来源: 发布时间:2017-08-17
本刊记者 宋 洁
在中国科学院有这样一群人,他们从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线,对目标进行探测和识别;他们研究对地观测与空间地球信息前沿理论,建设国家航天航空对地观测重大科技基础设施与天空地一体化技术体系,构建数字地球科学平台,形成全球环境与资源空间信息保障能力;在人们口中,他们被称为“遥感人”。他们就是中国科学院遥感与数字地球研究所的工作者。郭擎,作为中国科学院遥感与数字地球研究所的一名副研究员,埋头遥感事业已有10年的岁月。
我是中国人,我的根在中国
2009年,郭擎从加拿大卡尔加里大学学成归国,2010年7月获得哈尔滨工业大学光学专业的理学博士学位,同年7月成为中国科学院对地观测与数字地球科学中心(遥感与数字地球研究所)一名助理研究员。
“相对于国内,国外的科研环境简单、友好,但我是中国人,在学有所成之日,我要回我的国家。”郭擎归国的理由如她的话语一般简单而直白。
对于学物理专业出身的郭擎来说,走上遥感与数字地球这条路是基于2008年汶川大地震带给她的触动。“我想做一些能够看得到实际效果的东西,这样的话让我更有成就感。”汶川大地震时,郭擎看到遥感与数字地球研究所在灾害应急、灾后处理这些方面所做的工作时,坚定了她做一名“遥感人”的决心。
1979年,中国科学院遥感应用研究所诞生。2012年9月,在原遥感应用研究所和对地观测与数字地球科学中心的基础上,整合成立了中国科学院遥感与数字地球研究所。回顾遥感与数字地球研究所的历史,是一条辉煌的遥感创业与发展之路。从遥感科学研究到全方位领域应用示范,从对地观测技术开拓到数字地球科学发展,这里凝聚了老一辈遥感人的奋勇拼搏,以及新一代科学家的努力攀登。郭擎作为新一代年轻的科研者,继承老一辈遥感人的奋勇拼搏精神,在遥感图像处理(图像融合、图像配准、云量评估等)、遥感信息提取与处理(道路提取等)、图像加密(数字水印、数字加密等)上独树一帜。
2010年,基于最大期望算法和协方差交叉原理,考虑数据源间的相关关系,郭擎提出了一种遥感图像融合算法。同年,借助融合技术,郭擎提出了一种彩色图像加密算法。在更适合人眼所能解释的IHS色彩空间 (IHS变换常用于图像融合)中,对IHS空间中的不同成分,分别用离散分数随机变换和阿诺德变换进行像素值加密和位置加密。该算法最关键的是避免了传统彩色图像三通道平行加密3次的繁琐,考虑通道间相关关系分主次来加密。2011年,郭擎这种图像配准和图像融合联合的最大似然方法。把图像配准和图像融合都看成估计问题,这种最大似然方法把这两个传统中单独进行处理的过程联合起来,用融合的性能去评价配准精度,从而在优化融合性能的同时配准参数得到自动调整。
郭擎说:“世界上最快乐的事,莫过于为理想而奋斗。”在遥感事业上,郭擎辛勤播种。2012年,郭擎利用分数维和随机分数傅里叶变换提出自适应水印方法。2014年提出自适应主成分分析融合法,大大减弱了原始主成分分析融合法的光谱失真现象。同年,郭擎被评为“中科院青年创新促进会会员”。2015年,郭擎利用离散分数随机变换提出联合变换域-空间域融合方法,对传统融合方法进行了改进,提高了光谱信息保持度。2016年,郭擎的专利“基于虚拟化技术的多卫星遥感数据处理系统和方法”获得授权并具有对新增卫星遥感数据处理系统和计算节点的扩展能力。
2017年,郭擎提出n波段一次性进行的高保真自适应融合算法,利用超球面色彩变换一次性地对n个波段进行融合。同时,郭擎利用自适应滤波的方式来保证融合结果的光谱信息高保真。
攀登顶峰,这种奋斗的本身就足以充实人的心。郭擎相信,垒山不止,就是幸福。现在,郭擎为人母已有4载,她依然在凌晨三四点醒来后投入科研工作中。她说:“科研不比其他工作,当一个idea出来,你要思考,看大量文献,看完后还要进行总结。”牺牲小我为大家,无私奉献的精神在一代又一代科研者身上传承,所以才有了“长江后浪推前浪”“青出于蓝而胜于蓝”。
业精于勤,行成于思
“我是一个做事认真的人。作为青年人,你没有理由不认真努力,凡事没有真正的捷径可走。”多年的求学经历让郭擎总结出的最大经验就是:做事一定要用心。
“在加拿大求学期间,我顶着巨大的压力,几乎没在凌晨两点之前睡过觉。”郭擎说博士毕业时,学校要求博士生发表3篇SCI论文,在离毕业只有几个月时间时,郭擎投出去4个多月甚至更长时间的3篇文章一直没有音信。“前期已有发表出来的SCI文章,但未达到毕业条件。当时我非常焦虑,担心自己不能在预定的时间毕业。”在这种状况下,郭擎决定重新另写文章,她把最近5个月内看的所有重要文献都堆到桌子上,找出一张干净的纸去总结每一篇文章有什么创新思路值得自己吸收,然后再加上自己的思想形成自己的idea。“在idea出来之后,我就马上着手去做,从编程序、做实验、到写文章、再到选择合适的期刊投稿,我只用了8天的时间。但文章不是随便写写凑合过去的,我本身也不是那样的人。那8天是通宵达旦连轴转的8天,困了就趴会儿,醒了继续做,到现在我还清晰记得在通宵教室里熬夜时的心情。幸好一开始在导师的严格要求下,训练了我写英文文章的基本功。虽然从想法到实现编代码过程遇到了idea卡壳的情况,但我很快找到了解决办法并及时调整了思路。”面对文章发表后的高引用率,郭擎说,是对自己努力最好的回报。
这一刻的收获和前期的努力是分不开的。郭擎说:“其实整个idea的形成过程积累了很长时间。我有一个好习惯,在看文章时都会标注这篇文章的创新点和重要信息,包括它的语言我都会标记出来,而且看完后我会加上自己的理解对文章进行总结。”在临近毕业的几个月里,郭擎有无数个通宵。用她的话说:虽然很累,但很充实。
和时间赛跑
作为一名女性科研者,需要处理更多的家庭琐事。如何平衡科研与家庭?郭擎总结出三句话:充分利用时间;牺牲个人时间;高质量陪伴家人。
“我爱科研,我也爱我的家人。我是妻子,也是母亲和女儿。”郭擎充分利用时间,高效做事:上下班的路上听育儿讲座和一些心灵成长的课程以及处理些家庭琐事。在单位不考虑家里的事,高效工作;在家里专心陪孩子。人在哪儿,心就在哪儿。
远离故乡,在外地求学工作,老家只有年老的母亲一人。谈起母亲,郭擎是满满的愧疚。母亲不肯到北京来,不放心母亲一人在家,郭擎几乎每天在上班或下班路上和母亲打电话。“虽然不能时时刻刻在母亲身边尽孝,但起码可以陪母亲多聊聊天。”树欲静而风不止,子欲养而亲不待,郭擎有着深深的体会。
“计划的事没有做完,我会感到焦虑。”要把计划中的事处理完,郭擎经常牺牲个人休息时间。周末把家里的事处理好她就去研究所工作,一待就是一天。睡眠时间郭擎也经常用来工作,晚上给女儿讲故事,讲着讲着就睡着了,半夜或凌晨醒了就起床看书,写文章。
无论再忙,郭擎都会抽出一段时间陪孩子。郭擎说:“一天哪怕只有很短的时间陪孩子,但这段时间一定要高质量全身心地陪伴孩子,让孩子开心快乐。”
和时间赛跑,郭擎把家庭上、工作上的事处理得井井有条,不但是一位成果丰硕的科研者,也是一位负责的母亲、女儿和妻子。
高标准要求自己,但处处低调。“我想做一个低调的遥感人,低调能够让我安安心心做研究。”郭擎如是说。