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北京航空航天大学智能感知实验室里，人工智能研究院教授赵慧洁正和学生沉浸在分析像是外星语言的光谱里，无暇满园锦绣。当数据分析有了新的突破点时，光谱上闪烁着比阳光还明媚的颜色，他们的脸上也泛起比阳光还灿烂的笑容。

这就像给地球做CT

十年如一日，赵慧洁带领学生们反复研讨高光谱数据处理的难点问题

“雾里看花，水中望月，你能分辨这变幻莫测的世界……”《雾里看花》这句歌词描述的仿佛就是赵慧洁的研究过程。她说，“我的研究领域是航天高光谱遥感，是从宏观感知世界。大家都知道医学上的CT检查，当卫星从几百公里以外区分各类建筑屋顶的材质，确定野外各种岩石的矿物元素含量的时候，就相当于给地球做CT，这项技术使遥感进入定量化微观分析时代，正所谓致广大而尽精微。”

20年前，高光谱智能感知技术还只是青年教师赵慧洁在一次发言中提出的畅想。那些年，国家开始大力发展星载高光谱卫星，以提高国土资源管理和调查能力。为获取高质量高光谱数据，亟需开展卫星全链路建模和全任务分析。然而，面对国外分析软件对我国的封锁，国内没有可借鉴的先例，这项研究是一个看似不可能完成的任务。

之后，赵慧洁带领团队做了3年多大量的调研和分析，认定该领域研究的重要性和紧迫性，同时也深感任务艰巨、前路漫漫，面对这块“硬骨头”，她一直犹豫不决。

回想起当时的心境，赵慧洁明快的思维和语速逐渐慢下来。“在一次学院青年教师发展研讨会上，我国光纤陀螺事业的开拓者张维叙教授鼓励我：小赵，听说你最近在研究高光谱，你有点不太敢干。这个方向很好，国家很需要，你不要害怕，要勇敢地去尝试。我开始做光纤陀螺的时候已经51岁了，你比我当时还年轻，我相信你全力以赴，一定能干好，有什么困难，可以来找我，我尽全力支持你。”

在老一辈科学家的鼓励下，赵慧洁决心从零开始，构筑起我国的“高光谱大厦”。对于学习精密仪器出身的她来说，虽然都是做实验，但试验对象和试验环境完全不同。“我的试验对象从一台仪器设备变成了太空中的卫星，试验环境也从一间房屋直上九霄云外的太空。”

传统光谱分析大多是不成像的，而高光谱成像技术则将光谱分辨能力和图形分辨能力相结合，造就了空间维度上的面光谱分析。例如，眼前有两组黄色，一组是纯黄色，另一组是由红绿两色混合而成的黄色，肉眼无法区别，但是高光谱成像却可以轻松分辨其中的差异。

探索未来的大门一旦打开，就像被抽动的陀螺，赵慧洁的世界飞速旋转起来。“那个时候年轻，还是很能熬夜的。”万事开头难的艰辛，在赵慧洁的记忆里却都是热火朝天干事业的幸福。

给太空之眼戴上“近视眼镜”

高光谱探测技术研究涉及载荷、卫星、大气、遥感应用等多个领域，学科交叉众多，学习难度很大。“空天报国”的使命在肩，赵慧洁不畏困难，一次次将自己打回原点，到相关科研单位重新学习交叉领域的专业知识。

说到自主研发的高光谱遥感数据应用处理技术，日夜钻研20载的赵慧洁依然充满激情。狭窄的实验室里，连转身的空间都不富裕，赵慧洁却感到天地广大。只见电脑上的谱线不断跳动，不一会儿，一张探测图像就完成了数据分析。赵慧洁绘声绘色地向记者讲述眼前的“天书”，就像一位经验丰富的大夫在分析B超图像。“从这张图谱上，我们就能精准地分析出这片深山密林中是否有矿藏，是哪种矿石，矿石的化合物含量多还是少……”。

然而，做到精微实属不易。试想自己是太空中的一部照相机，即便盯住一处反复拍摄，也能有万千变化，辐射的强弱不同，云层的变幻不定，都能让一个定位出现多种样态。“这套数据分析建模像是给太空中的眼睛戴上一副矫正近视的眼镜，让捕捉到的图像从模糊到清晰。”

随着赵慧洁和团队在高精度地表反射率反演、海量数据降维、混合像元盲分解、地物精细分类等关键技术上的突破，高光谱数据处理与应用已可以高准确性、高自动性、高可靠性地进行探测，为高光谱遥感在地质调查、环境与灾害监测、精准农业、战场侦察等领域的有效应用奠定了坚实基础。

每一次的突破都有千回百转，失败难以避免。每当研究遇到瓶颈，赵慧洁都会把心气降下来，回到最基础的理论学习中，不断夯实“高光谱大厦”的地基。“万丈高楼平地起，一砖一瓦皆根基”，赵慧洁感慨道，每一次遇到难题，她都重新溯源，在这个过程中找到新的突破和灵感。她也把“寻根”的经验分享给学生，“无论实验架在多高的理论之上，都无法离开向下扎根的基础理论，这是学术中最枯燥晦涩的部分，也是最考验我们的地方。”

给天气预报做“预警”

2020年加入新成立的人工智能研究院之后，赵慧洁开始积极学习人工智能的知识，尝试开展学科交叉研究。调研中她惊奇地发现，将人工智能技术用于精准天气预报是人工智能领域的研究热点。

2022年5月，《国务院365体育足彩,：印发气象高质量发展纲要（2022-2035年）的通知》发布，关键目标中提到要尽快实现气象关键核心技术自主可控。美国的气象学发展最早，很多技术高度垄断，尤其是高光谱气象卫星检测技术。为此，赵慧洁和团队也迎来了新课题，这一次他们要突破技术封锁，实现我国气象监测精密、预报精准、服务精细能力的提升。

及时精准的天气预报预警，可以让人们对剧烈无常的天气变化有所防备，降低自然灾害造成的财产损失，保障人民群众生命安全。“比如说，现在的天气预报可以提前几个小时预告是大雨还是小雨，高光谱气象卫星可以让预报更加‘及时’，提前365体育足彩,时间且以更加精准的时间和位置预告……”赵慧洁解释道，也许普通人不需要太过精准的预测，但实际上，与天气强相关的行业，如航空、海运、物流、新能源车（自动驾驶）等，都亟需愈发精确的气象信息。

只是气象万千最难以捉摸。不同于以往的雷达监测技术，高光谱监测能在大气中与温度和湿度发生作用，在产生雷达可监测的水滴形成之前，通过观测光谱变化，更早预判出一场尚未酝酿的风暴，“这就是高光谱的魔力”。

即便在啃最硬的“骨头”，赵慧洁却像是一个要奔向游乐场的孩童，掩盖不住满心的欢喜和期待。这份对科学发自内心的热爱，早在她儿时就已萌芽。赵慧洁上中学时，物理老师请同学们用不同于书本上的试验方法来证明结论。“当时只有我一个人答了出来，虽然并不完美，但老师给了满分。就是这份鼓励，让我永远充满自信，不管遇到多难的课题，我都坚信我可以。”

2024年，人工智能快速发展，很多研究将会被颠覆和代替。面对这波浪潮，赵慧洁从容自若。“我们是人工智能的前端，是让人工之所以智能的数据提供者。”其实几年前，赵慧洁便开始了对智能感知技术的研究，如今她正带领团队不断学习人工智能理论和方法，争取在复杂环境智能感知领域作出新的贡献。

从下定决心带领团队开展高光谱探测技术研究，到科研实验系列卫星发射，再到业务化高光谱卫星投入使用……赵慧洁团队的科研成果得到了国内外同行的认可。

回望来时路，她感慨万千：“我想衷心感谢在每一个攻坚克难之时给予我大力支持和帮助的领导、专家，成绩的取得有科研团队持之以恒的辛勤付出，更重要的是得益于北航‘敢为人先，使命担当’的精神传承。我要把这种精神一代代传承下去，发扬光大。”