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山科大科研團隊這樣守護綠水青山

發布時間:2020-11-09  點擊:


在一張比例尺稍小一點的地圖上,要找到山東濱州市濱城區并不是一件很容易的事??墒?,通過對衛星遙感信息進行處理分析卻可精準“捕捉”到這里發生的一處著火點——這就是近期山東科技大學孫林教授科研團隊在做的事情。

10月12日一個普通的下午,山東省春秋季秸稈焚燒火點遙感監測系統利用VIIRS星監測到濱州市濱城區有一處秸稈焚燒疑似火點。監測員張文華立即發送火點快報,信息詳情幾分鐘上報至山東省生態環境廳。

這個場景就是山東科技大學測繪學院孫林教授團隊的科研成果之一。

衛星遙感、無人機巡查……硬核科技、守護綠水青山,山科大科研團隊是如何利用硬核科技守護綠水青山的?這樣的科研成果還轉化到哪些接地氣的百姓生活中去了?近日,記者對山東科技大學測繪學院孫林教授進行了專訪。

做科研:利用衛星數據守護家園

2006年,從中國科學院遙感應用研究所獲博士學位畢業的孫林成了山東科技大學的一名教師,他的博士專業是地圖學與地理信息系統,研究方向為定量遙感。

“通俗地說,就是研究圖像信息,不同的圖像數據普通人看來可能是一張灰色或者彩色的圖片,但我們看來這可能代表一個個著火點、一片片污染源?!睂O林這樣向記者介紹他的研究內容。

如何將所學專業應用到生活中去,將高大上的衛星遙感實現“接地氣”的科技成果轉化,這成了擺在孫林面前最大的一道難題。

讓遙感衛星幫助我們監管廣袤的森林、草地和濕地,守護好綠水青山;分析數據就可以知道哪些地方在燒荒、哪里的湖泊被污染;在人跡罕至的深林、田野、水邊,在肉眼難以觀察到的千里郊外,用高科技代替我們的眼睛……這些場景是孫林理想中要做的事,但是從遙感到應用,有太長的路要走。

孫林團隊的研究生這樣向記者描述:在浩瀚的太空有很多人造的“眼睛”正無時無刻注視著地球和人類活動。它們察“顏”觀“色”,見證地球的“喜怒哀樂”,那就是遙感衛星。孫林老師團隊做的一項工作就是把這些遙感衛星觀察地球的數據下載下來,對這些數據進行分析,需要進行復雜的建模、分析,經過多次反復的科學實驗,找出其中的規律,才算邁出從遙感到應用的第一步。

同樣一份衛星數據,普通人可能看著雜亂無章,但是科研人員需要通過建模分析這些數據,從而判斷哪些地方起火,哪些地方有水……有沒有誤判?準確率高不高?由于信息的復雜性,模型計算經常會導致結果的嚴重偏差,在現實生活中誤差大了根本沒法應用。孫林表示:“減小誤差提高預判精準度是實現應用的關鍵門檻?!?/p>

從衛星上獲取的數據,浩瀚而又龐雜,一切都從頭摸索。

雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越。在孫林看來,能把自己所學應用到實際生活中去才是學習的最大價值,“論文在紙面上不如落在大地上”。孫林和他的團隊們一天天地摸索,一步步地反復試驗。團隊中研究生、博士生經常夜以繼日,不少人在壓力大的時候會找孫林傾訴。孫林經常鼓勵他們:“做科研就是這樣,當我們把所研究的東西變成實實在在造福社會的技術的時候,才是我們最大的價值?!?/p>

遭遇過很多次失敗,但孫林看來:“挫折都是暫時的,付出不一定馬上有產出,但一定會有收獲?!睆囊婚_始建模不成熟到開發出一套完整的系統,從開始監測的不準確到逐漸提高準確度,最終,市場對經過磨練和檢驗的孫林科研團隊成果敞開了大門。

承接國家氣象局項目,用科技為“風雨雷電”把脈畫像;承接山東省生態環境廳項目,用衛星數據守護綠水青山;承接青島市即墨區、黃島區水文局項目,用技術服務家鄉一方水土……

在本文開頭提到的場景這樣實現了:在利用衛星數據發現火點信息后,孫林團隊成員張文華隨即聯系火點就近的野外核實調查員,開展核查工作。2小時后,經核實該處確為焚燒火點,過火面積約50畝。10分鐘內監測上報,3小時內野外核查確認。孫林帶領團隊打造了一套擁有完全自主知識產權的大范圍內高時效性、高精度的“天空地”一體化秸稈焚燒火點遙感監測系統,成功實現全省范圍內秸稈焚燒火點監測。

一項項科研成果越來越接地氣,轉換到了人們生活中去。孫林覺得:“這樣會感覺自己多年工作沒白干?!?/p>

接項目:讓科技“眼睛”增援企業生產

孫林告訴記者,他的團隊們隨時可以通過電腦、手機APP等,從衛星遙感影像上清楚地看到每一塊森林、草地、濕地的現狀和過去,了解其“前世今生”。他表示,這樣的應用變現才能使遙感衛星真正成為綠水青山的守護者。而除了這些項目,如何能把這樣的技術應用到企業生產中也是他們關注的內容——他和團隊把目光投向了企業。

“分析衛星圖像數據是研究圖像信息,同樣是研究圖像信息,如果我們把這樣的技術放在企業生產線上,就可以通過分析圖像數據來判斷機器生產中哪個環節出了問題?!睂O林向記者介紹“機器視覺業務”。

在汽車生產線上,車門位置的噴碼都由工人們根據不同車型選擇不同模板進行噴印,極有可能發生噴錯現象,通過人工檢查浪費人力,也容易發生誤判。通過應用孫林團隊的技術,企業可以實現實時檢測噴印內容,發現錯噴立刻報警,既節省了人力又及時減少損失。

汽車內飾板上的鎖扣、彈簧、條形碼標簽較多,經常因為工人的遺漏,造成后續生產上的不便,因此需要一個檢測流程對內飾板上的鎖扣、彈簧、條形碼標簽進行檢測判斷其是否丟失。孫林團隊的技術現已應用到多個汽車生產車間。

電視的生產過程相當復雜,每一個步驟都需要進行嚴格的檢測。電視機的顯示效果是否符合標準?機殼上的螺母柱是否準確安裝?這些工作傳統方法為人工檢測,由于人的視覺疲勞,會出現錯檢的情況。孫林團隊研發的技術,實現快速在線檢測,自動操作軟件,現已應用到電視機生產車間。

工業生產中,需要對產品中印刷的條碼進行檢測,確??梢詮挠∷⒌臈l碼中準確的識別出條碼內容,特殊的材質以及復雜的場景致使傳統的檢測方法可靠性差,效率低。為了滿足生產需要,孫林帶領公司研發了條碼編碼識別系統,并用于對特殊材質、復雜場景下條碼的實時檢測。

汽車制造領域應用、家電制造領域應用、電子制造領域應用、包裝及其他領域應用……

多年以來,孫林承擔國家級、省部級等科研項目50余項,獲得省部級獎勵8項,發表學術論文100余篇,培養博士生、碩士生80余人。

在衛星遙感系統、機器視覺系統等領域,孫林團隊和其公司正在昂頭邁進,把成果轉化到人們的生活中去。(記者:任波 范琪)



孫林在指導團隊成員分析數據


監測到著火點后實地核查,確認監測準確性



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