唐伯惠 | 蓄势再出发 绘制“山河图”

在我国，地域广袤的西部是一片希望之地。那里，栉风沐雨，在历史长河中孕育了灿烂的文化；资源丰富，堪为我国工业化发展的能源基地，但受到资源开发、基础设施建设、人口等因素的限制，西部地区长期处于相对落后的境地，这给我国经济高质量发展带来了巨大挑战。开发西部，已经成为关系中国现代化全局的重要战略问题。

▲唐伯惠参加第六届全国定量遥感论坛

西部大开发20多年来，发展变化令世界瞩目。这一片曾经贫瘠的土地摇身变为新时代的“聚宝盆”，成了“一带一路”向西开放的重要载体。近年来，我国明确提出要推动西部大开发形成新格局，加快建设西部陆海新通道。云南就是这个“新格局”中闪耀的新星。而“去云南”，则是唐伯惠深思熟虑后的坚定选择。在那里，他将以高原遥感为笔，绘制出一卷新时代的“山河图”。

孔雀西南飞

1999年，唐伯惠从武汉测绘科技大学（2000年合并为武汉大学）地理信息系统与地图学专业毕业，即被分配至湖南省测绘管理局第一测绘院。这在当时是一份稳定的工作，但唐伯惠身上有一种湖南人原生的“霸蛮”劲头，他志不在稳，而是希望找到一个更具突破性的发力点。

通过不断了解，唐伯惠注意到了卫星遥感。国际上，1999年，美国发射“伊科诺斯”卫星，将空间分辨率提高到了1米；在我国，1988年发射的“风云一号”气象卫星，也拉开了中国卫星遥感新篇章的序幕。他敏锐地意识到，一张完善的遥感卫星观测网，不仅能在资源调查和环境探测中发挥重要作用，还将推动生态、应急管理等多个行业领域的发展，成为国家治理体系和治理能力现代化的重要技术支撑。他决定投身其中。

2001年9月，唐伯惠考进中国科学院中国遥感卫星地面站攻读硕士学位，学习遥感图像处理与应用。2004年，他又来到中国科学院地理科学与资源研究所读博，师从定量热红外遥感专家李召良研究员。从求学到工作，唐伯惠在中国科学院地理科学与资源研究所度过了16年。

“从读博开始，我就在钻研地表参数遥感定量反演。”用唐伯惠的话说，地表温度、净辐射、蒸散发等地表水热参数是研究地表能量平衡和水量平衡不可或缺的特征物理量。只有当卫星遥感革命性地拓展了人类观测地球的手段和能力，科学家才能高时效、高精度、大范围地获取这些参数。但问题是，卫星传感器测量的是经大气作用后到达其高度的地表辐射能。而如何从辐射能中定量反演上述参数，是遥感科学界公认的难题。精耕细作16年，唐伯惠基于辐射传输机理，充分挖掘遥感数据所包含的时-空-谱信息，通过“机理揭示-理论发展-方法创新-模型构建”的研究思路，重点解决了遥感反演中的大气效应校正、病态反演、全遥感建模等系列瓶颈问题，产出了一批有重大国际影响力的原创性研究成果，得到了国内外学术界的公认和广泛引用。

例如，唐伯惠创建的“通用分裂窗”地表温度遥感反演方法，被应用在我国新一代风云系列气象卫星（FY-2、FY-3）地表温度产品的生产上，收获了来自国家卫星气象中心的高度肯定，被认为“操作性强，可实现风云卫星数据地表温度的快速精确反演”。随即，这一评价就在农业农村部发展计划司得到了验证，他们不仅反演了风云系列卫星数据的地表温度，还将之用在我国农业墒情、旱象等监测工作，取得了显著成效。“长期以来，业界都致力于将温度反演误差从2.5℃降到1℃以内，我们的成果可以降到0.8℃。”他补充说。

此外，唐伯惠创立短波净辐射遥感反演的“直接辐亮度法”和长波净辐射遥感反演的“热红外波段权重法”，开辟了地表净辐射遥感反演的新途径；率先提出了利用白天两相邻中红外通道数据中太阳直射辐射贡献的差异反演地表双向反射率的方法，实现了白天中波红外数据中反射辐射和发射辐射的有效分离；并率先提出基于地表温度-植被覆盖度特征空间确定蒸散发的“干湿边自动确定法”，实现了地表蒸散发的全遥感精确反演。

这些成果成就了唐伯惠，使他成为领域内的先锋学术带头人。但在一片认可与赞誉声中，2020年，46岁的唐伯惠又开始思变了。这年年底，他离京南下，到昆明理工大学履新。

北京与昆明相隔2500多公里，对遥感研究来说，就像两个完全不同的世界。云南地处西南边陲，高原山区占总面积的94%。“云南地形起伏剧烈、景观破碎、气候多变、湖泊镜面反射强，这种复杂的地形环境，意味着常规方法难以获取它们的地表监测数据。”唐伯惠明白，他原本的成果更适合应用在平坦地区，想直接“套”到云南是不可能的，必须开展更具针对性的高原遥感研究。更具挑战的是，这一切都要归零重启——环境要熟悉、方向要规划、团队要组织、硬件要搭建。对此，他早有心理准备，这并不足以令他打退堂鼓，相反倒是激发了他的研究热忱。

更重要的是，唐伯惠看好云南。作为“一带一路”建设和长江经济带发展的重要交会点，云南也是我国面向南亚、东南亚的桥头堡。党和国家对云南发展寄予厚望。十八大以来，习近平总书记两次考察云南，指引云南在建设我国民族团结进步示范区、生态文明建设排头兵、面向南亚东南亚辐射中心上不断取得新进展。新气象、新优势，云南迎来了高质量跨越式发展的重大机遇，也亟需更多的人才聚力于此，共襄盛举。唐伯惠认为，在这种情势之下，云南蕴藏着巨大的生机。

“如果按照原来的人生轨迹继续走下去，可能我到退休前也不会有更多突破。但在云南，高原遥感起步要相对晚一些，我们有很多事情可以做，不只是搞研究。”在唐伯惠看来，西部开发中，发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。如果能够在昆明理工大学这个平台上，建设起一支国内一流的高原遥感团队，培养一批具有国际影响力的高层次定量遥感人才，那将是他莫大的荣誉。“其实，现在国内人才流动已经不只是‘孔雀东南飞’了，如果我们能够把事情做好，总能吸引到更多的‘孔雀’往西南飞。”他说。

洱海再起航

龙龛村，坐落在大理古城以东的洱海岸边。洱海流域高原遥感创新研究科技小院就“隐居”在此，飞檐串角、木雕石刻，这典型的白族建筑特色，和谐地融入龙龛村，一如唐伯惠想要结合云南当地情况发展特色高原遥感的心境。

2021年6月，唐伯惠从昆明理工大学出发，带上新组建的高原遥感创新研究团队踏上了调研之旅，希望能选出一个合适的地方创建示范基地。那时，唐伯惠已经明确了团队的定位，他们就是要围绕国家“一带一路”倡议，结合云南省显著的区位优势和高原山区的特殊地理环境，开展高原山区“空-天-地”一体化多尺度遥感立体观测与定量反演。

调研过程中，唐伯惠发现大理州一直非常重视数字技术与科学研究。“山水林田湖草沙是一个生命共同体。”在唐伯惠的目标里，他们的工作将提升高原山区遥感的应用水平，助力数字云南，为高原山区防灾减灾、粮食安全、生态环境等提供支撑。这一构想最终得到了大理白族自治州人民政府的支持。就这样，从昆明出发，他们对洱海及洱海西岸、南岸、东南岸多个地块进行了选址踏勘，最终在大理创建了高原遥感野外综合观测站，并与大理州人民政府、洱海流域农业绿色发展研究院合作共建了高原遥感科技小院。

苍山洱海间，唐伯惠的事业新篇正在缓缓展开。在他的规划中，“高原遥感定量反演”是基础，他们将围绕高原地区太阳辐射、地物波谱及地表水热过程关键参数进行“空-天-地”一体化立体监测，构建高原地表全波段三维辐射传输遥感模型，并钻研高原山区地表关键参数遥感定量反演方法。至于这些研究要如何写到云南的大地上，唐伯惠则选择了紧跟云南省的发展步调。2021年，就在他奔波调研时，云南先后发出要“保护好‘高原明珠’，坚决实施‘湖泊革命’攻坚战”和“深入打造‘绿色食品牌’，奋力开拓高原特色农业发展新局面”的号召。这与唐伯惠的规划不谋而合，他们正想要在高原特色农业遥感、高原湖泊遥感、高原山区灾害遥感和高原生态环境遥感上发力，打造集遥感基础理论研究、高原遥感应用研究、社会服务为一体的国内领先创新团队。

▲高原遥感创新研究团队2020级毕业合影

以高原特色农业遥感为例，唐伯惠打算开展高原特色农业“四情”关键参数遥感机理模型构建与反演。所谓“四情”，指的是苗情、虫情、灾情、墒情。“四情”之下进行高原特色农业地块级作物产量、品质遥感动态监测，意味着农作物长势、土壤温湿度变化、病虫害、灾损等都能直观地摆在观测者眼前，有助于实现高原特色农业智慧监测与预警。类似的监测与预警，也将出现在高原湖泊遥感和高原山区灾害遥感中。

未来，唐伯惠还将带领团队建立高原山区典型生态系统碳源碳汇遥感估算与智能认知平台。这是一个综合性的云平台，农田、湖泊、山林等自然生态链条上的相关动态，都能通过这一平台一览无余。以高原遥感为笔，以高原山区辐射、气象、水文等数据为线条，一幅幅“山河图”正在唐伯惠的构想中悄悄铺展开。对他来说，这是在实现团队的科学目标，也是在为云南成为“生态文明建设排头兵”贡献力量。

脚踏实地新布局

“很多工作都是从零起步，确实有不少困难，但也在慢慢克服。”唐伯惠说。

对唐伯惠而言，单枪匹马来到云南，人生地不熟，几乎是白手起家。昆明理工大学是云南省规模最大、办学层次和类别齐全的重点大学，近年来正在积极推动“双一流”建设。作为一所地处西南边陲的高校，昆明理工大学能够提供的资源或许有限。但这里青年人才的科研热情，令唐伯惠充满信心。2021年到岗不久，就有4位年轻教师聚到他的身边，汇成高原遥感创新研究团队的雏形。阵容看起来似乎有些“单薄”，但他们很快就投入紧张的工作中。

这是一个“新”团队。“诞生”晚、人手少，就连带头人唐伯惠，也总是自称“昆工新人”。但他们的目标很一致，就是想要在高原遥感上做出名堂来。这几年，除了野外调研，他们把所有能利用的时间都投进工作中，平时加班成了常态，寒暑假也顾不上休息。每当有人感到疲累，看到身边同伴们还在努力，就会重新生出勇气与动力。唐伯惠将这种潜移默化坦率地称为“团队的约束力”，认为这种正向的约束力，促成了他们的团结一心。从最初的5人团队，到如今核心骨干10人、硕博研究生60余人的队伍，他们逐渐拧成了一股绳。2021年，他们获批为云南省高原遥感博士生导师团队。2022年，他们当选云南省教育厅高原遥感重点实验室；同一年，由唐伯惠领衔的“全天候长时间序列时空连续的地表净辐射遥感反演方法研究”获得国家自然科学基金重点项目的支持，这也是昆明理工大学2022年唯一一项国家自然科学基金重点项目，大大提振了高原遥感创新研究团队的士气。

“其实，我们到现在还处于布局阶段，要做到破局、被业内认可，还需要一个过程。”唐伯惠说。目前，他和团队正跟洱海管理局合作，为数字洱海的深入发展提供技术服务。“我们想要做一个数字孪生技术，将整个洱海流域作为一个整体模型放进去，这是一个大规划。”

到云南这几年，唐伯惠一寸寸丈量着脚下的土地，看得越多，越觉得未来充满挑战。“做科研就像画圆圈，圆圈内部代表已经被攻克的问题，圆圈外部代表未知的领域。做得越多，圆圈会逐渐扩大，但在这个过程中也会意识到我不知道的问题还有很多，就想方设法去解决。”就像唐伯惠所看到的，云南已经今非昔比。以“桥头堡”云南为圆心，辐射南亚、东南亚，他在这方土地上将大有作为。

专家简介

唐伯惠，云南省“兴滇英才支持计划”第一层次人才云岭学者，昆明理工大学二级教授、博士生导师。兼任全球定量遥感国际论坛科学委员会委员、热红外遥感专委会主任委员等学术职务。曾任中国科学院地理科学与资源研究所研究员、中国科学院大学岗位教授。

主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划专题等各级项目40余项，获2017年度高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖二等奖、2019年度国家自然科学奖二等奖等国家与省部级奖励6项。授权国家发明专利26项、国家标准10部；出版专著2部、译著1部；发表学术论文213篇，其中科学引文索引（SCI）论文99篇、工程索引（EI）论文66篇、中文核心期刊论文27篇，有4篇SCI论文成为基本科学指标（ESI）数据库高被引论文（Top 1%）。