
荨陈卓奇,全球变化与地球系统科学研究院副教授,主要从事全球变化研究中的地球观测数据同化与应用研究。

●研究是不断推进的过程。我们能够做的是在已有的基础上再向前走一步。
●我知道的东西是有限的,能够讲的东西也很有限,我希望自己的学生能够掌握科研技能和方法,未来在更高的平台上有所发挥。
“我们团队刚刚完成了最新的30米分辨率格陵兰遥感制图。”陈卓奇指着电脑中的影像图对记者说,“就在上个月,我们将包括一张格陵兰挂图(宽:1.5m,高:1.8m)、一本25页2开幅面的格陵兰卫星影像图集和一套数据光盘的成果赠予格陵兰自然资源研究所”。
此次捐赠的最新格陵兰岛卫星图像(2014-2015),正是由我校全球变化与地球系统科学研究院陈卓奇所在的科研团队,经过一年多的集中攻关绘制完成的。挑战者:
研究就是一个不断试验的过程随着全球气温的不断上升,格陵兰冰盖正在加速融化。有研究表明格,陵兰冰盖全部融化将导致海平面上升七米,同时带来大量的生态和环境问题。因此,开展对格陵兰的观测和研究具有十分重要的意义。
利用卫星遥感技术对格陵兰进行观测会受到诸多因素的影响,如太阳高度角、大气状况、天气条件等因素。“观测设备LANDSAT-8卫星的重访周期为16天,如果天气条件不能满足卫星拍摄需求时,就需要额外等待16天,以获取新的卫星影像。”陈卓奇说,“最终,我们在2014年至2015年的6月至9月的360幅卫星影像中进行筛选、制作。”
在绘制影像图的过程中,最大的难题是对遥感影像的处理。由于冰雪与裸露地表反射率反差巨大,使得冰雪过度曝光而陆地过暗;不同时间获取的卫星图像色差巨大;云遮挡导致了地表信息缺失……换言之,因为不同角度、不同时间、不同太阳高度、云覆盖、气溶胶等多个因素的影响,都会造成每一幅卫星影像差别很大。
研究就是一个不断试验的过程。“在最开始处理影像时,你会觉得很失望,因为它们的差别很大。”陈卓奇说,“但是,做研究需要坚持,再往前走一步,或许就会有新的办法能够解决当前存在的问题”。
为了解决这个难题,研究团队提出了适合本工程的分段聚类拉伸和最大信息熵自动去云算法,最大化地利用了Landsat-8卫星的影像数据。
“收集数据,订正太阳高度角,计算映射,分析数据,把样例RGB值和反射率的映射找到,应用到其他影像上进行测试,最后,看测试影像是否有过度饱和或其他未拉伸的情况,再进行订正。”陈卓奇这样解释对观测影像的处理过程。
最终,由108幅LANDSAT-8卫星影像拼接组成的格陵兰卫星影像图绘制完成。 在此基础上,该团队与格陵兰自然资源研究所和地名委员会的专家密切合作,依托该图进行了全岛主要地名的标注,还将全岛裸露地表地区分为23个子区分别出图,制作了一本高清地图集。
这幅图不仅能有效支持相关的科学研究,而且还将成为格陵兰地理信息系统的标准地理底图,为后续的科研工作奠定了重要的基础。求索者:来自团队的鼓励帮助我继续前行1999年,陈卓奇进入北京师范大学学习,攻读地理学专业。在本科毕业后,基于对研究的兴趣,他选择在中国科学院继续深造,探究地图学与地理信息系统的科学奥秘。
研究源自于兴趣。“有些东西当你真正了解之后,就会觉得很有趣,想知道为什么,不仅想知道现在是什么样,还想知道未来会怎样,”陈卓奇说,“当你有了这些问题的时候,就会想办法解决它们。”正是因为对科学的浓厚兴趣,促使他在自己的研究领域不断探索。
目前,研究团队围绕全球变化对南北极地区环境、生态的影响进行研究,结合台站观测、无人机观测、卫星观测,在不同尺度上开展立体化的观测和多维度的深入探索,正逐渐形成一个完善的科研体系。
在陈卓奇看来,科研工作的顺利完成,离不开团队的相互支持和帮助。“团队内部的讨论和互相激励,使我们在枯燥的研究中能够有动力继续前进。”陈卓奇对团队的作用有着强烈的认同。引导者:让学生掌握科研技能和方法最重要科研成果受到肯定让陈卓奇感到欣喜,他也希望能够将研究中的经验与学生分享。
在陈卓奇的课上,他设计了这样一个教学环节:选择一篇科研文章,每节课安排一个同学进行主题报告。通过大家进行提问、讨论,不断研究,直到把文章的科研思路理清。
当所有人都理解之后,他便会继续提新的要求。比如,文章中的试验我们能否重复?是否有更好的方法解决当前的问题?文章中的结果我们是否可以挑战?
他认为,通过课堂学习,不仅能够向学生传授知识,重要的是能够培养学生科研的基本技能。“经历阅读文献、提炼总结、与人沟通、对技术细节进行完善处理。这样一个过程之后,我希望学生能够具备扎实的科研能力。不管以后是继续深造,还是工作,他们都能从中受益”。
陈卓奇希望能够在授课的过程中帮助学生掌握科研的技能和方法。“我知道的东西是有限的,能够讲的东西也很有限,但我会尽我所能帮助他们了解更多的专业知识,以及学习的技能和方法,希望他们未来在更高的平台上有所发挥”。

