8月1日,第39届IEEE国际地球科学与遥感大会公布了2019年度青年成就奖获得者。这个奖项全球每年只有1位获奖者。今年该奖项颁发给国防科技大学电子科学学院副研究员陈思伟,以表彰他在极化雷达成像、目标散射解译以及灾害评估领域的突出贡献。他是中国第三位、亚洲第四位在该大会上获奖的科学家。

极化雷达目标精细化成像与处理有什么作用?

“农民辛苦一年耕种的庄稼,如何预估产量并预警虫害?当洪涝、地震等灾害袭来,如何快速准确判断受灾区域全貌,给灾后救援提供决策信息?当战争逼近,要如何准确侦察敌军战场部署,实现精准打击?极化雷达目标精细化成像与处理就能给这些重大需求提供基础理论和关键技术支撑。”陈思伟解释道。

比如,在城区雷达遥感领域,由于建筑物取向的多样性,传统方法通常会将一些人造目标误判为森林等自然地物,引起严重的解译模糊,影响后续目标检测识别等应用成效。利用极化雷达目标精细化成像与处理技术,就能准确刻画和辨识人造目标,为城区高精度遥感、战场侦察等提供科学依据和关键技术支撑。

上世纪四十年代初,欧美发达国家就已启动雷达极化技术的研究。上世纪八十年代末,国防科技大学庄钊文教授带领着他的学生王雪松、肖顺平等人开始了对雷达极化信息获取基础理论研究的漫漫求索之路,并于1999年出版了我国第一部雷达极化学术专著。

2003年考入国防科大的陈思伟,曾一度对未来发展方向感到迷茫和徘徊。通过老师的引荐,他与王雪松教授有了一次面谈的机会。“王老师深厚的科学理论底蕴,以及创立的崭新的‘瞬态极化’理论深深吸引了我,也鼓励我坚定开展探索性基础理论研究与服务于国家重大需求的应用研究相结合的科研方向。”

于是,陈思伟怀抱着探索这个领域基础研究的勇气和决心,投身进入这个专业开展研究,一干就是12年。

2009年,陈思伟被学校选中公派留学日本攻读博士,期间,遭遇了日本3。11大地震大海啸。当时离震中只有两百公里的陈思伟,第一次直面了地震的恐怖。

远离震区后,陈思伟想到了2008年国内汶川大地震。满目疮痍的城市、摇摇欲坠的楼房、因无法精准获取受灾区域信息而负伤的官兵们仿佛都历历在目。

他随即决定将研究方向拓展至城区高精度遥感应用领域。一方面能为城市建筑损毁情况提供重要科学依据,另一方面也能更好地为“擦亮军队未来战场的眼睛”打下基础。

随后,他开始深入研究极化成像雷达人造目标精细化散射建模、解译与应用,并提出了极化旋转域解译理论方法,建立了人造目标旋转域散射机理刻画与极化特征深度挖掘的理论方法,揭示了目标全极化散射的旋转域调制规律。

这项技术成功在我国城区高精度遥感、城区灾害损毁评估、战地侦察等工作中得到了应用,并在国际上取得了重要影响。

极化雷达目标精细化成像与处理的效能,只有在高质量数据的条件下,才能被清晰的呈现出来。

学成归来回校任教的陈思伟,手握前沿科技,正是实现服务部队需求的最好时机。那时刚好是大数据井喷时期,陈思伟发现国内某些军事应用领域的极化雷达相关数据虽然数量庞大,质量却不佳。

几年里,陈思伟和团队瞄准国家需求,经过长时间艰苦攻关,构建了能够精细描述人造目标极化散射机理的物理模型,建立了广义极化分解框架,并引入优化方法实现模型全参数同时反演,能够准确提取人造目标的典型几何结构特征,让极化雷达数据的利用率大幅提升。该技术作为封面论文被发表在IEEE 地球科学与遥感顶级期刊,成为该期刊创刊34年以来雷达遥感领域我国首篇封面论文。

“目前,我们正在对信息极化处理和数据优化进行更深一步的研究。作为一名军队科研人员,国家、军队的需要就是我们努力攻关的方向。”(杨柳)