在我國，地域廣袤的西部是一片希望之地。那里，櫛風(fēng)沐雨，在歷史長河中孕育了燦爛的文化；資源豐富，堪為我國工業(yè)化發(fā)展的能源基地，但受到資源開發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人口等因素的限制，西部地區(qū)長期處于相對(duì)落后的境地，這給我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展帶來了巨大挑戰(zhàn)。開發(fā)西部，已經(jīng)成為關(guān)系中國現(xiàn)代化全局的重要戰(zhàn)略問題。

西部大開發(fā)20多年來，發(fā)展變化令世界矚目。這一片曾經(jīng)貧瘠的土地?fù)u身變?yōu)樾聲r(shí)代的“聚寶盆”，成了“一帶一路”向西開放的重要載體。近年來，我國明確提出要推動(dòng)西部大開發(fā)形成新格局，加快建設(shè)西部陸海新通道。云南就是這個(gè)“新格局”中閃耀的新星。而“去云南”，則是唐伯惠深思熟慮后的堅(jiān)定選擇。在那里，他將以高原遙感為筆，繪制出一卷新時(shí)代的“山河圖”。

孔雀西南飛

1999年，唐伯惠從武漢測繪科技大學(xué)（2000年合并為武漢大學(xué)）地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)專業(yè)畢業(yè)，即被分配至湖南省測繪管理局第一測繪院。這在當(dāng)時(shí)是一份穩(wěn)定的工作，但唐伯惠身上有一種湖南人原生的“霸蠻”勁頭，他志不在穩(wěn)，而是希望找到一個(gè)更具突破性的發(fā)力點(diǎn)。

通過不斷了解，唐伯惠注意到了衛(wèi)星遙感。國際上，1999年，美國發(fā)射“伊科諾斯”衛(wèi)星，將空間分辨率提高到了1米；在我國，1988年發(fā)射的“風(fēng)云一號(hào)”氣象衛(wèi)星，也拉開了中國衛(wèi)星遙感新篇章的序幕。他敏銳地意識(shí)到，一張完善的遙感衛(wèi)星觀測網(wǎng)，不僅能在資源調(diào)查和環(huán)境探測中發(fā)揮重要作用，還將推動(dòng)生態(tài)、應(yīng)急管理等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，成為國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要技術(shù)支撐。他決定投身其中。

2001年9月，唐伯惠考進(jìn)中國科學(xué)院中國遙感衛(wèi)星地面站攻讀碩士學(xué)位，學(xué)習(xí)遙感圖像處理與應(yīng)用。2004年，他又來到中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所讀博，師從定量熱紅外遙感專家李召良研究員。從求學(xué)到工作，唐伯惠在中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所度過了16年。

“從讀博開始，我就在鉆研地表參數(shù)遙感定量反演?！庇锰撇莸脑捳f，地表溫度、凈輻射、蒸散發(fā)等地表水熱參數(shù)是研究地表能量平衡和水量平衡不可或缺的特征物理量。只有當(dāng)衛(wèi)星遙感革命性地拓展了人類觀測地球的手段和能力，科學(xué)家才能高時(shí)效、高精度、大范圍地獲取這些參數(shù)。但問題是，衛(wèi)星傳感器測量的是經(jīng)大氣作用后到達(dá)其高度的地表輻射能。而如何從輻射能中定量反演上述參數(shù)，是遙感科學(xué)界公認(rèn)的難題。精耕細(xì)作16年，唐伯惠基于輻射傳輸機(jī)理，充分挖掘遙感數(shù)據(jù)所包含的時(shí)-空-譜信息，通過“機(jī)理揭示-理論發(fā)展-方法創(chuàng)新-模型構(gòu)建”的研究思路，重點(diǎn)解決了遙感反演中的大氣效應(yīng)校正、病態(tài)反演、全遙感建模等系列瓶頸問題，產(chǎn)出了一批有重大國際影響力的原創(chuàng)性研究成果，得到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的公認(rèn)和廣泛引用。

例如，唐伯惠創(chuàng)建的“通用分裂窗”地表溫度遙感反演方法，被應(yīng)用在我國新一代風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星（FY-2、FY-3）地表溫度產(chǎn)品的生產(chǎn)上，收獲了來自國家衛(wèi)星氣象中心的高度肯定，被認(rèn)為“操作性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)云衛(wèi)星數(shù)據(jù)地表溫度的快速精確反演”。隨即，這一評(píng)價(jià)就在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)展計(jì)劃司得到了驗(yàn)證，他們不僅反演了風(fēng)云系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)的地表溫度，還將之用在我國農(nóng)業(yè)墑情、旱象等監(jiān)測工作，取得了顯著成效?！伴L期以來，業(yè)界都致力于將溫度反演誤差從2.5℃降到1℃以內(nèi)，我們的成果可以降到0.8℃?！彼a(bǔ)充說。

此外，唐伯惠創(chuàng)立短波凈輻射遙感反演的“直接輻亮度法”和長波凈輻射遙感反演的“熱紅外波段權(quán)重法”，開辟了地表凈輻射遙感反演的新途徑；率先提出了利用白天兩相鄰中紅外通道數(shù)據(jù)中太陽直射輻射貢獻(xiàn)的差異反演地表雙向反射率的方法，實(shí)現(xiàn)了白天中波紅外數(shù)據(jù)中反射輻射和發(fā)射輻射的有效分離；并率先提出基于地表溫度-植被覆蓋度特征空間確定蒸散發(fā)的“干濕邊自動(dòng)確定法”，實(shí)現(xiàn)了地表蒸散發(fā)的全遙感精確反演。

這些成果成就了唐伯惠，使他成為領(lǐng)域內(nèi)的先鋒學(xué)術(shù)帶頭人。但在一片認(rèn)可與贊譽(yù)聲中，2020年，46歲的唐伯惠又開始思變了。這年年底，他離京南下，到昆明理工大學(xué)履新。

北京與昆明相隔2500多公里，對(duì)遙感研究來說，就像兩個(gè)完全不同的世界。云南地處西南邊陲，高原山區(qū)占總面積的94%?！霸颇系匦纹鸱鼊×?、景觀破碎、氣候多變、湖泊鏡面反射強(qiáng)，這種復(fù)雜的地形環(huán)境，意味著常規(guī)方法難以獲取它們的地表監(jiān)測數(shù)據(jù)?！碧撇菝靼?，他原本的成果更適合應(yīng)用在平坦地區(qū)，想直接“套”到云南是不可能的，必須開展更具針對(duì)性的高原遙感研究。更具挑戰(zhàn)的是，這一切都要?dú)w零重啟——環(huán)境要熟悉、方向要規(guī)劃、團(tuán)隊(duì)要組織、硬件要搭建。對(duì)此，他早有心理準(zhǔn)備，這并不足以令他打退堂鼓，相反倒是激發(fā)了他的研究熱忱。

更重要的是，唐伯惠看好云南。作為“一帶一路”建設(shè)和長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的重要交會(huì)點(diǎn)，云南也是我國面向南亞、東南亞的橋頭堡。黨和國家對(duì)云南發(fā)展寄予厚望。十八大以來，習(xí)近平總書記兩次考察云南，指引云南在建設(shè)我國民族團(tuán)結(jié)進(jìn)步示范區(qū)、生態(tài)文明建設(shè)排頭兵、面向南亞東南亞輻射中心上不斷取得新進(jìn)展。新氣象、新優(yōu)勢，云南迎來了高質(zhì)量跨越式發(fā)展的重大機(jī)遇，也亟需更多的人才聚力于此，共襄盛舉。唐伯惠認(rèn)為，在這種情勢之下，云南蘊(yùn)藏著巨大的生機(jī)。

“如果按照原來的人生軌跡繼續(xù)走下去，可能我到退休前也不會(huì)有更多突破。但在云南，高原遙感起步要相對(duì)晚一些，我們有很多事情可以做，不只是搞研究。”在唐伯惠看來，西部開發(fā)中，發(fā)展是第一要?jiǎng)?wù)，人才是第一資源，創(chuàng)新是第一動(dòng)力。如果能夠在昆明理工大學(xué)這個(gè)平臺(tái)上，建設(shè)起一支國內(nèi)一流的高原遙感團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)一批具有國際影響力的高層次定量遙感人才，那將是他莫大的榮譽(yù)?！捌鋵?shí)，現(xiàn)在國內(nèi)人才流動(dòng)已經(jīng)不只是‘孔雀東南飛’了，如果我們能夠把事情做好，總能吸引到更多的‘孔雀’往西南飛。”他說。

洱海再起航

龍龕村，坐落在大理古城以東的洱海岸邊。洱海流域高原遙感創(chuàng)新研究科技小院就“隱居”在此，飛檐串角、木雕石刻，這典型的白族建筑特色，和諧地融入龍龕村，一如唐伯惠想要結(jié)合云南當(dāng)?shù)厍闆r發(fā)展特色高原遙感的心境。

2021年6月，唐伯惠從昆明理工大學(xué)出發(fā)，帶上新組建的高原遙感創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)踏上了調(diào)研之旅，希望能選出一個(gè)合適的地方創(chuàng)建示范基地。那時(shí)，唐伯惠已經(jīng)明確了團(tuán)隊(duì)的定位，他們就是要圍繞國家“一帶一路”倡議，結(jié)合云南省顯著的區(qū)位優(yōu)勢和高原山區(qū)的特殊地理環(huán)境，開展高原山區(qū)“空-天-地”一體化多尺度遙感立體觀測與定量反演。

調(diào)研過程中，唐伯惠發(fā)現(xiàn)大理州一直非常重視數(shù)字技術(shù)與科學(xué)研究?！吧剿痔锖萆呈且粋€(gè)生命共同體?！痹谔撇莸哪繕?biāo)里，他們的工作將提升高原山區(qū)遙感的應(yīng)用水平，助力數(shù)字云南，為高原山區(qū)防災(zāi)減災(zāi)、糧食安全、生態(tài)環(huán)境等提供支撐。這一構(gòu)想最終得到了大理白族自治州人民政府的支持。就這樣，從昆明出發(fā)，他們對(duì)洱海及洱海西岸、南岸、東南岸多個(gè)地塊進(jìn)行了選址踏勘，最終在大理創(chuàng)建了高原遙感野外綜合觀測站，并與大理州人民政府、洱海流域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究院合作共建了高原遙感科技小院。

蒼山洱海間，唐伯惠的事業(yè)新篇正在緩緩展開。在他的規(guī)劃中，“高原遙感定量反演”是基礎(chǔ)，他們將圍繞高原地區(qū)太陽輻射、地物波譜及地表水熱過程關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行“空-天-地”一體化立體監(jiān)測，構(gòu)建高原地表全波段三維輻射傳輸遙感模型，并鉆研高原山區(qū)地表關(guān)鍵參數(shù)遙感定量反演方法。至于這些研究要如何寫到云南的大地上，唐伯惠則選擇了緊跟云南省的發(fā)展步調(diào)。2021年，就在他奔波調(diào)研時(shí)，云南先后發(fā)出要“保護(hù)好‘高原明珠’，堅(jiān)決實(shí)施‘湖泊革命’攻堅(jiān)戰(zhàn)”和“深入打造‘綠色食品牌’，奮力開拓高原特色農(nóng)業(yè)發(fā)展新局面”的號(hào)召。這與唐伯惠的規(guī)劃不謀而合，他們正想要在高原特色農(nóng)業(yè)遙感、高原湖泊遙感、高原山區(qū)災(zāi)害遙感和高原生態(tài)環(huán)境遙感上發(fā)力，打造集遙感基礎(chǔ)理論研究、高原遙感應(yīng)用研究、社會(huì)服務(wù)為一體的國內(nèi)領(lǐng)先創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

以高原特色農(nóng)業(yè)遙感為例，唐伯惠打算開展高原特色農(nóng)業(yè)“四情”關(guān)鍵參數(shù)遙感機(jī)理模型構(gòu)建與反演。所謂“四情”，指的是苗情、蟲情、災(zāi)情、墑情。“四情”之下進(jìn)行高原特色農(nóng)業(yè)地塊級(jí)作物產(chǎn)量、品質(zhì)遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測，意味著農(nóng)作物長勢、土壤溫濕度變化、病蟲害、災(zāi)損等都能直觀地?cái)[在觀測者眼前，有助于實(shí)現(xiàn)高原特色農(nóng)業(yè)智慧監(jiān)測與預(yù)警。類似的監(jiān)測與預(yù)警，也將出現(xiàn)在高原湖泊遙感和高原山區(qū)災(zāi)害遙感中。

未來，唐伯惠還將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立高原山區(qū)典型生態(tài)系統(tǒng)碳源碳匯遙感估算與智能認(rèn)知平臺(tái)。這是一個(gè)綜合性的云平臺(tái)，農(nóng)田、湖泊、山林等自然生態(tài)鏈條上的相關(guān)動(dòng)態(tài)，都能通過這一平臺(tái)一覽無余。以高原遙感為筆，以高原山區(qū)輻射、氣象、水文等數(shù)據(jù)為線條，一幅幅“山河圖”正在唐伯惠的構(gòu)想中悄悄鋪展開。對(duì)他來說，這是在實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)目標(biāo)，也是在為云南成為“生態(tài)文明建設(shè)排頭兵”貢獻(xiàn)力量。

腳踏實(shí)地新布局

“很多工作都是從零起步，確實(shí)有不少困難，但也在慢慢克服。”唐伯惠說。

對(duì)唐伯惠而言，單槍匹馬來到云南，人生地不熟，幾乎是白手起家。昆明理工大學(xué)是云南省規(guī)模最大、辦學(xué)層次和類別齊全的重點(diǎn)大學(xué)，近年來正在積極推動(dòng)“雙一流”建設(shè)。作為一所地處西南邊陲的高校，昆明理工大學(xué)能夠提供的資源或許有限。但這里青年人才的科研熱情，令唐伯惠充滿信心。2021年到崗不久，就有4位年輕教師聚到他的身邊，匯成高原遙感創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)的雛形。陣容看起來似乎有些“單薄”，但他們很快就投入緊張的工作中。

這是一個(gè)“新”團(tuán)隊(duì)。“誕生”晚、人手少，就連帶頭人唐伯惠，也總是自稱“昆工新人”。但他們的目標(biāo)很一致，就是想要在高原遙感上做出名堂來。這幾年，除了野外調(diào)研，他們把所有能利用的時(shí)間都投進(jìn)工作中，平時(shí)加班成了常態(tài)，寒暑假也顧不上休息。每當(dāng)有人感到疲累，看到身邊同伴們還在努力，就會(huì)重新生出勇氣與動(dòng)力。唐伯惠將這種潛移默化坦率地稱為“團(tuán)隊(duì)的約束力”，認(rèn)為這種正向的約束力，促成了他們的團(tuán)結(jié)一心。從最初的5人團(tuán)隊(duì)，到如今核心骨干10人、碩博研究生60余人的隊(duì)伍，他們逐漸擰成了一股繩。2021年，他們獲批為云南省高原遙感博士生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。2022年，他們當(dāng)選云南省教育廳高原遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；同一年，由唐伯惠領(lǐng)銜的“全天候長時(shí)間序列時(shí)空連續(xù)的地表凈輻射遙感反演方法研究”獲得國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的支持，這也是昆明理工大學(xué)2022年唯一一項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，大大提振了高原遙感創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)的士氣。

“其實(shí)，我們到現(xiàn)在還處于布局階段，要做到破局、被業(yè)內(nèi)認(rèn)可，還需要一個(gè)過程。”唐伯惠說。目前，他和團(tuán)隊(duì)正跟洱海管理局合作，為數(shù)字洱海的深入發(fā)展提供技術(shù)服務(wù)?！拔覀兿胍鲆粋€(gè)數(shù)字孿生技術(shù)，將整個(gè)洱海流域作為一個(gè)整體模型放進(jìn)去，這是一個(gè)大規(guī)劃?！?/p>

到云南這幾年，唐伯惠一寸寸丈量著腳下的土地，看得越多，越覺得未來充滿挑戰(zhàn)。“做科研就像畫圓圈，圓圈內(nèi)部代表已經(jīng)被攻克的問題，圓圈外部代表未知的領(lǐng)域。做得越多，圓圈會(huì)逐漸擴(kuò)大，但在這個(gè)過程中也會(huì)意識(shí)到我不知道的問題還有很多，就想方設(shè)法去解決?！本拖裉撇菟吹降?，云南已經(jīng)今非昔比。以“橋頭堡”云南為圓心，輻射南亞、東南亞，他在這方土地上將大有作為?？?/p>

唐伯惠參加第六屆全國定量遙感論壇

高原遙感創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)2020級(jí)畢業(yè)合影

專家簡介

唐伯惠，“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授，云南省“興滇英才支持計(jì)劃”第一層次人才云嶺學(xué)者，昆明理工大學(xué)二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師。兼任全球定量遙感國際論壇科學(xué)委員會(huì)委員、熱紅外遙感專委會(huì)主任委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。曾任中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授。

主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專題等各級(jí)項(xiàng)目40余項(xiàng)，獲2017年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎(jiǎng)自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2019年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等國家與省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)6項(xiàng)。授權(quán)國家發(fā)明專利26項(xiàng)、國家標(biāo)準(zhǔn)10部；出版專著2部、譯著1部；發(fā)表學(xué)術(shù)論文213篇，其中科學(xué)引文索引（SCI）論文99篇、工程索引（EI）論文66篇、中文核心期刊論文27篇，有4篇SCI論文成為基本科學(xué)指標(biāo)（ESI）數(shù)據(jù)庫高被引論文（Top 1%）。