编者按：科技是国家强(qiang)盛(sheng)之基，创新是民族进步之魂。为大力(li)弘(hong)扬科学(xue)家精神，矢(shi)志(zhi)爱国奋斗、勇攀(pan)科学(xue)高峰，红网时刻资讯在湖南省科学(xue)技术协会的引导(dao)下，遴选了(le)一批有担当、有作为、在科技攻关(guan)中勇向前的科研(yan)人，讲述科技湘军的创新故事。逐梦(meng)者，正青春。
红网时刻资讯记者 谭(tan)苏昕 长沙报道
太空中一颗颗卫星包围着地球(qiu)，织成了(le)一张覆(fu)盖全球(qiu)信息的“天(tian)网”，小到每家每户，精到山丘、荒(huang)野，然而，过去的遥感成像手(shou)段(duan)受制于单位时间内空间与光谱信息的采样极限(xian)，难(nan)以(yi)获取高空间分辨率的高光谱图像。
简单来说，想看清物体的空间大小和形状，就(jiu)难(nan)以(yi)看清物体具体的材质；想看清材质，就(jiu)会牺牲空间的清晰度。
对此，湖南大学(xue)副校长李树(shu)涛教授主持(chi)完成的“高空间分辨率高光谱成像与识别理论方法研(yan)究”项目，解决了(le)高分辨率高光谱图像获取与精准高效识别的技术难(nan)题(ti)，荣获2023年度国家自然科学(xue)奖二等(deng)奖。
新年伊始，岳麓山笼罩在星城的冬日暖阳里，湖南大学(xue)迎来了(le)不少游客，李树(shu)涛不禁忆(yi)起他最初来到校园时的模样。
1998年，我国高分辨率成像技术研(yan)究还没有起步。当时在湖南大学(xue)攻读博士学(xue)位的李树(shu)涛，对此产(chan)生了(le)浓厚兴趣。
在海外从事博士后研(yan)究期间，李树(shu)涛敏锐(rui)地察觉到，多源(yuan)图像融合理论方法在遥感对地观测领域具有重要的应用价值，能(neng)有效满足国防安全、环境监测、农业管理等(deng)领域的需求。
回国后，从实验室开(kai)展(zhan)仿真实验再(zai)到卫星上进行试验验证，李树(shu)涛与团(tuan)队经(jing)过上百(bai)次反复的尝试和试验，终于发(fa)现了(le)时间—空间—光谱的耦合成像机理。“大家提(ti)出了(le)一种全新的成像模式，实现了(le)高空间分辨率高光谱的获取，能(neng)够做到精准、高效的探(tan)测。”
“火眼金睛”是如何炼成的？李树(shu)涛进一步说明，“一般看到的是红绿蓝三个颜色，而高光谱图像包含几十甚至(zhi)数百(bai)个光谱波段(duan)，通过信息的这几百(bai)个特(te)征对应分析到具体材质。”
这项高光谱成像与识别技术，实现了(le)“从静到动(dong)”的成像跨越，在农业方面有着广(guang)泛用途(tu)，比如水环境的监测。
洞庭湖为我国第二大淡水湖，是著名的鱼米之乡，其(qi)物产(chan)极为丰富(fu)。随着河湖流淌，记者看到大屏(ping)幕上的数据与颜色逐渐变化。这便是利用高光谱成像技术，监测水体微量元素(su)的含量等(deng)，从而判断水质是否被污染，并(bing)发(fa)现污染源(yuan)头。
具体来说，团(tuan)队研(yan)发(fa)的多模融合高分辨高光谱视频成像与图像智能(neng)识别系统，在海洋灾害(hai)监测领域，在对溢油类型(xing)、油膜厚度及赤潮(chao)生物量的识别反演上取得了(le)突破性进展(zhan)，识别时间从分钟级提(ti)升至(zhi)秒级，精度从72.3%提(ti)升至(zhi)95.8%。
此外，该技术在医学(xue)领域也有用武之地。随着 “以(yi)假乱真”的冒牌药(yao)品(pin)层出不穷，普通老百(bai)姓(xing)购药(yao)治病(bing)带来困扰。而利用此成像技术，能(neng)够清楚有效地辨别药(yao)品(pin)成分、检测真假。
“如今做科研(yan)，需要既懂技术又懂应用的复合型(xing)人才。”从教以(yi)来，李树(shu)涛培养(yang)了(le)100多名研(yan)究生，不少已成为所(suo)在单位的学(xue)术带头人和科研(yan)骨干。
他常常告诉学(xue)生，不仅要具备独立思考的能(neng)力(li)和创新精神，而且能(neng)将掌握的技能(neng)与国家和企业实际需要紧密结合。
在李树(shu)涛看来，推动(dong)科学(xue)研(yan)究的前沿突破和服(fu)务国家战略目标，不仅需要个人努力(li)，更离不开(kai)广(guang)泛、深入(ru)的协同(tong)攻关(guan)。
数十年磨一剑，其(qi)成果在中国空间技术研(yan)究院等(deng)单位成功应用，解决了(le)城市、山地等(deng)复杂场景的空谱高分成像和目标精准高效识别难(nan)题(ti)，“面向国家战略重大需求，未来大家的科技成果将在更多领域、更多行业推广(guang)运(yun)用。”李树(shu)涛充满信心。
个人名片：李树(shu)涛，1972年生，辽宁凌海人。湖南大学(xue)党委常委、副校长兼机器(qi)人学(xue)院院长，国家自然科学(xue)基金委创新群体负责人。长期从事智能(neng)融合感知领域的研(yan)究工作，获国家自然科学(xue)奖二等(deng)奖2项、国家科技进步奖二等(deng)奖2项、国家级教学(xue)成果奖二等(deng)奖1项。