人物名片:康旭东,湖南大学机器人学院教授、博士生导师。担任《IEEE TGRS》(2018-2020),《IEEE GRSL》,《IEEE JMASS》(2019-2021),《遥感学报》等国内外知名期刊编委,获国家自然科学二等奖1项、湖南省自然科学一等奖2项。主要研究方向:多源图像信息融合、无人机与卫星遥感。2017年获评湖南大学优秀班主任,2022年获评湖南大学优秀教师。
康旭东教授。
“我们做的技术是要给无人机和卫星装上一双‘火眼金睛’,既看见人眼能看到的,还能穿云透雾,去伪存真,看到人眼看不到的东西。”
机器人学院康旭东教授这样描述自己正在做的高光谱图像处理、无人机与卫星遥感等和国家需求密切相关的研究应用。
“科研,是无数次失败凝结出的一次成功”
2009年,康旭东考入湖南大学电气与信息工程学院硕博连读,师从李树涛教授,研究方向为图像处理与识别。
由于本科时期极少接触图像信息融合、处理、模式识别等内容,康旭东在研究生起步阶段曾有过受挫感。那时,导师给了科研的一个想法和思路后,他花了大量时间去上课、阅读论文,用了一年时间也没有获得理想的研究结果。
在焦虑、进退维谷时,他选择坚持下去。在导师和师兄的细致指导下,在身边爱人的支持下,坚持的结果令人欣慰,他顺利完成了实验,并将论文发表在SCI一区期刊《Information Fusion》上。
康旭东感慨地说:“这个过程给了我很大的锻炼和很深的感受。在科研中,不可避免地会遇到很多挫折,如果能跨越这些挫折,你就会拥有面对未知的一种耐挫力。”
之后,和团队一起做其它课题时,他们将论文投向了图像处理领域国际顶级期刊《IEEE Transactions on Image Processing》。期刊审稿人给他们提出了数页的审稿意见,单栏近30页的论文,他和团队回复审稿人的意见竟有80页,并在审稿人的帮助下进一步提升了论文水平,文章顺利刊发,“如果没有前面工作的锻炼,这80多页我可能写不出来”。
2012年,康旭东获得冰岛大学信号处理实验室的联合培养博士生机会,跟随欧洲科学院院士Jon Atli Benediktsson教授开始为期一年的遥感方向的研究工作。正因为他有了国内两个研究工作的扎实基础,再和国外导师的研究方向一结合,使得国内团队后来多了一个全新的研究方向“高光谱遥感”。
“国外学生花在实验室的时间相对比中国学生少,我一人在国外,大部分时间都在实验室工作。”直面科研中的困难和挑战,康旭东的努力受到了Jon Atli Benediktsson教授的肯定与赞赏。他在国外的第一篇论文投稿,不到两个月就被遥感领域顶级期刊《IEEE Transactions on Geoscience Remote Sensing》接收了,研究工作和论文质量获得审稿人的高度认可。这一年内,他陆续投出了4篇同等级的论文,科研信心倍增。
2014年,在加拿大魁北克举行的第34届IEEE国际地球科学与遥感大会上,康旭东的论文“Extended Random Walkers for Hyperspectral Image Classification(基于扩展随机行走的高光谱图像分类)”入选大会最佳学生论文。
2015年,康旭东因出色的科研能力获得学校认可,留校任教。
回首自己研究生期间的科研心路,他说:“科研中的耐挫力很重要,我希望自己带的学生能逐渐具备这项能力。”
慢慢地说,浅浅地笑,情绪稳定
要为学生“研途”披荆斩棘地护航,自己首先要有深厚的功力与学养。康旭东希望通过项目实践,引领学生勇敢面对科研中的各种困境,培养他们的综合素质,从而让他们获得解决问题的能力,并逐步形成系统创新思维。
2017年度地球科学与遥感技术国际研讨会,美国得克萨斯,
右1康旭东,右2国内导师李树涛教授。
2015级硕士向轩林曾在研一起步时即遇困境,在转入康旭东团队后,“康老师从最基础的地方教我理论与学习方法,手把手指导我一行一行看代码,每天好几个小时”。康旭东“慢慢地说,浅浅地笑,情绪稳定”的陪伴与指导,大大缓解了向轩林学业上的焦虑。她奋起直追,积极参与团队课题工作。毕业前,她发了两篇SCI论文,还获评湖南省优秀研究生称号。
康旭东常叮嘱学生,“科研有瓶颈期,不要轻言放弃,用多种方法去尝试,一步步去做。结果也许不尽人意,但在过程里学到东西,对科研工作是很有帮助的。”
他给学生分享海外有质量的公开课,分享国内外导师的会议视频,鼓励学生参加专业领域的竞赛,鼓励学生竞选学生会干部,鼓励学生积极参与体育运动、扩大阅读面。
“康老师善于启发我们的科研思维,注重我们系统能力的培养。”2020级硕士生王子昊觉得自己导师带队伍很有一套方法:“康老师给我们设定的目标是只要努力就能达到的高度,不要求我们做不能完成的任务,他引导我们追求高效与创新”。
“康老师阅读面广,思维开阔,遇到高难度的问题,能快速找到突破口,做事效率高。”2017级博士生段普宏最近刚留校做博士后工作,他的博士毕业论文就是在康旭东“做一些高光谱领域里有新意的研究”的引导中找到创新点完成的。
康旭东教授(前排右二)和团队及合作单位在山东东营黄河口湿地野外数据采集实验。
有时,客观条件的艰苦也在考验着团队。康旭东经常会带领团队在野外、高温、太阳光直射的环境下采集数据。“因为阳光越强烈,数据越准确。”2018级博士生莫言说。
康旭东曾开车带着5个学生,带着一车的设备,来回一周多时间,在山东东营市黄河口滨海湿地做湿地植被监测的外场试验。他们每天早上八点多将光谱仪、大小无人机、供电设备、配套电池等设备搬进湿地保护区,工作到傍晚才离开,“很累,但康老师亲自上场操作,他积极乐观的情绪会感染我们。团队采集了大量可供分析的数据,收获挺大的。”
“上好课,是很有成就感的一件事”
毕业留校后,康旭东教过《数字图像处理》和《系统工程导论》两门课。科研达人给学生上课会感觉轻松吗?在经历了最初程式化教学的平淡后,他尝试在课堂内容中增加设计感以吸引学生。为了上好一次课,他会投入4-5个小时备课。
在讲“系统”这个关键词时,康旭东让每个同学画一幅制作蛋炒饭的流程图,要素、关系、功能、整体,用极具生活化的图示分析让同学们迅速理解透“系统”这个抽象概念。
“我希望把课程里的每一个知识点都讲成这个水平,虽然很难。”在研究生学习阶段,他会将《系统工程》这门管理学课程结合人工智能、遥感、博弈论等专业领域的内容给学生拓展讲解。课堂设计感增强后,学生互动也更多了。
在讲“图像变换”这个专业知识点时,他紧密联系生活实际,“我们每个人看到的都是这个世界在我们眼中的一个图像变换,这种变换不单是视觉上的图像变换,还有心理上的变换……”
专业课里巧妙地融入了“思政”元素,学生们豁然开朗,下课时给了康旭东热烈的掌声,他欣慰地说:“当你发现上课跟学生有心灵上的沟通,他们能听进去,那一刻我感觉很开心,很有成就感,教学的乐趣来得很直接。”
在科研攻关、项目申报、研究生管理等诸多事务里,康旭东依然认为站好讲台,上好每一堂课是一名教师的根本。
“很喜欢康老师的笑容!”学生们毫不掩饰地表示很喜欢讲台上这位谦逊平和,温润如玉,笑起来像大师兄一样的老师。
“将科研志趣与国家需求结合,是一种幸运”
康旭东和团队目前的科研重心在高分辨高光谱遥感方向,成果主要应用于资源调查、环境监测、防灾减灾、数字城市和智慧城市、农业发展以及军事领域等。
“这个方向和国家的重大需求密切相关,是国家需要的技术。目前,我们有比较稳定的研究队伍。”依托这个方向,康旭东所在团队最开始争取到了一个国家自然科学基金的国际合作重点项目;后又获得了一个基金委的重大项目课题;2022年获得国家基金委创新研究群体项目支持。团队在信息融合与遥感领域的研究成果获得2019年度国家自然科学二等奖,以及2017、2022年度湖南省自然科学一等奖。”
康旭东和团队根据项目要求采集数据,分析调整数据,设计软件算法嵌入机器,让机器自主学习、智能识别。官方数据显示,我国先进的高光谱卫星可将超高的光谱与空间分辨率和超宽的地面覆盖相结合,极大地提升了高光谱数据的应用价值。
目前,高速高精度是康旭东和团队做遥感技术一直保持的追求。他说:“军事侦察用的察打一体无人机,可以在空中滞留几十个小时,一直在观察,所有的图像数据都在机身里,亟需高速高精度的图像处理与识别算法,辅助地面控制中心的指挥决策来完成操作,让导弹能够准确无误的打击它设定的目标。”
康旭东深感:“个人科研志趣能和国家需求结合,是一种幸运。”
来源:融媒体中心
图片:受访者提供
记者:雨田
实习编辑:曹娇
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