不畏浮云遮望眼

——中国空间科学学会姜博的成长故事

基本情况

姓名:姜博

工作单位:西北大学

专业方向:遥感机理与方法

简介

  姜博,西北大学副教授,硕士生导师,入选第三届中国科协青年人才托举工程。现任中国空间科学学会空间遥感专业委员会委员,九三学社陕西省青年工作委员会委员。

  2014年6月毕业于中国科学院上海技术物理研究所,获工学博士学位,师从我国红外遥感专家薛永祺院士。2014年7月至2017年3月任西北大学讲师,2017年4月起任西北大学副教授。

  主要研究方向为遥感图像处理、图像清晰化技术、机器学习与深度学习。近年来主要通过快速发展的机器学习和深度学习,来解决传统遥感图像清晰化处理中面临的各项问题,研究这些技术问题背后的关键科学问题,涉及到物理光学、光学遥感、数学建模、计算机等学科。

  主持或完成的科研项目有国家自然科学青年基金1项、瞬态光学与光子技术国家重点实验室开放基金1项、中国科学院空间主动光电技术重点实验室重点实验室开放基金1项、中国科学院光谱成像技术重点实验室开放基金1项、陕西省自然科学基础研究计划项目1项、陕西省教育厅专项科研计划项目1项。

  2016年指导本科生获陕西省第五届TI杯大学生模拟及模数混合电路应用设计竞赛省级一等奖1项、2018年指导本科生获陕西省第六届大学生TI杯模拟及模数混合电路应用设计竞赛省级一等奖1项。

  飞机划破长空,鸟瞰大地,留下了一幅幅对地球环境和人类自身活动的观测影像。21世纪,伴随着空间信息技术的发展,航拍对地观测技术被广泛应用于军工和民生,已然成为当前炙手可热的研究方向。

  在中国科学院上海技术物理研究所求学期间,姜博师从我国红外遥感专家、中科院院士薛永祺,致力于有效地消除大视场高分辨率对地观测中运动像移问题,深入开展了稳像方面的研究。在此过程中他不仅收获了先进的航拍观测方面的图像理论,还深刻地意识到:航拍观测技术水平不仅能保障社会安全,还逐步发展为代表着一个国家科技先进性、民族创新性的特征体现。持续研究具有实际价值的航拍观测技术这一信念在姜博的内心生根发芽。

  2017年,姜博入选了中国科协“青年人才托举工程”,这个学术平台鼓励年轻人在其科研黄金期快速成长、大胆创新。在该平台的支持下姜博找到了所学专业与实用航拍对地观测技术的结合点。

  在科学研究之中,姜博非常重视发现新问题。近年来航拍观测面临着新的问题:随着空气质量的不断恶化,雾霾天气出现的频率大幅增长。由于航拍观测受天气条件影响较大,雾霾天气使观测能见度显著降低,对航拍图像的辨识度产生了严重的干扰,这为航拍图像清晰化带来了前所未有的挑战。姜博以研究兴趣为主导,以现实问题为切入点,果断选择了面向雾霾天气的航拍图像清晰化技术这一极具现实意义和创新性的研究。

  在西北大学工作期间,姜博和他的团队深入研究粒子成像时大气退化模型的不足之处,成功区分了“雾”与“霾”在大气模型中的差别,实现了高保真度的雾霾图像的清晰化处理。与此同时,随着交通运输、室外监控、侦查等领域的快速发展,对夜晚观测的需求与日俱增,近年来团队也深入开展了夜晚图像去雾霾研究。可是就在“去雾霾”工作不断推进的时候,姜博和他的团队又遇到了一个亟待解决的难题——难以获取大尺度的高分辨率遥感图像,这无疑极大地限制了较高级别遥感图像的应用。为此,团队决定先暂时放下已经顺利开展的“去雾霾”研究,转向图像超分辨率这一陌生领域,希望为今后高水平的科研夯实基础。事实证明,该想法是正确的,团队提出的基于机器学习的图像超分辨率重建很快就取得了令人欣喜的效果,也为航拍图像清晰化研究的实际应用扫除了最后障碍。

  本着从实际问题出发、解决具有现实意义的挑战的原则,姜博除了积极提出先进的航拍图像清晰化和稳像算法外,还尝试将科学研究与工程实现相结合,设计了基于嵌入式DSP平台的航拍图像去雾霾和稳像的小型硬件系统,在实际应用中验证了理论研究。该嵌入式系统结构简单、运行方便,具有一定的实用性,能够满足航拍后期清晰化处理的使用需求。在此基础上,姜博指导本科生参加电子设计竞赛获得省级一等奖2项。

  下一步,姜博希望利用先进的深度学习技术,更多地融合先验信息,获得更多高分辨率的航拍观测数据,结合神经网络自动提取特征的能力,提出更有效的航拍图像清晰化方法。

  不忘初心,砥砺前行,在这两年的成长中,姜博始终怀揣最初科研时立下坚定的信念,不断在航空遥感观测领域推陈出新。他和他的团队将沿着这条路继续走下去,用他们的研究成果为高分辨率遥感观测领域的发展提供有价值的参考。