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【在成电 创未来】于瀚雯:与InSAR技术共舞的突破者
文:罗莎 学生记者团 谢家阳 周锦睿 图:受访者提供 来源:新闻中心 时间:2023-10-17 18375

  预测滑坡等自然灾害、生成国家数字地形高程图、预测碳中和与碳达峰……作为一项能为国计民生做出重要贡献的空间对地观测技术,近年来InSAR(合成孔径雷达干涉)因其在制图、土地利用分类和地球形变监测等方面具有广阔的应用前景而备受学界关注。

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于瀚雯在第六届全国定量遥感学术论坛上作报告

  我校资源与环境学院于瀚雯教授正是致力于研究InSAR的学者之一。深耕该领域数年后,于瀚雯在2016年末首次研究出“TSPA-InSAR”(多模态观测的InSAR技术),大幅提升了InSAR技术对复杂地形、城市遥感以及地壳大形变的测绘能力,扩大了InSAR的应用范围,荣获2021年度IEEE Geoscience and Remote Sensing Society(IEEE地球科学与遥感技术协会)颁发的Transactions Prize Paper Award(IEEE遥感方向最优Transaction论文奖),该奖项全球每年仅1名。

成电,“天时、地利、人和”的必然选择

  IEEE(电气和电子工程师协会),是世界上最大的非营利性专业技术学会,致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究。于瀚雯在其中担任IEEE J-MASS主编、IEEE GRSM 副主编、IEEE TGRS专题副主编等要职,其中,他还是J-MASS首个华人主编。

  在做编辑工作时,于瀚雯尤为严谨。每遇到学术分歧都会听取多方意见,注重观点多样性,尽力做到学术公正。审稿时,保持谦虚之心,根据稿件内容不断丰富自己的学术知识积累,尽可能缩小知识盲区,并且予以积极、中正的回复。

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于瀚雯在美国加利福尼亚州参加第43届国际地球科学与遥感论坛

  多年来,于瀚雯以其在IEEE各遥感领域顶尖杂志(比如,IEEE GRSM是遥感领域影响因子最高的杂志)专业而尽责的工作和长期的学术积淀,促进并推动了国际遥感技术的发展。但“科学无国界,科学家有祖国”的声音仍时时萦绕心头,他深知自己是世界的科学家,更应是中国的科学家,“为中国科学家在国际遥感领域发声”,成为他追求的人生价值。

  在西安电子科技大学、休斯顿大学、美国国家航空激光测绘中心潜心研修环境工程后,于瀚雯越发渴望回到自己的祖国,找到一个可以深挖专攻微波遥感方向的科研归属地。

  电子科技大学地处国内西南地区,这里多云多雾,光学测绘很容易失效,而依靠微波遥感技术的雷达就尽显优势。早在2002年,国家依托西南地区的电子信息技术,创立了与之相关的“遥感科学与技术”专业。

  2021年,为电子科大在电子信息方面的显著优势和为人才发展提供的广阔前景所吸引,于瀚雯毅然选择回国,入职他看好的电子科技大学资源与环境学院。

  “西部地区虽然还不像东部那么发达,但学成归国的学者,不能只关注个人成长,而要为遥感专业下一代科研工作者铺路,关注下一代的发展,建设整个遥感人才队伍。”于瀚雯说。

InSAR,有机会让部分自然灾害无所遁形

  早在获得保研资格时,于瀚雯的导师、“中国雷达之父”保铮院士就将InSAR方向介绍给他,这是一个综合了环境工程、电子工程、计算机科学、地球科学等交叉技术的方向,“初生牛犊不怕虎”的于瀚雯,下定决心挑战InSAR领域,开始了他在该领域的探索之路。

  求学期间,于瀚雯在西安电子科技大学获得了信号与信息处理博士学位。留美期间,他给自己补充了大量计算机科学专业中的算法设计的相关知识,在美国休斯顿大学开展博士后研究期间,他就已开始用InSAR监测刚果、越南、老挝、泰国等国家的湿地水量变化,以及通过监测冰川移动来衡量全球变暖的影响,因而在InSAR领域打下了坚实的理论基础,并积累下相关实践基础。

  作为初来乍到的新人,对科研工作的具体展开往往会感到力不从心。于瀚雯回忆,电子科大对青年教师的成长高度关注,给予的帮助务实而细致,不仅从科研经费、建立课题组等方面提供帮扶,还积极介绍他与其他科学家展开合作,并将其推介给国家应急管理部。

  2023年,内蒙古“2·22”煤矿坍塌事故发生后,国家应急管理部找到于瀚雯为事故分析提供理论依据,他立即以InSAR技术协助制作矿区的遥感对比图,分析事故成因,确定了分层挖掘、梯形降坡的救援方案,最大限度保证山体稳定和被困人员、救援人员的安全,避免了次生灾害的影响。

  由于信息不充足、需要部分预先假设来完成测量的缺点,一直以来,InSAR都被公认为是一种“病态”的遥感技术。就在国际科学大佬级人物都一直这样认为时,于瀚雯却敢于提出质疑。

  科研的道路往往荆棘丛生、艰难而缓慢,与于瀚雯同专业毕业的同学们大都已找到了高薪职业,而他仍在上下求索中踽踽独行,“方兴未艾的InSAR技术是我坚持下来的源动力。”于瀚雯说,事实上,对InSAR的思考已经融入到他的日常,靠在公交车柱上小憩时、烧水等待时,“突破非病态InSAR技术的关键”,一直如高悬的达摩克利斯之剑,让他始终不戳前行。

  随着TSPA-InSAR技术在算法上的不断迭代与优化,在成电深耕的两年中,于瀚雯一直致力于该技术的推广及应用,功夫不负有心人,他最终取得了该研究上的新进展,在非病态InSAR技术上的成功,让他成为全球每年仅一名的IEEE 遥感方向最优Transaction论文奖得主,也拿到了陕西省卫星中心、四川省测绘地理信息局测绘技术服务中心的应用报告,支持国家应急管理部、西安市地质环境监测站、西安市国土整治和生态修复中心等的灾害风险评估,相关专利获得360万元的成果转化。

  在非病态InSAR外,于瀚雯也在继续攻关新的技术难题。近年来,于瀚雯将InSAR与深度学习技术相结合,提出了“AI InSAR”的概念。这种新的系统将由人工智能掌管,完全独立于人类而进行操作,可以极大地降低运算时间,并避免人的主观性。除了人工智能,于瀚雯还致力于探索与重力检测卫星技术等结合的可能。

课堂,让学生做主角

  于瀚雯是科研中孜孜以求的行者,也是教学中指引学生成才的“伯乐”,目前他为学院本科生上新生研讨课,也同时指导硕士生和博士生的科研工作开展,密切关注大家的进步。

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于瀚雯为资环学院本科生上新生研讨课

  “每次我新上一门课,我都会问学生为什么要有这样的一个技术,其实就是人类当时被某些事情‘欺负’了一下,没有这个技术就无法前行。”于瀚雯说,引导学生自主思考、探索课程的本质,是他最期待的。

  于瀚雯认为培养学生不能只是“exam-killer(只擅长考试的人)”,更期望学生具体探究考试中的知识点到底从何而来、有何意义,于主动深入的思考中,训练个人的批判性思维能力。他曾问学生线性代数中的行列式运算准则为何如此设计、微积分中的各类级数展开有何来源,这些都启发了学生对理论的深刻探究。

  他还强调学生要敢于向权威发起挑战。在上课时,他经常会问学生:“我这样说,到底对不对?”让学生开始思考“老师说的是否一定是真理呢?”这样的问题,因此,在他的课堂上,学生主动思考、主动探索、主动提问,逐渐成为课堂的主角。

  “科学定义的,就是那些随时代发展不断能被证伪的东西。每个学生在初学时,都是基于自身过往的价值观、科学观等,如果老师一上来就以权威灭掉学生的信念,那从高校中走出去的学生都是一模一样的了。作为双一流建设高校的教师,应该致力于为国家培养更多和而不同的‘艺术品’,而非千篇一律的‘工业品’。”于瀚雯说。

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专注科学研究与思考的于瀚雯在洛杉矶帕萨迪纳的宇宙大爆炸路前留影

  对于带硕士生和博士生,于瀚雯则是注重自主性和创造性。在自主性方面,他很喜欢用自己的导师保铮的“抓兔子理论”:带新来的学生时,先跟着他一起去抓一次兔子,投入极大精力,一步一步地做一个课题。第二次的时候,告诉学生兔子洞就在那里,沿着这个方向就可能有类似的科研成果诞生,不会手把手地教了。最后才告诉学生兔子就在这片草原上,得自己去寻找。

  “我们这里的研究生、博士生,未来有很大一部分会参与国家的科学创新研究,如果没有独立思考、解决问题的能力,我们只会被越来越多的东西卡脖子。”于瀚雯说。

  2020级博士生朱宝回忆道,一次课堂结束后,于老师问了一个问题:“人的思维是有极限的吗?”,这激发了大家的思考。“都说InSAR是病态的,那我们就要一直接受这种观点吗?你们想想,如果就要让InSAR不再病态,应该怎么办?”课堂上的这一提问既是他抛给学生的,更是留给自己的。经由这样的翻转,学生成为课堂的主角,突破传统观念的束缚,勇于创新,不为自己设限,将对InSAR的研究不断推向深入。


编辑:罗莎  / 审核:罗莎  / 发布:陈伟