每年大约可以出售3050台左右。4213光谱成像分析仪产品及市场先期研发的三种产品均是基于液晶可调谐光阀而开发的可见光（400720NM）主要可以用于颜色测量、产品检测和医学影像等；可见光至近红外（6501100NM）主要可以用于公安领域的痕迹检测、生物医疗、农业应用、肉类检测等；短波红外（8501800NM）主要用于塑料等材料的探测和分选、食品和农产品质量控制、生态监测、薄膜/镀膜厚度测量、化学分析、生物医学应用、工业选矿；422市场需求分布细分市场4221公安部门全国约四百多个地级市、两千多个县，在目前治安形势严峻、反恐需求强烈的条件下，如青岛市目前出勤需要的使用量超过1万次。公安系统自身的装备建设也急需新的手段，在“十一五”公安部的装备研制计划中，光谱成像分析仪器就是其中的一个重要部分，国内目前主要依靠进口，价格昂贵，国内各地公安部门订货量大约为30台左右。若采用我们的方案，价格降低后，且产品高中低搭配，年采购量应该在400500套左右。高光谱项目公司如果实现该种型号产品的生产，可以大幅度降低产品的售价，同时借助本公司产业资本方既有的全国营销网络，可实现每年的销售量达到100台以上。4222国内高校或研究单位实验室国内很多高校均有从事颜色学、生物、光谱学等方面研究的实验室，因此，实验室用的科学仪器也会是一个重要的市场，尤其是目前国家实施高校985计划，使得高校拥有大量的资金用于购置设备，进行装备建设，在这一市场每年也有数十台光谱成像分析仪销售，这一市场的主要的缺陷是相对比较零散，销售量很难提高。4223质量监督部门光谱成像分析仪在食品、药品的检测方面具有重要的应用，尤其是可以摆脱化学分析的方法，检测速度快，因此，这一市场具有巨大的空间。目前的情况是质量监督部门已经意识到光谱成像分析仪器在其领域的巨大应用价值（从最近的行业举办的学术研讨会可以看出），但同时还尚未开始真正使用，仍处在探索阶段。因此，在这个市场大有可为。4224农业合作组织农用土壤肥力光谱成像仪，可借助各种形式的农业合作组织，在为农民提供耕地服务的同时，检测出土壤肥力情况，为接着种植各种植物提供施肥方案，可节约施肥量30左右，不仅节约农民的投入，而且可为环保做出贡献。且这种装置价格较为低廉（但仍然可保持产品的低成本和较高利润水平）。4225医疗部门光谱成像分析仪器可直接用于生物体光谱图像采集，提供一种无痛的检测技术，也可以与显微镜或者是荧光显微镜相结合，研究生物体的微观生化特征，提供一种革新式的综合形态分析方法对某些重大疾病如癌症、白血病等进行早期诊断，并对治疗效果进行跟踪和定量评价。通过与医疗部门现有显微镜等医疗仪器的结合，可以大大提高医疗部门的诊断能力，节省诊断时间。全国三甲医院有1300多家，所以此市场潜力巨大。4226其他有关本产品的利润率、投产、达产、销售、利润、税收等情况，请参见其他章节内容。423市场运营分析4231行业技术分析（含壁垒分析）光谱分析仪器是一项技术门槛高的行业，国内可以独立生产光谱分析仪器的厂家主要是瑞利公司（原北二光），主要以仿制国外低端产品（价格在10万元至20万元间）为主，没有独立研发能力。而本项目团队具有丰富的理论基础和工程经验，先后承担国家相关研究任务数十项，包括多项国家重大工程型号任务，拥有各项专利数十项，先后发表论文数百篇，从技术角度来说，我们在国内已经远远领先于其他单位（在我们已经完成国家工程任务时，很多单位尚处于原理研究阶段）。在本公司成立后，我们将抓紧申请相关专利保护，同时中国科学院光电研究院还是国家光电仪器标准化委员会的挂靠单位，我们将利用这一有利的条件，积极申请光谱成像分析仪器的行业标准的制定，提高技术壁垒。4232国内产业配套国内目前最大的缺陷在于核心电子元器件无法生产，几乎全部依赖国外进口，这也是国内所有从事相关行业的部门所面临的共同的问题。就光谱成像分析仪本身来说，目前的产品生产所需要的原材料、生产加工手段、装配手段等，国内的条件是具备的。从长远发展考虑，生产更高端的光谱成像分析仪器，在光学系统加工、镀膜等方面，国内的条件可能会有所不足。对这一问题我们的解决措施是一方面可以积极联系国外加工单位；另一方面，在青岛同时还将成立一家专门从事高精度光学加工、机械加工及装配的公司，可以为我们的产品提供专门的服务。4233长期价格趋势光谱成像分析仪器属于高端精密分析仪器，技术含量高，行业内竞争单位相对较少，这也是我们的竞争优势所在。因此，这一类产品将会比较长期的保持较高的利润率。本公司成立后，需要花较大力气培养出一支高水平的研发队伍，持续保持公司的竞争力，不断推出更为先进的产品，保持公司在国内长期的垄断优势。43市场特征和竞争格局431市场集中度分析光谱分析仪器的市场目前主要集中在公安刑侦、高校及研究所的相关实验室、烟草加工等方面，应用刚刚起步，市场处于培育期。432区域竞争格局本公司的产品主要需要同国外产品进行竞争，与国外公司相比，我们主要有以下几个方面的优势1、市场优势我们更为了解国内的市场需求；2、技术便利优势我们可以更加了解国内用户的需求，制造出用户更容易使用的产品；3、政策资源优势我们的产品将会填补国内在这一领域的空白，我们代表的是民族产业，是高技术含量的产业，将会获得政府的大力支持。4、依托中科院优势中科院光电院已经获得大量的国家支持的重大项目，可为我们随后的产品提供高壁垒技术的保障和支持。这是我们的技术竞争优势所在。5、价格优势。433国内各省市竞争优势4331北京北京的瑞利公司主要以仿制生产低端的光谱分析仪器为主，与我们的产品几乎没有冲突。在北京主要的竞争对手是国外产品的代理商。4332上海在上海主要的竞争对手是国外产品的代理商。4333广东在广东主要的竞争对手是国外产品的代理商。总之，我们的竞争对手主要是来自国外的产品，国外的厂家也不多，而国外产品的代理也几乎全部集中在上述的三个省市。44产品SWOT分析441项目SW（优势、劣势）分析1、项目S（优势）分析先发优势在研发、生产、制造、市场等方面，凝聚各方能力于一体的先发优势。技术优势具有国内领先的高门槛的技术和经验优势积累。成本优势与国外和国内产品竞争，拥有独到的技术方案，且指标一流，可获得相对成本优势。战略合作优势广泛的人脉资源、资金资源、人才资源和市场渠道资源。管理优势不仅引入技术，同时引入管理人才。2、项目的W（劣势）分析队伍建设需要时间产品为市场接受，需要培育时间。产业化项目研发与国家级专项研发之间，在时间和人才资源上的不足。442项目的O（机会）分析经济和政策环境非常有利于本项目的发展。国内外的竞争相对缺乏。国内产业升级迫切需要。投资者拥有的市场渠道。十二五重大专项的参与。443项目的T（威胁）分析目标市场的波动性和不确定性。合作方之一中科院因其国企性质，决策上带来的不确定性市场经济周期带来的影响，如二次金融危机等“人和“问题是否能够有效保持和促进。第五章建设地点与外部配套条件51建设地点鉴于本项目属于青岛市政府与中科院共同建设光电产业园区的先行重点项目之一，因此本项目用地申请首先考虑在政府的光电产业园区内，且在目前中科院青岛工程院附近申请90亩项目建设用地。一期建设用地50亩（按照政府有关规定，首期建设完成的部分），希望保留二期用地40亩（拟在首期建设期内，根据产业化发展规划的细化和资源落实情况，与政府协商后再行决定）。52外部配套条件希望交通便利、以有利于凝聚人才。给水、排水、电气等无特殊要求。具体用量需要等规划设计，并与政府有关部门充分协商后详细给出。第六章建设方案61建设内容与规模本项目建筑面积、建设内容、配置各类生产设备等，正在规划设计之中，总体大致如下拟在申请的50亩工业用地上，建设37200平方米的生产性用房，其中加工厂房17700平方米，装配厂房8500平方米，试验厂房5000平方米，重点实验室6000平方米；办公及保障用房2800平方米。项目的容积率大约为112，项目建筑工程投资约为1800元4万平方米7200万元。表61建设内容明细表序号建筑分类计量单位建筑面积占比一生产用厂房平米37200931加工厂房平米17700高精度高集成度镀膜加工中心新型光学和专用镀膜材料生产车间特殊光学材料成型车间（外购材料，加工成型）高精度光学加工车间精密机械加工车间2装配厂房平米8500公安专用痕迹仪装配车间国安专用光谱产品装配检测车间生物医药诊断用光谱显微镜装配与检测车间食品卫生光谱检测仪装配车间材料科学研究专用高光谱显微镜装配车间探矿光谱设备装配车间气象光谱设备装配车间3试验厂房平米5000公安专用痕迹仪试验车间国安专用光谱产品试验车间生物医药诊断用光谱显微镜试验车间食品卫生光谱检测仪试验车间材料科学研究专用高光谱显微镜试验车间探矿光谱设备试验车间气象光谱设备试验车间4重点实验室平米6000国家级光谱技术创新中心实验室（合作实验室）国家级高光谱定标和标准化实验室生物物质的高光谱识别研究室（合作研究室）医疗诊断高光谱应用研究实验室（合作研究室）公安痕迹的高光谱应用研究室（合作研究室）农业高光谱应用研究室（合作研究室）探矿光谱应用研究室（合作研究室）气象探测光谱应用研究室（合作研究室）航空航天航海光谱应用研究室食品安全应用研究室特定光源光谱实验中心室内光谱数据仿真实验环境的数据采集试验车间二食堂及保障用房平米28007三总面积平米4000062生产工艺621关键技术光谱成像仪的关键部分为分光系统，光谱成像仪采用何种分光系统直接影响着整个光谱显微成像系统的性能、结构的复杂程度、重量和体积等。从获得光谱的不同方式分类，用于光谱成像系统的分光方式主要有色散型色散型光谱成像仪利用特定的色散元件，也叫作分光元件，在连续谱段上得到同一目标的直接光谱。一般常见的色散元件包括棱镜和光栅。棱镜或光栅分光出现较早，是一种传统的、技术发展比较成熟的分光方式。傅里叶变换型傅里叶变换光谱仪利用光谱像元干涉图与光谱图之间的傅里叶变换关系，通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶变换来获得物体的光谱信息。获取光谱像元干涉图的方法与技术，决定了由其所形成的傅里叶变换光谱仪的使用范围和能力。目前，傅里叶变换光谱学中，用于获取物面光谱像元干涉图的方法主要有三种迈克尔逊干涉法、三角共路干涉法和双折射干涉法。滤光片型以滤光片为基础的系统是用光学带通滤光片使来自场景光谱的一个窄波段透射到单个探测器或者整个焦平面探测器阵列上。这种光谱成像仪结构简单，实现容易。滤光片可以采用可调谐滤光片和空间可变滤光片。其中可调谐滤光片主要包括声光可调谐滤光片AOTF,ACOUSTOOPTICTUNABLEFILTER和液晶可调谐滤光LCTF,LIQUIDCRYSTALTUNABLEFILTER。空间可变滤光片又可分为光楔滤光片、线性渐变滤光片、滤光片轮等。622光谱成像仪器生产工艺流程光学设计电子学设计结构设计PCB加工（外协）光学加工（外协）机械加工（外协）装调定标入库EMC、ROHS检测工艺、易用性设计鉴于青岛市的地理位置靠近海边，湿度高、盐度高等不利因素，整个光学、机械、电子系统的生产加工，需要考虑增加控温、控湿以及防尘设计。鉴于本项目的产品属于高端检测仪器，需要与各分支应用（如医学诊断、医药生产过程中的物质检测、食品安全、新材料、农业应用、矿藏探测等）密切配合，包括根据应用成果的优化设计、细分领域的应用成果数据库建立和标准化、应用服务售后体系建立等，使得上述工艺流程会变得相对复杂，需要根据产业化过程逐步得到完善。623光谱成像仪软件开发流程光谱成像仪是一种新兴的科学仪器设备，是国家十一五、十二五规划的重大专项，不涉及国家明令淘汰的产品及工艺技术。63设备配置方案根据各产品的工艺流程及设备性能，项目规划购进生产及辅助设备780台（套）。详见表。项目设备选购情况表序号设备名称单位数量1光示波器台52机械加工中心套103迈克尔逊干涉仪套304MZ干涉仪套305电控精密位移台台106EMC测试系统套27线性稳压电源台308信号发生器台309逻辑分析仪台10序号设备名称单位数量10频谱分析仪台1011动态信号分析仪台1012高带宽数字示波器台3013精密阻抗分析仪台3014法布里帕罗激光源套3015工业级嵌入式主板套5016任意波形发生器台3017宽带中频数字化仪台3018噪声系数分析仪台1019分光光度计套5020光衰减器台5021光功率计台5022误码测试仪台1023可调谐液晶光阀套5024可调谐激光器套1025声光可调谐滤光片套1026协议分析仪台3027全波段光源套3028医用电子显微镜套1029图像采集处理板套5030高分辨率CCD探测器套5064项目建设规划拟在申请的50亩工业用