用“超能力”看世界

如果植物学家拥有“上帝视角”，他就能直接观测任意区域内植被的生存状态，在此基础上拥有一双“透视眼”，则可以进一步捕捉植被的微观信息。当植物学家长时间拥有这两项“超能力”，他就能监测并记录下植被的微观变化，通过空间制图生成一幅幅直观的专题地图，在定量分析中发现植被生长变化的规律。而这种令植物学家梦寐以求的“超能力”已然成为现实，它就是一种非接触的，远距离的探测技术——遥感。

以贾森老师为第一完成人的深圳大学地理空间信息研究团队（遥感反向）正是凭借在遥感领域中的研究成果——《高光谱和高空间分辨率遥感数据信息提取与定量反演》，一举获得2021年度广东省科学技术奖（自然科学奖）二等奖。

攻坚克难创新技

遥感，顾名思义，即为遥远地感知，作为一种远距离的探测技术，能够进行大范围动态空间监测。它通过传感器或遥感器对物体电磁波的辐射、反射特性进行探测，能够得到目标地物的位置和状况数据。遥感应用范围广泛，在城市规划、气象观测、农业种植等领域都具有非常重要的意义。例如，农业从业人员可以通过大范围监测农作物的重金属污染情况，针对污染区域进行重点防控治理，从而实现高精度、高效率的农业发展。

遥感监测应用于农业

贾森团队的研究聚焦于高光谱和高空间分辨率遥感。高光谱遥感是一种将成像技术和光谱技术相结合的多维信息获取技术，它能够利用各种地物所拥有的独特光谱特性，快速、准确地捕捉检测对象。如植被富含磷和叶绿素，科研人员就能够通过检测磷和叶绿素所对应的光谱波段，进而确定植被的覆盖区域。“高空间分辨率则类似于相机的‘高像素’，使其能够聚焦到很小的像元。”团队成员王俊杰介绍道。当遥感图像拥有“高像素”，它所能够包含的地物形态信息就越丰富，能识别的目标就越小。

但当多轨道的光谱信息和高空间分辨率的图像涌入信息处理中心时，如何让遥感技术真正实现“妙用”，还需要克服无用信息过多、分析效率过低等一系列问题。“传统方法中，由于遥感数据量非常庞大，所以计算的整个过程非常耗时。”王俊杰说道。针对这种情况，该团队提出了第一个技术创新点——特征提取和融合。该技术迁移了计算机视觉的方法，将相邻的相似像素值进行聚合，从而实现自然场景的分割和提取。“如聚焦在同一幢楼房上的像素值是相似的，模型就能自动识别并把相似的部分融合，类似于PS软件里的‘抠图’技术。”贾森解释道。

团队科研成果

该团队提出的另一技术创新点则聚焦于粤港澳大湾区。粤港澳大湾区的生态环境较内陆更复杂，天气状况更多变，常常会出现多云、多雨等不利于数据勘测的情况，科研人员或因此而“无功而返”。贾森表示：“我们不可能总是‘看天吃饭’，因此必须要针对本土特性展开专门的研究，‘薄云去除’就是研究方向之一。”贾森口中的“薄云去除”技术主要包含两个层面，即先根据云的分布规律检测云的位置，其次通过对云下物体信息的识别和整合，实现对干扰物——云的信息剔除，从而实现“局部除云”的效果，为粤港澳大湾区乃至国内沿海地区的勘测提供便利。“攻克地域性难题既是一种科研方向，也是本土科研人员所应当承担的责任。”王俊杰说道。

和衷共济攀高峰

贾森从硕士阶段开始涉足遥感领域，2007年博士毕业以后，愈加坚定了深耕于遥感领域的决心。彼时，他刚刚来到深圳大学计算机与软件工程学院，学院中只有他专研于遥感领域。贾森回忆道：“那是一段比较艰难的时期，只有我一个人带着两三个研究生做研究。”而在这个科学技术快速迭代的时代，他坦言：“一个人很难跟上科技的发展速度，但一个团队就会好得多。”

团队成员参加中国测绘学会2021学术年会

五年后，同为遥感领域专家的李清泉教授来到深大任职，带动了一批遥感科研人员来到深大，其中就包括王俊杰、胡忠文和石铁柱，他们分别致力于遥感领域的高空间高分辨率、遥感图像、数据处理等研究方向。贾森的研究侧重理论，他通过迁移计算机的新兴技术，实现遥感领域的技术创新。但遥感作为一种勘测手段，需要落地实践才能够实现应用价值。如王俊杰所言：“应用和理论是一个相互反馈和验证的过程。”因此，王俊杰、胡忠文和石铁柱三位老师作为应用端的科研人员，与贾森有效互补。几位老师组建团队后，成员既立足于自身，又服务于团队，在遥感技术的创新之路上愈走愈远。

“科研是一回事，如何让评审了解科研成果的价值又是另一回事。”王俊杰说道。在2020年的参评中，团队就曾吃过一次“败仗”，他们将原因归于报奖准备不充分。这一次，他们便早早地开始筹备2021年报奖资料的整理，在大量论文中选出五篇代表作后，他们面对的首要难题是：确定报奖材料的题目。“题目非常关键，它不仅承担着‘开宗明义’的任务，更重要的是让各专业领域的评委能够快速了解科研的中心内容。”贾森解释道，“我们原本的题目不够细致，间接地影响了成果专业性的展现。”在长时间的讨论和李清泉教授的多次指导下，团队最终将题目敲定为《高光谱和高空间分辨率遥感数据信息提取与定量反演》。

此外，曾获国家技术发明奖二等奖的张德津老师也为团队提供了悉心指导。拥有丰富报奖经验的他，对资料撰写范式和评审关注点都非常熟悉，为团队资料的整理提供了极大帮助。王俊杰直言：“如果没有张老师的亲身指导，我们也很难获得这个奖项。”

如日方升行路远

从寥寥几人到一个精英群聚的团队，从个人的默默耕耘到成员间的互帮互助、携手共进，他们曾日复一日地面对庞大数据量和冰冷机械寻找技术突破口，也曾背着各式测量仪器、穿着笨重防护服在艰苦环境下采集样本。

团队成员在新疆进行矿产资源调研

得知团队获奖后，王俊杰心情非常激动，他表示：“获奖是对我们团队极大的肯定，也是多年付出所得到的正向反馈，它将激励我们继续前行，潜心做好科研。”同时，这也让他进一步意识到不断完善研究成果、将研究成果落地的重要性。

随着遥感技术对人类生活的影响越来越大及研究成本的降低，在此领域深耕的人才也越来越多。贾森感慨道：“我在2014年参加遥感领域的学术会议时，场内只有几百个人，但在短短六七年间，与会人员已突破千人。”贾森深知，要想在遥感领域继续深耕，不仅要付出时间和精力，还要与时俱进、不断创新。

王俊杰认为，发展遥感的意义十分重大。除了农林牧渔等既有应用领域外，遥感还能应用于国家的海洋强国战略和可持续发展战略，为沿海城市的海岸带管理、智慧城市建设、全球气候变化研究等领域提供帮助。“未来，遥感技术还可能走进千家万户，与人们的日常生活融为一体。如将手机镜头与高光谱相结合，那么检测蔬果的品质优劣、猪肉注水与否将变得易如反掌。”贾森补充道。

在这一次组团科研和报奖的过程中，成员们各自的研究成果都发挥了更大的社会效益，充分展现了团队科研“一加一大于二”的优势。未来，团队成员都表示还会继续保持这样的合作关系，不断完善研究成果，助力遥感技术向更加科学化、系统化的方向发展；也会保持通过科研成果造福社会、服务地方的初心，承担起科研工作者的社会责任。

文字｜郑琳 李柳佳 陈向欢

图片｜受访者供图 部分来自网络

排版｜黄中信

责任编辑｜李奕欣     

监制｜崔震

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