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    6月13日，“高分四號”正式投入使用，這也是世界上地球同步軌道分辨率最高的對地觀測衛(wèi)星。專家認(rèn)為，此舉將顯著提升我國對地遙感觀測能力。

    毫無疑問，遙感技術(shù)正在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并發(fā)揮重要作用。遙感技術(shù)的發(fā)展，也離不開像中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員毛克彪這樣的青年遙感科研人員的參與和努力。

    在2008年南方大雪冰凍災(zāi)害監(jiān)測中，毛克彪綜合利用自己提出的算法作出的災(zāi)情圖件提交到了國務(wù)院，為救災(zāi)提供了有力的支撐信息，凸顯了遙感在大尺度災(zāi)害監(jiān)測中的作用。

    2015年，毛克彪中選國家自然科學(xué)基金委項目“基于遙感研究氣候變化背景下農(nóng)業(yè)旱災(zāi)時空變化對糧食生產(chǎn)影響”。2016年5月，毛克彪被授予“全國優(yōu)秀科技工作者”。“在國家對科技創(chuàng)新的高度重視下，在基金委等各部門的支持下，青年科研人員正迎來全新的發(fā)展機遇。”在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時，毛克彪這樣說。

    從中科院到農(nóng)科院

    在毛克彪看來，遙感技術(shù)是從人造衛(wèi)星、飛機或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息，判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)，其本身就是一種交叉學(xué)科的體現(xiàn)。“遙感幾乎涉及到地學(xué)所有的學(xué)科，還有計算機、電子、物理和數(shù)學(xué)。對我個人而言，因為在本科和碩士期間就在不同的專業(yè)聽課，在工作中能很好地將不同的專業(yè)知識融合到一起。”

    “1997年，我考上東北師范大學(xué)，學(xué)的是城市規(guī)劃與區(qū)域開發(fā)專業(yè)。2001年，考上南京大學(xué)的研究生，開始從事地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)習(xí)。”毛克彪說。

    2004年，毛克彪考上中科院遙感所的博士，師從遙感科學(xué)國家重點實驗室主任施建成，繼續(xù)地表溫度和土壤水分反演算法的深入探索。在這期間，毛克彪得到郭華東院士、李小文院士等科學(xué)大家的關(guān)懷和建議，得以迅速成長。2007年剛到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院參加工作時，得到了唐華俊院士在工作和生活上的關(guān)懷，使得自己在中科院所做的工作在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域充分應(yīng)用，毛克彪說。

    2008年初，南方發(fā)生罕見的大冰災(zāi)。李小文主動組織大家承擔(dān)監(jiān)測災(zāi)情發(fā)展的任務(wù)。一天深夜，李小文給毛克彪打來電話：“南方天氣太復(fù)雜，可見光和熱紅外遙感無法派上用場，微波的常規(guī)算法無法監(jiān)測雪情。國家遙感中心和國務(wù)院等著我們遙感界拿出雪災(zāi)發(fā)展分布圖，你能不能想想辦法？”

    “國內(nèi)各個災(zāi)害監(jiān)測中心都無法作出結(jié)果，我確實也沒有把握，但還是硬著頭皮答應(yīng)下來。”毛克彪回憶說，他隨后用了兩天兩夜的時間，將雪災(zāi)情況分布圖做出來并提交給李小文。李小文進行修正后，將其提交給了國家遙感中心和國務(wù)院新聞辦公室，得到高度好評。

    別出蹊徑的創(chuàng)新

    當(dāng)前，運用衛(wèi)星遙感技術(shù)快速準(zhǔn)確地獲取大面積、長時間序列的地表溫度和土壤水分，是應(yīng)對多種自然災(zāi)害等諸多問題迫切需要開展的研究課題，其研究成果既具有重大的科學(xué)意義，也具有重要的社會經(jīng)濟價值。毛克彪從事水熱參數(shù)遙感反演近20年，也做出了不少創(chuàng)新。

    毛克彪介紹，地表熱輻射在通過大氣達(dá)到衛(wèi)星傳感器的過程中，主要受地表類型和土壤水分、近地表空氣溫度和大氣水汽含量的影響。“在利用單波段熱紅外傳感器準(zhǔn)確計算地表溫度過程中，必須滿足三個條件：獲取大氣水汽含量計算大氣透過率，獲取近地表空氣溫度估算大氣平均作用溫度，已知地表類型和土壤水分準(zhǔn)確估算地表發(fā)射率。”毛克彪說。

    毛克彪在三個關(guān)鍵參數(shù)研究以及空間氣候變化研究都做了大量創(chuàng)新研究工作。他通過利用同極化不同頻率微波指數(shù)克服粗糙度的影響，建立了標(biāo)準(zhǔn)極化微波指數(shù)模型，提高了土壤水分反演精度；發(fā)明了一套利用GPS地面反射信號估算土壤水分的儀器和方法，填補了國內(nèi)地面高空估算大面積土壤水分微波儀器的空白；提出利用卡曼濾波迭代優(yōu)化方法估算窄波段、寬波段發(fā)射率及大氣水汽含量，提高了反演精度。

    近地表空氣溫度不但是影響大氣平均作用溫度的關(guān)鍵參數(shù)，也是能量平衡和氣候變化研究里一個非常重要的參數(shù)。毛克彪和團隊首次提出利用地表溫度和發(fā)射率作為先驗知識，建立迭代優(yōu)化的人工智能方法，從而使得直接從遙感數(shù)據(jù)大面積反演近地表空氣溫度的反演方法變得通用。

    在晴空條件下，毛克彪通過利用近紅外波段估算大氣水汽含量，提出了地表溫度和發(fā)射率分步反演的新劈窗算法，提高了反演精度；針對多熱紅外波段數(shù)據(jù)，提出了同時反演地表溫度和發(fā)射率的多波段反演算法，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化計算，大大提高了反演精度和算法適用性。

    毛克彪的努力也得到外界的認(rèn)可。他曾經(jīng)主持或作為核心成員參與各類國家重大、重點等科研項目近20項，在國內(nèi)外期刊和國際會議發(fā)表論文100余篇，獲得國家發(fā)明專利6項，國際專利3項，專著1部。他還參與獲得兩項國家科技進步獎二等獎，兩項北京市科技進步獎三等獎。

    要尊重科研發(fā)展的規(guī)律

    從2007年以來，毛克彪研究當(dāng)前氣候變化預(yù)測模型存在的問題，首次提出了建立基于大數(shù)據(jù)和萬有引力空間氣候變化模型思想。

    毛克彪認(rèn)為，地球每天的天氣和長時間的氣候變化都是一種天文現(xiàn)象，極端天氣是由對地球作用的天體軌道變化引起引力方向或者大小突然改變而導(dǎo)致的，人類在地球系統(tǒng)內(nèi)部的作用是非常小的，特別是二氧化碳，只是微調(diào)或者擾動。

    據(jù)此，毛克彪提出，要以大數(shù)據(jù)思維建立終極氣候變化模型，即以開普勒三定律和萬有引力定律為基礎(chǔ)，建立一個以太陽或者銀河系為中心的引力和磁場變化模型，模擬在行星運動過程中，磁場和引力方向變化以及太陽輻射變化怎樣驅(qū)動地球大氣水汽（云）、洋流運動和巖漿運動等，從而引起每天不同的天氣變化，特別是模擬引力場和磁場方向突變引起地震和火山噴發(fā)，從而更加準(zhǔn)確地預(yù)報重大自然災(zāi)害。

    “我認(rèn)為，可以利用地球極端氣候周期變化反推天體運動規(guī)律和發(fā)現(xiàn)新的天體，用大數(shù)據(jù)思維建立復(fù)雜氣候變化模型是未來氣候變化研究的趨勢。”毛克彪說。

    當(dāng)前，國家對于科技創(chuàng)新的作用日益看重。習(xí)近平總書記在“科技三會”上表示，科研人員要勇于挑戰(zhàn)最前沿的科學(xué)問題，提出更多原創(chuàng)理論，作出更多原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)。

    對此，毛克彪認(rèn)為，原創(chuàng)科學(xué)不是喊出來的，是腳踏實地做出來的。要尊重科研發(fā)展的規(guī)律，不能一刀切，機制要公開透明，要把科研人員從煩瑣的日?，嵤轮薪夥懦鰜怼?ldquo;在這方面，基金委做出了很多突破，在項目申請、管理等方面給予了科研人員更多的話語權(quán)。只有給科研人員松綁，才能極大地促進科技創(chuàng)新的發(fā)展。”