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    陈冬花:破译“天外”数据

    2018-11-26 10:43:34 来源: 科技日报
    聊聊

    2017年8月陈冬花在新疆伊犁 

    2014年11月陈冬花在欧洲太空局

    人物档案

    陈冬花,1981年12月生,滁州学院计算机与信息工程学院教授,长期从事国产卫星应用及相关产业化工作。

    科学精神在基层

    本报记者 唐 婷

    茫茫沙漠里,一群科研人员在做野外调查。在其他几位穿深色衣服男学生的映衬下,头戴粉色棒球帽、身着红色冲锋衣的她面露微笑,无疑是照片里的一抹亮色。

    她就是滁州学院教授陈冬花。这张照片就摆在她的办公桌上。她长期扎根基层一线,在国产遥感卫星应用研究领域取得了不俗的成绩。国务院特殊津贴专家、中组部“西部之光”访问学者……头顶的光环,对陈冬花而言是荣誉、更是鞭策。

    在2018年“全国科技工作者日”期间,作为科技工作者杰出代表,陈冬花在北京参加了由中国科协举办的百名科学家、百名基层科技工作者座谈会。坐在会场内,陈冬花心潮澎湃。

    “一路走来,我们团队在区域卫星应用研究和推广上取得了一些进展。近年来,国家发射了多颗遥感卫星,让国产遥感卫星获取的数据更多、更好地为区域和行业发展出力,是我们的职责所在。”陈冬花由衷地说。

    解密遥感图像,提高数据应用效率

    在遥感卫星地面接收站,你可以实时看到由卫星拍摄的地面某个区域的图像。但作为一个外行,你可能看不出遥感图像里的“门道”。

    事实上,遥感图像里包含了很多数据信息,比如森林面积、树木生长量等。经过图像预处理、信息反演等复杂过程,才能一步步将有用的信息提取出来。如何更精准、更快地从遥感图像中获取高质量的生态环境信息,便是陈冬花团队的研究重点之一。

    “受大气辐射的影响,遥感卫星拍摄的图像可能会有一些偏差,我们要对辐射进行定标矫正,去除大气干扰、地形带来的偏差,确保图像辐射、几何位置的准确性,不然反演出的森林面积就会有偏差。”陈冬花举例道。

    对遥感影像进行辐射定标、正射校正后,要将图像反演成有用的数据信息,需要借助算法和模型。算法和模型不是凭空来的,需要通过大量的野外调查和实验去一步步建立和改进。反演出的信息,还要进行大规模工程化处理,生成用户所需要的遥感信息产品。

    高分二号卫星是我国目前分辨率最高的民用陆地观测卫星,星下点空间分辨率可达0.8米。分辨率越高,意味着图像数据越大。陈冬花介绍,高分二号卫星所拍摄的一幅图像数据量约为1G,通常一个人一天能处理约一二十G左右的图像数据。一旦遇上加急的工作,人工处理就显得有些力不从心。

    为提高图像数据应用效率,陈冬花团队研制了一套工程化应用系统,实现了国产高分辨率对地观测系统在区域应用中的定量遥感监测业务化运行,使工作效率提高5至10倍。

    “基于多个国家重大科技专项,我们团队在国内外首次突破了国产遥感卫星星群协同反演和共性处理中的若干技术瓶颈,先后获国家科技进步二等奖,两次获得省部级科技进步一等奖。”陈冬花介绍。

    寒来暑往,投身新疆野外调查一线

    2008年,还是北京师范大学一名博士生的陈冬花,参与了国家高分辨率对地观测系统重大科技专项(以下简称高分专项)区域应用示范项目的论证。

    “当时,项目组主要围绕如何在新疆地区开展高分卫星区域应用展开讨论。我是土生土长的新疆人,自然特别希望能参与到项目中,为家乡建设出力。”陈冬花回忆道。

    带着这样的初衷,博士毕业后陈冬花没有选择留在北京,而是回到新疆,作为技术骨干积极投身到高分专项在新疆的区域应用示范。

    出于工作的需要,陈冬花几乎每年夏季都是在野外调查中度过的。

    卫星是在天上看地下,要对它拍摄的图像进行反演,需要有一定的地面样本信息,为建模和验证做准备。“因此必须进行大量的野外调查,用专业仪器做实验,再跟遥感数据比对,不断优化模型,提升反演精度。”陈冬花说。

    新疆北部山区,常常9月就开始下雪。大雪封山后,野外道路难以行进,植被也被大雪覆盖。5月以后,雪水融化,植被渐渐露出。由于气象条件和生态调查的需要,陈冬花团队每年只能在5月到9月期间进行野外调查。

    盛夏时节的沙漠,酷暑难当。陈冬花团队的工作区域大多人迹罕至,运气好的时候能搭上当地牧民的摩托车,有时候则只能扛着10多公斤重的设备徒步远行。

    “有一次搭摩托车经过一片灌木丛,车速很快,当时并没有觉得什么。晚上到驻地,才看到腿上扎进了许多小刺,应该是在经过灌木丛时留下的。那个晚上,我和研究生们都在不停地拔刺。”陈冬花笑着说。

    要说野外调查不苦,那肯定是假的。但在陈冬花看来,这些苦都是值得的。“别人都问我图啥,我觉得有梦想的人生才有价值。能让国产卫星数据用得更好,我就觉得离梦想近了一些。”陈冬花表示。

    在参与国家高分辨率对地观测系统重大科技专项的过程中,陈冬花由一名博士成长为团队技术负责人。近5年来,她主持参与国家级、省部级项目15项,获国家发明专利1项、软件著作权8项,发表论文30余篇,获省部级科技进步奖2项。

    传道授业,把经验与梦想传给后辈

    在新疆的工作做得风生水起时,为了进一步拓展国产陆地卫星应用的深度和广度,提升航天技术服务于国家科技创新和经济建设的能力,2017年陈冬花选择来到安徽工作、走上滁州学院的讲台,开启人生的新篇章。

    长期以来,以新疆为中心,陈冬花重点关注高分卫星数据在“一带一路”地区的应用研究和推广。来到安徽,她希望能在长江经济带地区的高分卫星数据应用上做些新的探索和实践。

    与此同时,作为一名教师,陈冬花也特别希望能将自己的知识、经验乃至梦想一起传递给年轻人。

    曾有一名研究生,在陈冬花团队里工作一周后,因感到工作量太大而选择离开。“有段时间,我们团队的工作强度确实很大,但我也希望有更多年轻人能出自内心地热爱卫星应用事业,加入到我们的团队、行业中来,为国产卫星应用出一份力。”陈冬花由衷地说。

    国家发射了那么多的卫星,一定要把卫星用好。带着这样的想法,陈冬花带领团队积极推进国产卫星在区域和行业的应用。令她倍感欣慰的是,团队研发的多项技术成果已成功地应用于新疆、安徽地区的林业、畜牧、生态等多个行业和应用领域,近五年取得了近亿元的经济效益。

    陈冬花表示,她希望能带领团队进一步拓展我国国产卫星的应用深度和广度,为行业区域的产业转型和军民融合创新提供良好的应用范例,为卫星技术从应用走向实用、从产品走向市场、从工程走向产业打下坚实的技术基础。

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