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学部五周年 | 遥感科学与工程研究院工作回顾与展望

发布日期:2021-12-01 |  浏览次数:

一、学院简介

遥感科学与工程研究院是我国遥感与空间信息研究领域重要的科研与人才培养基地,并承担北师大遥感科学与技术一级学科和地图学与地理信息系统二级学科的建设任务。学院以定量遥感研究为优势,以遥感科学国家重点实验室和北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心为主要支撑,拥有高性能计算平台以及高、中、低空、地基等各类观测设备,建成了天-空-地一体化的数据采集、处理与应用系统。

学院的总体定位是:面向新时代前沿科学问题,通过遥感、测绘和地理信息科学的基础理论与前沿技术创新以及构建高素质人才培养体系,促进地理学和地球系统科学发展,服务于人类社会可持续发展的国家重大战略需求。目标是建设国际一流的遥感和地理信息科学科研创新与人才培养高地。


二、五年来的主要工作

1.学科建设与人才培养

在学部的统筹规划和支持下,完成了北京师范大学“遥感科学与技术”一级学科博士点的申请,以及本、硕、博培养方案的编制工作,制定了“遥感科学与技术一级学科十四五发展规划”。遥感科学与技术领域的研究是北师大地理学科的优势之一,在上海软科世界大学学科排名中位列全球3-4位,稳居全国第二。



面向学校本科生培养强调通识教育的目标,积极鼓励并帮助青年教师建设了“地理信息系统导论”等8门全校通识课程。鼓励教师建设MOOC,朱文泉教授建设的MOOC课程“遥感数字图像处理”已产生巨大的社会学术影响,已开课8期,累计选课人数3.6万余人。焦子锑教授申报的“遥感数字图像处理基础”在线课程也已完成录制工作。在教学水平提升方面,组织本专业教师研讨主讲专业课之间的知识联系,优化教学内容和教学方法。




2.  科学研究

近五年来,学院新增纵横向各类科研项目115项,合同总经费6900.98万元, 其中承担各类国家项目(课题)28项。共发表论文540余篇,其中SCI论文403篇,第一作者第一单位完成329篇。SCI(top)论文142篇,影响因子大于3的SCI论文307篇,占SCI论文总量的76.2%。在遥感顶级期刊Remote Sensing of Environment和IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上发表论文64篇。授权发明专利44项,软件著作权51项,出版专著9部,译著1部。获国家科技进步二等奖1项,省部级一等奖5项、二等奖3项,其他奖项9项。

3.学术交流与合作

学院在学术交流、深化专业领域研讨和培养遥感科学与技术人才发挥了积极作用,成功组织了多项学术活动及较大规模的国内外学术会议。共举办遥感科学前沿系列、遥感与测绘科学前沿系列学术讲座97次,其中境外学者讲学20人次,学院教师参加国内外学术会议200余次,6位教师出国交流访问,“遥感科学学术沙龙”19期;举办学院内部的学术年会和研究生学术能力竞赛。

为了推进国际交流与合作,主办“中韩农业遥感学术交流会”、“资源与环境遥感:数据、方法和应用”国际学术研讨会;与美国马里兰大学地理系开展学生互访交流和GIS/遥感实习。

成功举办第三届-第五届全国定量遥感学术论坛;连续组织三届李小文遥感科学奖和遥感科学青年奖评选。成功举办第七届至第十一届“陆表卫星遥感数据反演理论与方法暑期学校”与“IEEE GRSS Summer School”,培养国内外学员九千余人,近2年受疫情影响,采用线上授课,通过B站、知网、小鹅通/微信三个平台同步对外全网直播,受到全球各相关领域的学者、研究生及技术人员的广泛关注,取得了巨大的反响和良好的评价。B站直播人气值达5.4万,IEEE GRSS主席Paolo Gamba教授出席暑期学校。


学术交流活动


与马里兰大学互访交流和GIS/遥感实习


“陆表卫星遥感数据反演理论与方法暑期学校”与“IEEE GRSS Summer School”


4.科研条件能力建设

搭建了前向模拟平台、定量反演平台、实验平台(室内和室外)三大平台,建有高性能计算中心和河北承德遥感综合试验站。并完成了室内综合观测实验室、定标室、建模与虚拟现实实验室、样品测试分析室的调整、改造,完成高分辨率地物光谱仪等28台套仪器设备购置和改造升级。高性能计算与存储系统新增计算能力每秒30万亿次,存储容量6PB,大幅提升了计算和存储能力、全面支撑遥感与地学分析计算。

近五年来大型仪器设备对外共享累计30042小时,出借仪器设备270台次,组织开展仪器使用培训5次,服务校内相关单位,及北京大学、中科院青藏所、武汉大学等外单位。


三、主要建设成果

1.独立开发国产计算机模拟模型,显著提升了遥感辐射传输模型模拟能力

基于光线追踪算法开发了全新的计算机模拟模型LESS,实现了反射率图像、BRF、LiDAR、热红外图像等遥感信号的模拟。与国际同类模型相比计算效率提高了20倍以上,解决了模拟场景小和效率低的难题。短短2年时间内LESS模型已支撑十余篇SCI论文的发表。以LESS模型为基础开发的网络共享模拟平台,在2019年9月的实验室国际评估中受到国际专家的一致认可与好评。

2. 拓展全球陆表特征参量产品,形成覆盖全球的陆表气候数据集

创新性发展了陆表辐射平衡、水循环和碳循环关键要素卫星观测及过程模拟理论与方法,研发了全球时间序列最长、时空连续的全球辐射平衡、碳循环等关键参数的生产算法,将全球陆表特征参量(GLASS)产品拓展为能量平衡、水循环和碳循环共12种参量的24套数据产品,数据质量进一步提升。2017年12月,新版GLASS在国家地球系统科学数据中心共享服务平台发布。截至2020年8月已服务近400家单位,数据下载达8万人/次,数据下载量约500TB,累计下载超1000TB。

3.组织“碳循环、水循环及地表能量平衡”遥感综合试验,建设承德遥感试验场

面向遥感与地球系统科学结合的关键科学问题,组织开展了基础性、多尺度、多学科交叉的天空地一体化综合遥感试验,吸引了10个大型国家科研项目、4个卫星计划团队、19家单位200人次参加,是我国主导的对遥感和地球系统科学研究具有全面带动作用的大型多学科交叉试验。在综合实验的带动下,实验室和塞罕坝机械林场签署了战略合作协议,建设了3座遥感综合观测塔,共同推进遥感技术在林业的应用与产业化发展,支持塞罕坝生态文明建设。

4.“全球30米地表覆盖遥感制图关键技术与产品研发” 成果获国家科学技术进步奖二等奖

全球地表覆盖分布及变化反映着人类与自然相互作用、地表水热和物质平衡、生物地球化学循环等,为气候变化研究、可持续发展规划等提供重要科学依据。本项目攻克了高分辨率、高质量全球地表覆盖遥感制图的系列核心关键技术,研制出世界上首套30米分辨率、两期全球地表覆盖信息产品GlobeLand30,实现了在该领域的跨越式发展,取得了重大社会和应用效益。



5.“主要农作物面积多维多尺度立体统计遥感调查技术创新与应用”成果获北京市科学技术奖一等奖

农作物面积信息是农业政策制定、供给侧结构改革关键依据。本项目发展了新一代的空天地农作物面积统计遥感调查技术体系,突破了农作物面积统计遥感调查技术难点,研制了农作物面积统计遥感调查新制度和业务运行系统。成果全面实现了我国农作物面积统计调查技术的升级换代,是我国农作物面积统计技术的革命性转变。自2017年项目成果纳入23个省份常规调查业务,成为继美国之后又一个具备国家级农作物面积统计遥感业务调查系统的国家。


四、未来展望

1. 持续推进人才引进与教师队伍建设:面向遥感科学与技术的学科特点和新的学科增长点,鼓励和帮助青年教师申报各类人才计划;加强国家重大需求和人类社会可持续发展的应用支撑人才建设,针对北师大相对薄弱的SAR、激光雷达、高光谱遥感、大气遥感、环境遥感、城市遥感应用等方向,积极引进成熟的人才和青年人才,平衡学科方向和教师队伍的年龄结构,保证北师大遥感科学与技术学科的可持续发展.

2. 继续加强教育与人才培养:组建课程和教学团队,以教学团队为单元推进地理信息科学课程体系设计、优化、衔接和教学实践;规划和编写具有北师大特色、成体系的遥感科学与技术系列教材,同时鼓励教师在教材建设基础上建设在线教学资源;鼓励教师加强教学成果凝练及应用推广。

3.加快推进“遥感科学与技术”学科发展:开展“遥感科学与技术”一级学科建设。拟申请在珠海校区培养GIS、遥感科学与技术专业的专业硕士和专业博士点。

4.加强科学研究与平台建设:未来将持续以遥感科学和技术为牵引,加强对国家重大需求和人类社会可持续发展的实际问题的应用研究和支撑。继续围绕遥感辐射传输机理、地球系统科学数据产品及遥感试验等方向开展布局工作。包括:(1)建设交互式全波段遥感机理模型云平台;(2)生产中国首套全球大气、海洋和陆表气候数据集;(3)建设承德虚拟遥感试验场。

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