日前,中國科學院京區(qū)黨委組織召開學習貫徹黨的十八大精神座談會,旨在讓十八大精神成為“創(chuàng)新2020”順利實施的思想指引。按照“創(chuàng)新2020”規(guī)劃,中科院將經(jīng)過10年努力,有效解決一批事關我國現(xiàn)代化全局的戰(zhàn)略性科技問題,在一些重要領域進入世界前列,培養(yǎng)凝聚一支高水平科技創(chuàng)新隊伍,形成一批高水平科技創(chuàng)新平臺與成果轉化基地,總體實現(xiàn)“創(chuàng)新跨越、布局合理、四個一流、開放合作、和諧有序、持續(xù)發(fā)展”,在我國科技事業(yè)發(fā)展中發(fā)揮服務全局、骨干引領和示范帶動作用,成為在世界上有重要影響的一流研究機構。
作為中科院遙感應用研究所高光譜研究室主任,張立福研究員在科研發(fā)展和團隊建設上也堅持貫徹“創(chuàng)新2020”的精神,為最終建成世界一流研究室而努力。
“帶一個這樣的團隊,責任重大”
20世紀90年代,在中國航空遙感領域開拓者——童慶禧院士積極倡導下,國內(nèi)成像光譜技術逐步發(fā)展起來,相關高光譜遙感的成像機理、高光譜圖像立方體數(shù)據(jù)處理方法以及高光譜遙感技術在其它領域的應用也得到不斷拓展。作為國內(nèi)最早從事高光譜遙感研究的機構之一,中科院遙感所高光譜室相繼提出和發(fā)展了一系列高光譜遙感信息處理分析模型、方法,開發(fā)了相應的高光譜遙感圖像處理的專業(yè)軟件,開展了一系列高光譜遙感應用的基礎理論研究和應用實踐。
2004年,張立福從日本留學歸國,次年進入北京大學從事博士后研究。這個期間,他有幸結識了我國高光譜遙感的倡導者童慶禧院士。
2007年,博士后出站的他被人才引進至中科院遙感所,在童慶禧院士領導的團隊從事高光譜遙感科學研究。2010年,受童院士賞識,他開始擔任中科院遙感所高光譜研究室主任。
“童院士信任我,我倍感榮幸,帶一個這樣的團隊,我也深感責任重大。”張立福說,他熟悉這個研究室的光榮史。
據(jù)了解,高光譜研究室曾經(jīng)自主研發(fā)過高光譜圖像處理與分析軟件系統(tǒng)HIPAS,這是我國第一套具有完全自主知識產(chǎn)權、主要面向高光譜遙感數(shù)據(jù)的專業(yè)圖像處理與應用軟件,2003年,該軟件參加國家科技部組織的國產(chǎn)遙感軟件測評,獲得國產(chǎn)遙感軟件專業(yè)遙感處理平臺組優(yōu)秀獎;此外,國內(nèi)第一個以內(nèi)陸水質(zhì)動態(tài)遙感監(jiān)測為目標、面向環(huán)保部門業(yè)務化運行需要的環(huán)境遙感監(jiān)測軟件系統(tǒng),也出自該團隊,曾獲得國家環(huán)保局環(huán)境保護科技成果認證;而作為中國典型地物標準波譜數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng),他們開發(fā)的“中國典型巖礦標準波譜數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”更是堪稱國內(nèi)數(shù)據(jù)最完整的典范。更難得的是,童慶禧院士等以多年研究成果為基礎,出版了《高光譜遙感——原理、技術與應用》和《高光譜遙感的多學科應用》,這兩部專著認為是學習遙感不可或缺的參考書。而且,高光譜研究室致力于高光譜遙感領域前沿技術研究和應用技術實踐,承擔過國家863、國家科技支撐計劃、自然基金、中科院創(chuàng)新、北京科委、大科學工程、高分重大專項等多項重要科研項目,多次獲得國家和省部級各種獎勵。
“有童院士和薛永祺院士兩位名師指引,我們團隊也少走了不少彎路。”張立福說,“童院士是中國航空遙感的開拓者、中國高光譜遙感的倡導者,桃李遍天下。薛院士研發(fā)了多臺套曾經(jīng)在中國和世界高光譜領域有重要影響的遙感傳感器。兩位院士一位從事遙感應用,一位從事遙感傳感器研制,配合得非常默契。他倆是我們團隊的指引。”
現(xiàn)在,高光譜研究室的人員構成比較合理。研究室共有科研人員近20名,其中有1名院士,6名研究員,5名副研,還有一批年輕的充滿活力的科研人員;該團隊博士碩士研究生規(guī)模穩(wěn)定在30名左右。對于未來的發(fā)展,張立福相信,站在巨人的肩膀上,這個老中青結合的團隊一定能夠在高光譜研究領域走出一條有特色的發(fā)展之路。
“要讓研究成果為各行各業(yè)創(chuàng)造價值”
中國遙感研究如何,未來怎么走,張立福有自己的見解。
“大家總是習慣性地認為中國的科技比國外落后,其實,我國在高光譜研究上的發(fā)展很醒目。”談起專業(yè),張立福如數(shù)家珍。
早在20世紀80年代后期,我國就研制出了新型模塊化航空成像光譜儀(MAIS),美國某刊物在總結世界成像光譜發(fā)展時,將MAIS也列在其中,被視為里程碑式的產(chǎn)品;此后,我國又推陳出新,研發(fā)出了實用型模塊化成像光譜儀(OMIS-1,OMIS-2)以及推帚式成像光譜儀(PHI),以適應不同的需求。
“利用這些儀器,童薛二位院士與澳大利亞、馬來西亞、日本等國開展了國際合作,取得了很多成果,影響很大。”張立?;貞?,1997年,中國研制的航空高光譜遙感儀器在澳大利亞的國際合作中,取得了重要成果,反響很大。澳大利亞的報紙上頭版報道:中國的高科技發(fā)現(xiàn)了達爾文的能源泄露。
“在與日本的合作中,他們對我們的儀器也非常滿意,一直到后來,日本一些專業(yè)公司都想買我們的系統(tǒng),雖因故未能成交,他們還是對我們的產(chǎn)品念念不忘,覺得當時的儀器指標,至今仍然領先。”張立福自豪地說,“當時中國的高光譜遙感研究就已經(jīng)是站在國際前沿。盡管中間國外也相繼崛起,但近幾年,我國又開始重視高光譜數(shù)據(jù)獲取能力的建設,我們正在研制一些地面和近地面小型化高光譜設備,有了這些先進儀器設備支撐,就能滿足我們許多基礎科學研究對高光譜數(shù)據(jù)獲取的需要。”
張立福說,中科院的研究能夠為國家的一些戰(zhàn)略規(guī)劃出謀劃策,所以,他們在定位中瞄準的是關鍵核心的科學問題,包括高光譜前沿技術研究、前沿算法、前沿關鍵技術等,發(fā)展先進的高光譜信息提取模型,通過研發(fā)高光譜成像儀器,帶動高光譜研究和關鍵問題的解決,以典型行業(yè)應用、檢驗驗證發(fā)展的模型與算法。“要最終將研究成果在行業(yè)領域推廣應用,為各行各業(yè)創(chuàng)造價值。”
“要多出成果,出原創(chuàng)性成果”
說干就干。實干是別人對張立福的評價,也是他對自己的要求,短短的幾年,他就交出了答卷:
為了滿足“可根據(jù)需求和研究目的的不同,手動或自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)成像參數(shù),以獲取高信噪比數(shù)據(jù)”的需求,解決傳感器輻射定標難的問題,張立福團隊在自主研制的地面成像光譜儀FISS的基礎上,提出了以可變成像參數(shù)的輻射定標模型,滿足了地面獲取高信噪比成像光譜數(shù)據(jù)的需求;他們在遙感領域首次提出了“多維光譜數(shù)據(jù)庫的概念與設想”,將多維數(shù)據(jù)庫的基本概念、高光譜遙感的相關概念與構建多維高光譜數(shù)據(jù)庫這個目標結合起來,面向地質(zhì)礦產(chǎn)應用領域,正在研究基于FISS高光譜影像的多維數(shù)據(jù)庫構建技術;他們還利用成像光譜技術,開展了高光譜遙感在食品安全、考古、農(nóng)業(yè)等各種領域的應用研究,目前正在開展一些各學科應用的前沿科學問題研究。利用地面成像光譜儀,他們做了很多應用案例,該儀器獲得中國發(fā)明專利授權,利用該儀器的研究成果,在國際國內(nèi)重要學術刊物上發(fā)表了SCI論文10多篇。
現(xiàn)在,張立福又開始把目光轉向國際社會熱點:植被對氣候變化、全球變暖等現(xiàn)象的影響。
“我們現(xiàn)在在考慮基于主動光源的高光譜遙感技術方面的問題。”張立福說,關于植被信息的遙感探測方面,他所想到的就是熒光探測。通過植被熒光信息的探測,可以更加精確、及時地反映植被的光合作用。“熒光成像技術是對受激后的樣品進行分析的一種新型、革命性的技術,它在光譜維獲得樣品熒光光譜的同時,在空間維獲得樣品的二維空間信息,將光譜技術與成像技術有機地融為一體,可在光譜和空間兩個方面對樣品目標進行分析和識別,具有樣品形貌學分析和光譜學分析的能力。但目前對于激光激發(fā)熒光以及熒光光譜探測機理研究的不夠深入,新型熒光探測儀器的研制,需要理論研究作為支撐,因此,開展地物光譜特征的熒光產(chǎn)生機理以及熒光光譜分析技術研究非常必要。”現(xiàn)在,張立福他們正在進行“地物光譜特性激光激發(fā)熒光探測機理研究”,就是要通過對地物紫外激光吸收和熒光響應機理研究,突破激光誘導熒光、熒光成像光譜技術以及熒光成像系統(tǒng)定標等關鍵技術,為新型激光激發(fā)熒光探測裝置研發(fā)和應用科學研究提供理論支撐。
提起未來,張立福覺得要做的事情還有很多。他說:“現(xiàn)在,院里給我們的定位很明確,就是要創(chuàng)新。丁仲禮院長曾提過幾點要求,做的東西是不是很重要;別人做過沒有,你做的和別人相比優(yōu)勢在哪兒;成果出來后,要寫成文章推介出去。我們都應該按照這個精神從事科學研究,多出成果,出原創(chuàng)性成果。”
人物簡介
張立福博士,研究員,中國科學院遙感應用研究所高光譜研究室主任,中國遙感應用協(xié)會專家委員會常務委員,國際數(shù)字地球學會中國國家委員會委員,成像光譜專業(yè)委員會副主任委員,中國載人空間站工程地球科學領域專家組成員。在國內(nèi)外學術刊物上發(fā)表SCI、EI科研論文60余篇,出版《高光譜遙感》等專著3部,發(fā)明專利3項,軟件著作權登記5項。曾獲軍隊科技進步二等獎,日本《京都市長獎》、新聞出版署科技進步三等獎等獎勵。主持完成或在研國家973、863、科技支撐等項目30多項,目前擔任IEEE Trans.GRS、INT.J.REMOTE SENSING、PE&RS等三十余家國內(nèi)外核心刊物的特約審稿專家。(文龍 胡軍)
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