湖南大学副校长李树涛:攻克遥感成像关键技术,为我国相关领域发展贡献力量

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炼就遥感成像的“火眼金睛”(讲述·弘扬科学家精神)_炼就遥感成像的“火眼金睛”(讲述·弘扬科学家精神)_

李树涛,1972年出生,辽宁凌海人。湖南大学党委常委、机器人学院副院长、院长,国家自然科学基金委创新群体组长。长期从事智能集成与感知领域的研究。获国家自然科学奖二等奖2项,国家科技进步奖2项,国家教学成果奖二等奖1项。

太空中的人造卫星围绕着地球,编织了一张全球性的“天网”,可以清晰地观察到大山小河,小村庄小街道。过去,空间和光谱信息的采样受限于单位时间,遥感成像一直难以获得高空间分辨率的高光谱图像。

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湖南大学教授李树涛(见四、姜乾坤摄)带领团队攻克多模型图像融合、高分辨率高光谱成像等关键技术难题,为发展做出了重要贡献我国遥感成像技术。

加强技术攻关,获得精品材料谱

“高分辨率高光谱成像与识别,就像炼化“火眼金眼”一样,可以获得能够获取物质的精细光谱“指纹”,进而准确识别物体的材质和成分。 ”李树涛说。1998年,我国高分辨率成像技术的研究还没有起步,当时正在湖南大学攻读博士学位的李树涛对此产生了浓厚的兴趣。

在国外博士后研究期间,李树涛敏锐地意识到复音图像融合的理论方法在遥感对地观测领域具有重要的应用价值,能够有效满足国防安全、环境监测的需求。 、农业管理等领域。

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方向虽然明确,但突破之路却是艰难的。由于单位时间内空间和光谱信息采样的限制,以往的遥感成像手段很难获得高空间分辨率的高光谱图像。通俗地说,如果想看物体的大小和形状,很难看出物体的具体材质;如果你想看到材料,你就会牺牲空间的大小和形状。

回国后,李树涛开始了科学研究。从实验室进行模拟实验到卫星进行测试验证。经过数百次的反复尝试和实验,他和团队终于找到了时空谱耦合成像机制。可实现高分辨率高光谱成像。

李树涛介绍,“大多数人看到的是交通和蓝色三种颜色,而高光谱图像包含几十个甚至上百个光谱波段。如果能够对其实现准确高效的检测,就可以利用数百个特征来分析到具体材料” “每次做现场测试,我都要带领团队到实验室、到测试现场,不断调整参数、完善技术方案,才能取得更好的效果。”

推广广泛应用,成果覆盖多个领域

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湿地被誉为“地球之肾”,对湿地资源的精准监测可以显着提高环境和生物多样性保护的质量和成效。传统的湿地监测方法大多依赖于人工采样和实验室分析。过程繁琐、耗时,难以实现对湿地环境的全面、持续监测。

在该案例中,李树涛研究团队准确识别了湿草、碱泵等40余种不同类型植被的分布状况和生长趋势,识别准确率达到95%以上。

此外,通过光谱定量对策测量湿地水体氮含量、磷含量等关键指标,实现了黄河入海口等湿地生态环境的综合治理和持续监测。 。随着水流的变化,实验室大屏幕上的数据和颜色也在逐渐变化,实验人员可以利用高光谱仪成像技术监测水体微量元素的含量,从而判断水质是否合格。被污染。

“如今,相关技术已应用于环境保护、资源调查等重要领域,取得了良好的社会效益和经济效益。”李树涛介绍,团队成功研发出多模融合高光谱视频成像及图像智能识别系统。在海洋灾害监测领域,在溢油类型、油膜厚度、赤潮生物量识别等方面取得突破。识别时间从分钟级提高到秒级,准确率从72.3%提高到95.8%。

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“除了湿地和海洋监测之外,我们的技术在精准农业和医疗诊断领域也发挥了重要作用。”李树涛表示,在精准农业领域,高光谱成像和识别技术应用于作物生长监测、病虫害检测、病虫害检测等。土壤肥力评估等,实现精准施肥和病虫害防治。在医疗领域,利用这种成像技术还可以清晰有效地识别药品成分,检验药品真伪。

培养技术人才,服务国企需求

“我希望我的学生不仅具备独立思考的能力和创新精神,更能将我所掌握的技能与国家和企业的实际需求紧密结合起来。”在李树涛身上,湖南大学岳麓书院“传民济民、致天下、致天下、致天下”的教育理念,充分展现了教书育人的内涵。

“未来的科学研究需要既懂技术又懂应用的复合型人才。”李树涛深知,推动科研前沿突破、服务国家战略目标,不仅需要个人努力,更离不开广泛深入的协作。

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在国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持下,李树涛组建了控制科学、电子信息、光学工程、遥感科学、遥感科学等不同学科背景的多学科研究团队。电脑。通过密切合作,双方在基础研究、技术攻关、工程转化等多个环节取得了重要成果。

从教以来,李树涛已培养研究生100余名,其中不少人已成长为所在单位的学术带头人、科技骨干。 “学生的成长比老师更重要。”李树涛表示,希望能够在大舞台上帮助更多的学子,为加快实现高水平科技自力更生做出贡献。

《人民日报》(2025年1月21日06版)