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武大教授用卫星看清战争之痛……

发布日期:2022-01-31 10:12   来源:未知   阅读:

  横店东磁获7家机构调研(附调研问答)南宁启迪创新科技投资有限公司违约交付商品房,李熙,武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室教授、博士生导师,在夜光遥感方法和应用上取得了系列成果,2021年荣获国家科技进步一等奖,入选国家高层次青年人才计划。

  近日,李熙团队在《自然-食品》杂志在线发表的一项研究成果显示,20多年间战争给叙利亚带来了巨大的粮食危机。

  “战争并非叙利亚耕地减少的首要因素”这一结论让人有些意外。“通常情况下,战争会导致抛荒”,李熙解释,在叙利亚西北部城市阿勒颇、东南部代尔祖尔地区等战争胶着地区,确实显示出耕地减少、农作物减产;但在大马士革以及局势相对稳定的库尔德地区,许多原本种植果树的土地变成了农田,耕地面积出现大幅增长。

  “虽然叙利亚战争爆发以来,降水对耕地面积的影响降低了39%,但仍是首要影响因素。”团队通过数据对比、模型分析等方式,确定了叙利亚耕种面积的变化趋势与当地降水量的趋势一致。2017年之后,随着叙利亚安全局势趋于稳定,同时降水量也在此期间改善,经过一两年的恢复,当地农业耕地面积出现大规模增长,甚至逐步超过战前水平。

  这项研究是怎样进行的?李熙的团队联合多个科研团队通过分析1998至2019年间的13970幅卫星影像,绘制了叙利亚20年间的耕地面积变化曲线,再通过夜光遥感影像数据作为反映战争强度的代理变量,以此观察战争对农业植被的影响。李熙说:“我们发现,灯光减少越多的地方,就是战事越激烈的地方,与之相对的,也是农作物减产最严重的地方。”

  “从天上用卫星去看,你很难从一幅图像中准确分辨农田、草地和其它低矮的植被,这就是我们要做的第一步工作”,在李熙看来,这项研究的难点在于如何分辨自然植被和农作物,他们使用的方法是用农作物生长曲线来辨别,“虽然每种作物的收割期不同,但只要对比同一地点不同时期的卫星图片,就能发现它的曲线在收割期突然下降,然后来年又慢慢回升。”

  研究团队将各种作物的收割期等参数导入到程序中,让电脑可以自动监测、对比,识别出哪些植被是农作物。但更多研究、分析工作,还是离不开人工完成。

  李熙是土生土长的武汉人,一直在武大求学、工作,从未去过叙利亚,但他却对那片大地格外熟悉。

  2014年10月,李熙和李德仁院士在《国际遥感》杂志上以封面论文形式发表了题为“夜光遥感影像能否用来评估叙利亚内战”的研究成果。该成果通过夜光遥感影像评估了叙利亚内战以来(2011年3月-2014年2月)的人道主义危机的时空变化规律,获得学术界的高度关注,也引起了联合国和多个国际组织的关注。

  2015年初,在这些国际组织的邀请下,李熙开始分析叙利亚内战爆发到2015年2月的四年间夜间灯光变化。可是,这四年被两类截然不同的夜光遥感影像覆盖,李熙在国际学术界首次提出了异源夜光遥感影像一致化处理的方法,成功分析了叙利亚内战四年以来的灯光变化。

  2015年3月11日,李熙向全球媒体发布了叙利亚内战以来多时期的夜间灯光影像,宣布了“83%的夜间灯光在叙利亚内战中熄灭”这一重要发现。600余家国内外媒体,纷纷对此进行报道。

  2015年3月26日,联合国副秘书长Valerie Amos女士在安理会7418次会议上公布了李熙的研究发现,将“叙利亚灯光熄灭83%”和其它统计数据一并作为叙利亚正在遭受严重的人道主义危机的主要证据,呼吁国际社会切实帮助解决叙利亚危机。

  为什么会将目光瞄准叙利亚?虽然李熙是个理工男,但他从小对历史、地理、政治等人文社科领域很感兴趣。李熙读博士期间,有两年是通过北京大学联合培养,“在北大是在政府管理学院,所以很早就有了学科交叉的感念,也影响了我以后的研究方向。”

  除了叙利亚,李熙还利用卫星遥感研究过也门战乱、IS组织在伊拉克的活动等,发现也门战事激烈的省份失去了95%的电力供应,为联合国等国际组织开展人道援助,提供了重要信息。同时,他还应亚洲开发银行首席经济学家泽田康幸教授的邀请,开发了遥感经济学模型用来短期预报亚行成员国的经济增长率。李熙说,李德仁院士一直鼓励他,遥感要服务于国家,也要服务于全人类,“我国提出了‘一带一路’倡议,致力于建立人类命运共同体,所以我们的研究也要向外看。”

  李熙也鼓励自己的学生具有国际视野和跨界思维,在他的主导下,联合国卫星中心(UNOSAT)与武汉大学开展深度合作,目前已接纳了武汉大学的8名研究生前往瑞士日内瓦实习。联合国卫星中心在中国的第一个分中心,也有望落户武汉。

  “当初就是觉得美,然后才想发掘它背后的价值”,回忆起和夜光遥感结缘的过程,李熙说,早在2011年,他被美国公布的一组全球夜光遥感影像所吸引,便开始了“遥感-社会人文”的跨界研究之路。

  李熙关于叙利亚内战的研究成果引发轰动,也证明了夜光遥感具有巨大的应用价值。2014年,他加入李德仁院士团队,2015年团队开始研制我国第一颗专业夜光遥感卫星“珞珈一号”。经过3年的科研攻关,“珞珈一号”于2018年6月2日成功升空,开启了国产夜光遥感的新纪元,李熙的研究也有了新的动力和新的“武器”。

  2021年,李德仁院士主持完成的“天空地遥感数据高精度智能处理关键技术及应用”获国家科技进步一等奖,李熙也是获奖者之一。

  “夜晚的灯光能够直接反映人类活动,进而反映经济社会发展,是一项重要研究资源。”李熙举例说,2020年抗击新冠疫情期间,夜光遥感技术就做出了贡献——当年2月中旬,李熙接到国务院办公厅的电话,希望能够用夜光遥感技术提供更加客观的复工复产数据源。李熙与李德仁院士合作通过为期三周的技术攻关,解决了高时间分辨率夜光遥感影像变化检测的难题,于3月7日提交了“夜间灯光遥感评估2020年三大城市群经济走势”的报告。为此,国务院办公厅电子政务办公室曾专门致函武汉大学表示感谢。

  李熙还讲了一个小插曲,“当时,2月份的美国宇航局提供的夜光遥感图像显示,武汉的灯光比疫情前反而变亮了。这能说明武汉经济活动恢复了吗?当然不行。我们研究发现,这很可能是因为‘封城’导致空气环境改善,使得空气中阻碍光传播的颗粒物变少。因此我们需要校正这种误差,或者直接剔除掉武汉的数据。”李熙说,这就说明“眼见不一定为实”,提醒遥感工作者必须在遥感机理方法方面做更深入的探究,保证自己的结论是稳健、可靠的。

  李熙曾经发现卫星观测到的灯光呈现明显的周期波动,但原因曾经被其他学者忽略。他通过数学建模发现,这种波动性来自于卫星观测角度的周期性变化。他将该研究成果发表后,美国宇航局迅速增加了夜光遥感影像的产品种类。正是因为校正了这种短期波动性,使得李熙团队在疫情期间复工复产评估结果是可靠的。

  测绘遥感信息工程国家重点实验室研一学生贾明晖说,李熙老师平常对学生更像是朋友,常组织聚餐和户外团建活动,但涉及到学术问题,他总是格外严谨,“他发现我们有模棱两可的问题,总是会非常有耐心地细致解答。”贾明晖认为,李熙老师教给学生的不仅是技术,更重要的是跨学科和重创新的学术思维模式。

  目前,李熙除了带十几名研究生,还主持了一项国家重点研发计划项目“面向可持续发展目标进展评估的夜间灯光遥感关键技术及应用示范”。李熙介绍,中非合作项目中有一项重要计划,是建设中非卫星遥感应用合作中心。他认为遥感技术能够解决欠发达地区信息匮乏的问题,可以体现更高的价值。将来,他将继续夜光遥感等领域研究,争取为联合国2030可持续发展目标做出更大贡献。