湖南日報全媒體記者 王銘俊
濕地，被譽為“地球之腎”，是保障國家生態安全和經濟社會可持續發展的重要戰略資源和稀缺資源。對濕地資源實施精確監測與保護，是人與自然和諧共生的重要一環。
湖南大學李樹濤教授課題組通過高光譜探測技術獲取水質含氮量、含磷量等信息，對濕地進行長期監測，顯著提升了濕地資源監測與保護的效率。
6月24日，由李樹濤牽頭的“高空間分辨率高光譜成像與識別理論方法研究”項目，獲評2023年度國家自然科學獎二等獎。
“該項目用到的監測技術與傳統的方法有何不同？”在湖南大學機器人學院，記者望向平鋪開來的眾多成像設備問道。
李樹濤告訴記者，高光譜能夠獲取物質的精細光譜“指紋”，識別物體材質與成分，是一種空間——光譜合一的探測技術，在資源調查、環境保護、災害監測等國家重大需求領域發揮了至關重要的作用。不過，高光譜的空間與光譜分辨率之間存在一種天然的矛盾。
該矛盾由光學成像原理本身所導致——想看清物體的空間大小和形狀，就難以看清物體具體的材質；想看清材質，就會犧牲空間的清晰度。李樹濤介紹：“針對這一矛盾，項目組歷經長期攻關，另辟蹊徑，發現了時間—空間—光譜的耦合成像機理，提出了一種全新的成像模式，實現了高空間分辨率高光譜的獲取�！痹撃Ｊ揭脖粐H同行評價為“獲得了高質量高光譜圖像”“卓越性能”“研究的新分支”。
此外，高光譜圖像包含幾十甚至數百個光譜波段，結構復雜，識別精度和效率面臨嚴重瓶頸。通過建立高光譜超像素空間——光譜聯合識別的新范式，項目組解決了高光譜圖像精準高效識別的難題。與此前國際先進的像素級識別方法相比，識別速度、精度均得到較大幅度提升，被國際同行評價為“極大提升識別性能”“顯著降低計算代價”“受到極大關注”。
目前，項目取得的技術成果已在高分對地觀測、精準農業、環境保護等領域，在中國空間技術研究院等單位開展應用，解決了城市、山地等復雜場景的空間和光譜高分成像和目標精準高效識別難題。
