戎雨杉

孫亮（中）與其團(tuán)隊(duì)成員合影

農(nóng)業(yè)一直以來(lái)都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，國(guó)之重器。時(shí)至今日，我們?nèi)栽谙硎苤r(nóng)業(yè)改革的豐碩成果。作為世界農(nóng)業(yè)第一大國(guó)，我國(guó)糧食總產(chǎn)量連續(xù)6年保持在1.3萬(wàn)億斤以上，截至2020年更是實(shí)現(xiàn)了“十七連豐”。然而隨著糧食的年年豐收，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量年年走高、一騎絕塵，百姓們的米袋子滿、菜籃子豐，欣欣向榮的農(nóng)業(yè)發(fā)展就高枕無(wú)憂了嗎？據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織指出，全球每年浪費(fèi)的食物高達(dá)16億噸，其中可食用部分達(dá)到13億噸。若將眼光放回國(guó)內(nèi)，近年來(lái)農(nóng)產(chǎn)品滯銷的新聞甚囂塵上，例如“蓮藕賣(mài)不掉拿來(lái)喂牲畜”“辣椒直接倒在河里”，諸如此類，比比皆是。導(dǎo)致這一怪圈的根本原因就是對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的種植情況不了解，使市場(chǎng)供求關(guān)系受到影響。如何才能避免這種盲目的亂象？農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)體系的建構(gòu)變得迫在眉睫。

致力于研究農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)問(wèn)題多年，孫亮及其所在團(tuán)隊(duì)攜帶前沿的農(nóng)業(yè)科技——遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)脫穎而出，為減少因農(nóng)產(chǎn)品種植無(wú)序造成的市場(chǎng)混亂問(wèn)題發(fā)揮了重大作用。

立足本心 仰望星空

2001年至2005年，就讀于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的孫亮便與腳下的黃土地結(jié)下了不解之緣。在土地資源管理專業(yè)以出色表現(xiàn)完成了本科的學(xué)習(xí)后，他隨即前往北京師范大學(xué)開(kāi)始研究生階段的深造。從遇見(jiàn)導(dǎo)師李小文院士的那一天起，“星空”就離他不甚遙遠(yuǎn)了。

李小文院士是一位“網(wǎng)紅教授”，人送外號(hào)“布鞋院士”，因創(chuàng)建了植被二向性反射Li-Strahler幾何光學(xué)模型，奠定了地物二向性反射研究中幾何光學(xué)學(xué)派的基礎(chǔ)等重要貢獻(xiàn)，被公認(rèn)為領(lǐng)域的泰斗級(jí)專家，更被譽(yù)為“我國(guó)定量遙感第一人”。數(shù)十年如一日的素衣加布鞋又平生不離酒的他頗有些“學(xué)海無(wú)涯縱橫去，詩(shī)酒江湖度平生”的俠氣意味。在孫亮眼中，李院士是一位灑脫不羈又風(fēng)趣幽默的“智者”。樸實(shí)無(wú)華的背后，掩藏一顆對(duì)科學(xué)執(zhí)著與熱切的追索之心。作為一名教育者，他旁征博引，在博士專業(yè)課堂之上以遙感多角度原理向?qū)W生闡釋古詩(shī)詞“草色遙看近卻無(wú)”中包含的科學(xué)底蘊(yùn)，且勉勵(lì)學(xué)生無(wú)論對(duì)錯(cuò)都要勇敢發(fā)表自己的觀點(diǎn)；作為一名科學(xué)家，他以身作則，力求每一次論證均做到最極致的嚴(yán)謹(jǐn)。無(wú)論擔(dān)當(dāng)哪種角色，李院士精益求精的態(tài)度都對(duì)孫亮產(chǎn)生了潛移默化的影響。

在攻讀博士學(xué)位的5年中，孫亮跟隨李小文院士接受了遙感科學(xué)的系統(tǒng)培訓(xùn)。遙感的原理其實(shí)并不復(fù)雜，根據(jù)其字面釋義可以解釋為“遙遠(yuǎn)的感知”，即利用探測(cè)器探知目標(biāo)物體對(duì)電磁波的反射、吸收特性來(lái)研究對(duì)象。而定量遙感則指的是從對(duì)地觀測(cè)電磁波信號(hào)中定量提取地表參數(shù)的技術(shù)和方法研究。站在“巨人的肩膀”之上，孫亮領(lǐng)悟到在整個(gè)遙感領(lǐng)域尤其是定量遙感領(lǐng)域，尺度問(wèn)題是根本問(wèn)題，針對(duì)某一研究如何選擇合適的尺度或分辨率極大程度上決定著觀測(cè)質(zhì)量。因此，在獲得北京師范大學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)獎(jiǎng)學(xué)金并順利拿下博士學(xué)位后，孫亮決定前往中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院繼續(xù)開(kāi)展博士后研究工作，專攻農(nóng)田水分利用及干旱監(jiān)測(cè)問(wèn)題，嘗試開(kāi)發(fā)多源遙感數(shù)據(jù)的高分辨率農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測(cè)方法及裝置，包括對(duì)雷達(dá)、光學(xué)和地形數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分辨率的轉(zhuǎn)換，使之與土壤水分的低分辨率相同從而進(jìn)行更好的監(jiān)測(cè)。從此之后，星空與土地因?yàn)榭萍级痪o密聯(lián)系在了一起。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作為直屬于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的事業(yè)單位，是中央級(jí)綜合性農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)，為所有科研工作者提供了優(yōu)秀的平臺(tái)及交流機(jī)會(huì)。2016年，孫亮耗時(shí)2年完成了自己主持的首個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于地表溫度-植被指數(shù)特征空間進(jìn)行土壤水分監(jiān)測(cè)研究”，同時(shí)迎來(lái)了科研事業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。彼時(shí)，直屬于美國(guó)農(nóng)業(yè)部的水文遙感實(shí)驗(yàn)室（USDA-ARS Hydrology & Remote Sensing Lab）為他提供了一次交流工作的機(jī)會(huì)，為拓寬自身科研視野，孫亮毅然動(dòng)身，前往美國(guó)。

在接下來(lái)的近4年時(shí)間里，孫亮就農(nóng)業(yè)遙感研究方向參與了更深層次的工作，包括基于多平臺(tái)衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合算法研究及高時(shí)空分辨率遙感數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用等。在同時(shí)擁有中西方的工作經(jīng)歷后，孫亮體會(huì)到我國(guó)在衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方面相較于國(guó)際頂尖水平仍有很大進(jìn)步空間，尤以細(xì)節(jié)處理為甚，“美國(guó)的對(duì)地觀測(cè)遙感衛(wèi)星圍繞MODIS和Landsat形成了兩個(gè)專家組，每年都會(huì)定期分別召開(kāi)學(xué)術(shù)研討會(huì)，針對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)從前期傳感器信號(hào)定標(biāo)，到遙感參數(shù)產(chǎn)品的算法及改進(jìn)，再到后期產(chǎn)品應(yīng)用，進(jìn)行充分而詳細(xì)的討論。其目標(biāo)只有一個(gè)——如何更好地讓這顆衛(wèi)星服務(wù)于科學(xué)研究。他們對(duì)于基礎(chǔ)工作的投入和對(duì)細(xì)節(jié)上的追求是超出我們想象的，這是令我印象特別深刻的一點(diǎn)”。

這種差異引發(fā)了孫亮深刻的思考，激發(fā)出了他更強(qiáng)烈的求知欲望。在動(dòng)力的驅(qū)使下，孫亮更加專注于通過(guò)多衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合進(jìn)行田間尺度的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)研究，取得的成果也頗為顯著。在美期間，他發(fā)表了多篇重要學(xué)術(shù)論文。其中，發(fā)表在Water Resources Research上的文章“Investigating water use over the Choptank River Watershed using a multisatellite data fusion approach（基于多衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合技術(shù)調(diào)查夏普談克河流域用水情況）”還被評(píng)為美國(guó)地理學(xué)會(huì)焦點(diǎn)論文（AGU Research Spotlight），并被媒體報(bào)道，在業(yè)內(nèi)引發(fā)極大關(guān)注。2018年，在仰望過(guò)“科技強(qiáng)國(guó)的星空”后，他滿載成果而歸，并決心扎根祖國(guó)的“黃土地”。

腳踏實(shí)地 與時(shí)俱進(jìn)

2018年，借著“科技興國(guó)，人才引進(jìn)”的東風(fēng)，孫亮回到了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，但這一次，孫亮對(duì)于農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向有了全新的見(jiàn)解。他提出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有空間廣域性、高動(dòng)態(tài)性及單位產(chǎn)值效益低等特性，同時(shí)農(nóng)業(yè)是對(duì)土地具有很強(qiáng)依賴性的產(chǎn)業(yè)，因此需要利用多源多層次遙感數(shù)據(jù)融合技術(shù)來(lái)支撐數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，為打造新一代的智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)體系奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

要實(shí)現(xiàn)這一遠(yuǎn)大目標(biāo)，首先要做到在作物生長(zhǎng)初期或中期便能夠準(zhǔn)確了解全國(guó)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)和面積，對(duì)作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，從而提前預(yù)估產(chǎn)量等信息。農(nóng)業(yè)種植的基本單元是田塊，不同田塊種植的作物不同，決定了其采用的管理方式不同。學(xué)術(shù)界普遍將能區(qū)分出田塊的遙感數(shù)據(jù)稱之為高空間分辨率數(shù)據(jù)，以美國(guó)的Landsat（30m）和歐洲的Sentinel 2（10～30m）為代表，但高空間分辨率衛(wèi)星也不免有其局限性，它們的重訪周期通常時(shí)間較長(zhǎng)（10～16天），加之云層的影響，要1～2個(gè)月才能獲取一景清晰圖像，多云熱帶地區(qū)可能時(shí)間更長(zhǎng)。因此單純依靠其空間分辨率優(yōu)勢(shì)難以滿足連續(xù)對(duì)地觀測(cè)需求，無(wú)法及時(shí)獲取作物長(zhǎng)勢(shì)、災(zāi)害及耕作情況。為解決這一阻礙，孫亮及其所在團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)開(kāi)啟“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)應(yīng)用示范系統(tǒng)項(xiàng)目”“高分航空載荷農(nóng)田利用與保護(hù)應(yīng)用示范”等探索項(xiàng)目，力求使我國(guó)在遙感數(shù)據(jù)處理方面“更上一層樓”。

另一方面，據(jù)孫亮透露，目前他和團(tuán)隊(duì)關(guān)于農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)的工作數(shù)據(jù)仍偏重于“過(guò)去”，即基于近幾年的遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)模型計(jì)算得到近幾年的農(nóng)作物參數(shù)產(chǎn)品，而非根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)給出預(yù)測(cè)方案。針對(duì)這一問(wèn)題，孫亮認(rèn)為，隨著一系列高分辨率遙感衛(wèi)星的發(fā)射，我國(guó)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)其實(shí)已經(jīng)到了發(fā)展近實(shí)時(shí)觀測(cè)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)作物生長(zhǎng)狀態(tài)完全具備可行性，這一想法促使他與團(tuán)隊(duì)將其作為接下來(lái)幾年的工作重心及目標(biāo)。

科研之外，作為博士生導(dǎo)師的孫亮對(duì)于教學(xué)同樣有著極為深刻的體會(huì)，他坦誠(chéng)道出教學(xué)的難點(diǎn)在于調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情及主觀能動(dòng)性。作為導(dǎo)師，他會(huì)盡可能地為學(xué)生營(yíng)造濃厚的科研氛圍，并加以合理的引導(dǎo)，“帶他們仰望星空后，再教會(huì)他們腳踏實(shí)地，我就是這么一路走來(lái)的”。

而今，孫亮經(jīng)不懈拼搏已經(jīng)行至夢(mèng)想面前。未來(lái)還會(huì)有不計(jì)其數(shù)的青年科學(xué)人投身于遙感行業(yè)中，一起探索星空，氣候與農(nóng)業(yè)的聯(lián)系也終將變得不再神秘。作為領(lǐng)域內(nèi)的前輩，孫亮決心立足豐沃土地，頭頂廣袤蒼穹，背靠信息智能化的時(shí)代背景，將遙感技術(shù)進(jìn)一步與實(shí)際需求相結(jié)合，力求實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的重大技術(shù)突破，以夢(mèng)為馬，方能不負(fù)韶華。