“敢”字当先!北航这支团队,啃的都是“硬骨头”!

北京航空航天大学  |  2022-11-10

喜庆二十大 奋进新征程

光电成像探测仪器

是装备的“眼睛”

是保证装备信息系统感知能力的

基础性核心技术

是国家重点装备和工程实施中的

“卡脖子”难题

在北航,有这样一支团队

他们在该领域深耕二十余年

敢于碰“硬”、勇于创新

研究成果打破技术封锁

服务国家重大需求



这就是

北航人工智能研究院

赵慧洁教授带领的

“复杂环境多模智能感知”创新团队

赵慧洁,教授,北京市优秀教师,教育部“新世纪优秀人才”,国务院政府特殊津贴获得者,北航“立德树人”优秀奖,“复杂环境多模智能感知”团队带头人。二十余年来,赵慧洁带领团队,从国家重大需求出发,牢记“空天报国”使命,敢为人先,不畏艰难,攻克了多项技术难题,为提升我国新型光电探测系统能力做出了突出贡献。

国家需求、使命担当

敢于开拓新领域



本世纪初,我国开始大力发展星载高光谱卫星,以提高国土资源管理和调查能力。相较于机载高光谱系统,星载高光谱探测距离远、能量弱,大气和地形干扰复杂,数据质量难以保证。

为了获取高质量高光谱数据,亟需开展卫星全链路建模和全任务分析。 这项工作涉及载荷、卫星、大气、遥感应用等多个领域,学科交叉,难度很大,国外的分析软件对我国封锁,国内没有可借鉴的先例。

赵慧洁带领团队做了一年多的调研和分析,认定该领域的重要性和紧迫性,同时也深深感到任务的艰巨。敢不敢接这个任务,一直下不了最后的决心。





回想起当时的心境,赵慧洁感触很深。她回忆道:“在一次学院青年教师发展研讨会上,我国光纤陀螺事业的开拓者张维叙教授鼓励我:‘小赵,听说你最近在研究高光谱,你有点不太敢干。这个方向很好,国家很需要,你不要害怕,要勇敢地去尝试。我开始做光纤陀螺的时候已经51岁了,你比我当时还年轻,我相信你全力以赴,一定能干好,有什么困难,可以来找我,我尽全力支持你。’”

从那时起,赵慧洁就下定决心,带领团队开展高光谱探测技术研究,一干就是20年。 从地质应用高光谱卫星的论证,到科研实验系列卫星发射,再到业务化高光谱卫星投入使用……2021年,赵慧洁团队的科研成果得到国内同行认可,获得 “测绘科学技术一等奖” 。

赵慧洁感慨万千:“这一路走来,衷心感谢各级领导和专家的大力支持,成绩的取得有科研团队持之以恒的辛勤付出,更重要的是得益于北航‘敢为人先,使命担当’的精神传承。我们要把这种精神一代代传承下去,发扬光大。”




赵慧洁团队教师和部分毕业研究生合影


夯实基础、注重实践

勇于创新结硕果



在工程实践中发现问题,从机理方法上解决问题,再应用到工程实际中去,一直是赵慧洁带领团队开展研究的目标。她总是和团队强调:“我们研制的仪器和设备,不仅要具备相应的功能,还要有更好的精度和性价比。”

为了提高解决机理问题的能力,赵慧洁带领团队一起自学基础理论课程,请中科院大气物理研究所、遥感所的老师们来北航授课,引进国外留学的青年学者带来新的知识。

经过多年的努力,赵慧洁团队在复杂背景下暗弱目标的可测性和探测精度的可溯源性方面 取得了突破:在国际上首次提出并行单像素三维成像新原理,解决强反光和半透明表面光线混叠引起的三维信息不可测难题,成功应用在智能制造领域;在目标宽谱多参量探测新器件、目标与环境耦合机理等方面获得进展,带动了高光谱成像系统由可见近红外到远红外宽波段自适应选频探测,精度溯源由单台设备的分段优化到全任务链综合优化的跨越进步,形成的仿真软件和探测系统成功应用,填补了国内空白。 研究成果获得 国家级奖励2项,省部级奖励5项 。


赵慧洁团队开发的国内首套星载高光谱全链路建模和全任务分析软件系统



赵慧洁团队开发的高光谱遥感半物理仿真系统,在国际上首次实现了半球圆锥反射率因子的室内测量。为分析遥感地面真值提供了有效工具


近年来,赵慧洁开始智能感知技术研究,她正带领团队不断学习人工智能理论和方法,争取在复杂环境智能感知领域做出更大的贡献。

为党育人、为国育才

探索育人新范式


随着我国高分辨率对地观测重大专项计划的实施,国家对遥感科学与技术人才的需求非常迫切。2007年,教育部部署北航成立“遥感科学与技术”本科专业。赵慧洁作为责任教授,联合其他学院论证并创建了北航“遥感科学与技术”专业。仪器科学与光电工程学院成立遥感系,负责这一专业的建设。2008年,北航第一届遥感班学生报到。





2008年北航第一届“遥感科学与技术”班学生


“北航要建设一个什么样的遥感专业”是赵慧洁思考的首要问题。在实践中,她借助北航空天信融合特色鲜明的优势,建立了遥感系统和信息工程融合的人才培养体系。在人才培养过程中,赵慧洁和团队老师坚持思政建设,讲好学科前辈 “空白中开创、困难中坚守、机遇中奋进” 的北航故事;引入国际前沿知识,介绍我国遥感领域“卡脖子”难题,基础理论和工程实践相结合,激发学生学习热情,将空天报国情怀贯穿人才培养全过程。




仪器科学与光电工程学院遥感系全体老师


在团队的不懈努力下,第一届遥感专业本科班级381741班获得 “北京市十佳优秀班集体” 称号;本科生获得省部级及以上奖励 96人次 ;毕业生多人已成长为航空航天部门、科创企业等核心骨干。

2022年6月,经过15年的不懈努力,北航“遥感科学与技术”本科专业获批 国家级一流本科专业建设点。 赵慧洁对此深有感触:“没有学校和学院的正确领导和大力支持,我们不能取得这样的成绩!我们只是为了国家的需要,做了我们应该做的!”



那么,问题来了

服务国家重大需求

说说你知道的北航人!
















责任编辑:曹竞