在一張比例尺稍小一點(diǎn)的地圖上，要找到山東濱州市濱城區(qū)并不是一件很容易的事。可是，通過對(duì)衛(wèi)星遙感信息進(jìn)行處理分析，卻可精準(zhǔn)捕捉到這里發(fā)生的一處著火點(diǎn)——這就是近期山東科技大學(xué)孫林教授科研團(tuán)隊(duì)在做的事情。
10月12日一個(gè)普通的下午，山東省春秋季秸稈焚燒火點(diǎn)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用VIIRS星監(jiān)測(cè)到濱州市濱城區(qū)有一處秸稈焚燒疑似火點(diǎn)。監(jiān)測(cè)員張文華立即發(fā)送火點(diǎn)快報(bào)，信息詳情幾分鐘上報(bào)至山東省生態(tài)環(huán)境廳。
這個(gè)場(chǎng)景就是山東科技大學(xué)測(cè)繪學(xué)院孫林教授團(tuán)隊(duì)的科研成果之一。
衛(wèi)星遙感、無人機(jī)巡查……硬核科技、守護(hù)綠水青山，山科大科研團(tuán)隊(duì)是如何利用硬核科技守護(hù)綠水青山的？這樣的科研成果是如何轉(zhuǎn)化到百姓生活中去的？近日，山科大校園記者對(duì)山東科技大學(xué)測(cè)繪學(xué)院孫林教授作了專訪。
孫林指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)分析數(shù)據(jù)
■做科研：利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)守護(hù)家園
2006年，從中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所獲博士學(xué)位畢業(yè)的孫林成了山東科技大學(xué)的一名教師，他的博士專業(yè)是地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)，研究方向?yàn)槎窟b感。
“通俗點(diǎn)講，就是研究圖像信息，不同的圖像數(shù)據(jù)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(gè)個(gè)著火點(diǎn)、一片片污染源。”孫林這樣向記者介紹他的研究內(nèi)容。
如何將所學(xué)專業(yè)應(yīng)用到生活中去，將高大上的衛(wèi)星遙感實(shí)現(xiàn)“接地氣”的科技成果轉(zhuǎn)化，這成了擺在孫林面前最大的一道難題。
讓遙感衛(wèi)星幫助我們監(jiān)管廣袤的森林、草地和濕地，守護(hù)好綠水青山；分析數(shù)據(jù)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(chǎng)景是孫林理想中要做的事，但是從遙感到應(yīng)用，有太長的路要走。
孫林團(tuán)隊(duì)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”正時(shí)時(shí)刻刻注視著地球和人類活動(dòng)。它們察“顏”觀“色”，見證地球的“喜怒哀樂”，那就是遙感衛(wèi)星。孫林團(tuán)隊(duì)做的一項(xiàng)工作就是把這些遙感衛(wèi)星觀察地球的數(shù)據(jù)下載下來，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。經(jīng)過復(fù)雜的建模、分析及多次反復(fù)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，找出其中的規(guī)律，才算邁出從遙感到應(yīng)用的第一步。
同樣一份衛(wèi)星數(shù)據(jù)，普通人可能看著雜亂無章，但是科研人員通過建模分析就能判斷哪些地方起火，哪些地方有水……其中有沒有誤判？準(zhǔn)確率高不高？孫林說：“由于信息的復(fù)雜性，模型計(jì)算經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的嚴(yán)重偏差，在現(xiàn)實(shí)生活中誤差大了根本沒法應(yīng)用。因此減小誤差、提高預(yù)判精準(zhǔn)度，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵門檻。”
從衛(wèi)星上獲取的數(shù)據(jù)浩瀚而又龐雜，一切都得從頭摸索。
雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越。在孫林看來，能把自己所學(xué)應(yīng)用到實(shí)際生活中去才是學(xué)習(xí)的最大價(jià)值，“論文在紙面上不如落在大地上”。孫林和他的團(tuán)隊(duì)一天天地摸索，一步步地反復(fù)試驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)中研究生、博士生經(jīng)常夜以繼日，不少人在壓力大的時(shí)候會(huì)找孫林傾訴。孫林經(jīng)常鼓勵(lì)他們：“做科研就是這樣，當(dāng)我們把所研究的東西變成實(shí)實(shí)在在造福社會(huì)的技術(shù)的時(shí)候，才是我們最大的價(jià)值。”
遭遇過很多次失敗，但孫林看來：“挫折都是暫時(shí)的，付出不一定馬上有產(chǎn)出，但一定會(huì)有收獲。”從一開始建模不成熟到開發(fā)出一套完整的系統(tǒng)，從開始監(jiān)測(cè)的不準(zhǔn)確到逐漸提高準(zhǔn)確度，最終，市場(chǎng)對(duì)經(jīng)過磨練和檢驗(yàn)的孫林科研團(tuán)隊(duì)成果敞開了大門。
承接國家氣象局項(xiàng)目，用科技為“風(fēng)雨雷電”把脈畫像；承接山東省生態(tài)環(huán)境廳項(xiàng)目，用衛(wèi)星數(shù)據(jù)守護(hù)綠水青山；承接青島市即墨區(qū)、西海岸水文局項(xiàng)目，用技術(shù)服務(wù)家鄉(xiāng)一方水土……
在本文開頭提到的場(chǎng)景這樣實(shí)現(xiàn)了：在利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)信息后，孫林團(tuán)隊(duì)成員張文華隨即聯(lián)系火點(diǎn)就近的野外核實(shí)調(diào)查員，開展核查工作。2小時(shí)后，經(jīng)核實(shí)該處確為焚燒火點(diǎn)，過火面積約50畝。10分鐘內(nèi)監(jiān)測(cè)上報(bào)，3小時(shí)內(nèi)野外核查確認(rèn)。孫林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打造了一套擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大范圍內(nèi)高時(shí)效性、高精度的“陸空”一體化秸稈焚燒火點(diǎn)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)全省范圍內(nèi)秸稈焚燒火點(diǎn)監(jiān)測(cè)。
一項(xiàng)項(xiàng)科研成果越來越接地氣，轉(zhuǎn)換到了人們生活中去。孫林覺得：“這樣會(huì)感覺自己多年的工作沒白干。”
監(jiān)測(cè)到著火點(diǎn)后無人機(jī)拍照核查
■接項(xiàng)目：讓科技“眼睛”增援企業(yè)生產(chǎn)
孫林告訴記者，他的團(tuán)隊(duì)們隨時(shí)可以通過電腦、手機(jī)APP等，從衛(wèi)星遙感影像上清楚地看到每一塊森林、草地、濕地的現(xiàn)狀和過去，了解其前世今生。他表示，這樣的應(yīng)用變現(xiàn)才能使遙感衛(wèi)星真正成為綠水青山的守護(hù)者。而除了這些項(xiàng)目，如何能把這樣的技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中也是他們關(guān)注的內(nèi)容——他和團(tuán)隊(duì)把目光投向了企業(yè)。
“分析衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)是研究圖像信息，如果我們把這樣的技術(shù)放在企業(yè)生產(chǎn)線上，就可以通過分析圖像數(shù)據(jù)來判斷機(jī)器生產(chǎn)中哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題。”孫林向記者介紹了“機(jī)器視覺業(yè)務(wù)”。
在汽車生產(chǎn)線上，車門位置的噴碼都由工人們根據(jù)不同車型選擇不同模板進(jìn)行噴印，極有可能出現(xiàn)噴錯(cuò)的情況，通過人工檢查浪費(fèi)人力，也容易誤判。通過應(yīng)用孫林團(tuán)隊(duì)的技術(shù)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)實(shí)檢測(cè)噴印內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)噴立刻報(bào)警，既節(jié)省了人力又及時(shí)避免了損失。
汽車內(nèi)飾板上的鎖扣、彈簧、條形碼標(biāo)簽較多，經(jīng)常因?yàn)楣と说倪z漏，造成后續(xù)生產(chǎn)上的不便，因此需要一個(gè)檢測(cè)流程對(duì)內(nèi)飾板上的鎖扣、彈簧、條形碼標(biāo)簽進(jìn)行檢測(cè)判斷其是否丟失。孫林團(tuán)隊(duì)的技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用到多個(gè)汽車生產(chǎn)車間。
電視的生產(chǎn)過程相當(dāng)復(fù)雜，每一個(gè)步驟都需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。電視機(jī)的顯示效果是否符合標(biāo)準(zhǔn)？機(jī)殼上的螺母柱是否安裝準(zhǔn)確？這些工作傳統(tǒng)方法為人工檢測(cè)，由于人的視覺疲勞，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)檢的情況。孫林團(tuán)隊(duì)研發(fā)的技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速在線檢測(cè)，自動(dòng)操作軟件，現(xiàn)已應(yīng)用到電視機(jī)生產(chǎn)車間。
工業(yè)生產(chǎn)中，需要對(duì)產(chǎn)品中印刷的條碼進(jìn)行檢測(cè)，確保可以從印刷的條碼中準(zhǔn)確地識(shí)別出條碼內(nèi)容，特殊的材質(zhì)以及復(fù)雜的場(chǎng)景致使傳統(tǒng)的檢測(cè)方法可靠性差，效率低。為了滿足生產(chǎn)需要，孫林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了條碼編碼識(shí)別系統(tǒng)，并用于對(duì)特殊材質(zhì)、復(fù)雜場(chǎng)景下條碼的時(shí)實(shí)檢測(cè)。
孫林
汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用、家電制造領(lǐng)域應(yīng)用、電子制造領(lǐng)域應(yīng)用、包裝及其他領(lǐng)域應(yīng)用……多年以來，孫林承擔(dān)國家級(jí)、省部級(jí)等科研項(xiàng)目50余項(xiàng)，獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，培養(yǎng)博士生、碩士生80余人。
在衛(wèi)星遙感系統(tǒng)、機(jī)器視覺系統(tǒng)等領(lǐng)域，孫林團(tuán)隊(duì)和其公司正在昂頭邁進(jìn)，把成果轉(zhuǎn)化到人們的生活中去。（通訊員 任波 范琪）
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