九年磨一剑!他为祖国山河装上“中国眼”

    2026-07-16 18:23:58

从拆解小电器的少年爱好者,到深耕交叉学科的博士科研人,长沙理工大学刘深波九年步履不停,自主研发两套遥感智能系统落地水利部平台,用国产算法打破技术垄断。他累计发表16篇SCI论文,手握5项发明专利,斩获国家奖学金、地理信息科技进步奖二等奖等24项荣誉。

△刘深波在物电学院。(喻紫晴摄)

少年求索 以热爱铺就科研长路

刘深波对物理的热爱,源于少年时代最朴素的好奇心。初高中时,课本知识远不够他“解渴”,他总爱琢磨电路原理,拆解各种小电器,追问万物运行的规律。这份热忱,为他日后深耕理工领域埋下了最初的种子。高考填报志愿时,他坚定地选择了长沙理工大学的物理与电子科学学院,希望把对物理的热爱,淬炼成实实在在的能力。此后的九年,从本科到硕博连读,他未曾离开过这片沃土,在长理一步步完成了从兴趣萌芽到科研报国的蜕变。

导师唐立军是他科研路上的引路人。唐老师很早便要求他将精读前沿顶会论文作为长期训练,常叮嘱道:“即便专业能力尚有欠缺,也要逼着自己去读最高水平的文献。”这项训练意在培养两种核心素养:一是搭建全局学术视野,避免闭门造车;二是塑造批判性思维,敢于审视权威的算法逻辑,不盲从。

在唐老师的指引下,TPAMI、CVPR等顶刊顶会论文成了他日常研读的重点。凡附带开源代码的论文,他必定完整复现,哪怕反复报错也绝不敷衍。一次复现遥感影像变化检测论文时,模型指标始终远低于原文,排查许久才发现,作者对不同数据集做了差异化处理,却未在论文和代码中注明。遇到这类难题,他会整理全部调试过程与疑点,条理清晰地向原作者发邮件请教。这样带着思考的诚恳请教,往往能得到细致回复,也让他练就了不依赖、敢突破的科研态度。

随着科研的深入,刘深波发现仅靠物理理论不足以处理海量数据、实现智能识别,于是主动学习编程,将代码视作延伸物理能力的工具。平日里,他也总喜欢编写各种有趣的小程序和实用工具——从简单的信号处理工具、数据可视化程序,再到吸烟检测、红绿灯识别、垃圾分类等智能应用,只要感兴趣,他都会从零开始动手实现。

△刘深波在调试电子电路板(喻紫晴 摄)

一次,他偶然路过学校计算机学院的嵌入式实验室,透过玻璃门看到其他同学正在调试智能车、飞行器,焊接电路、编写代码,深受吸引。他鼓起勇气,主动推门进入,向实验室的郑斌老师争取加入机会。郑老师没有考核成绩,只问了两个问题:“你有没有兴趣?能不能坚持?”他肯定地说:“我可以。”事后刘深波回忆,真正打动老师的,并非技术,而是自己那股主动探索、纯粹热爱的态度。加入实验室后,他勤奋学习,打通了物理与计算机的学习路径,编程能力也得到快速提升。

攻坚破局 自主算法攻克技术壁垒

2020年,我国遥感影像智能解译技术遭遇国外“卡脖子”困境,海量卫星遥感数据无法高效处理。“中国的山河,必须用中国人自己的算法来解译!”得知这一消息,刘深波心中燃起科研报国的斗志。他立志要研发出自主可控的中国算法,用技术守护祖国的绿水青山。

定下这个目标,前路注定艰难。博士期间,受湖南省水利厅邀约,他牵头处理超过30TB的海量遥感数据,完成14万余个扰动图斑的精准解译,覆盖国土面积达957万平方公里。针对遥感影像背景复杂、干扰因素多、误报率高的行业痛点,他带领团队反复试验,历经上百次模型迭代、4次系统全面升级。

△刘深波在编写程序代码(喻紫晴 摄)

功夫不负有心人,刘深波成功研发出智能勾绘和智能解译两大具有完全自主知识产权的核心系统。传统人工勾绘一个图斑需数分钟,大型图斑甚至超过10分钟,而智能勾绘系统只需不到1秒,效率提升600倍;过去解译一个省份需15名专业人员连续奋战22天,智能解译系统仅需不到3天即可完成,效率提升7倍,解译精度稳定在80%以上,遗漏率低于10%。两大系统全面适配国产操作系统,实现核心技术全栈自主可控,彻底打破国外技术垄断。

研以致用 扎根大地践行科研报国

刘深波始终认为,科研的目的不在于论文与奖项,而在于走出实验室、服务社会基层。物理、编程、遥感只是不同工具,内心真正长久热爱、支撑自己一路前行的核心,是持续探索未知,享受将理论构想落地、用技术解决现实难题的创造过程。正因如此,他坚持把科研成果从论文里、屏幕上,扎扎实实送到基层一线。

2020年国外技术封锁带来的行业难题,除核心算法缺失外,基层落地适配难题同样突出。一方面,传统人工解译模式效率极低,不仅费时费力,还容易出现人为误差;另一方面,实验室研发的初代系统适配性差,各地基层办公设备新旧不一、系统环境杂乱,偏远地区还存在网络缺失问题,先进算法无法真正落地使用,严重制约了全国水土保持监管的效率与精度。

为摸清一线痛点、破解上述难题,在导师唐立军的带领下,刘深波及团队成员对接水利部、流域机构及省市县各级水利单位,深入全国31个省市开展实地调研,全面摸排基层设备、系统、网络的真实情况,精准掌握一线人员的现实需求。回到实验室后,他又和团队成员靶向发力、逐项攻坚:通过算法轻量化设计,重构模型结构,将复杂模型压缩适配普通办公电脑,把单个图斑解译时间从数分钟缩短至1秒以内;攻克国产系统适配难题,完成算法环境迁移,解决依赖库缺失、指令集差异等关键问题;开发离线独立版本,保障无网络覆盖的偏远地区也能正常使用;针对初代系统稳定性不足的问题,根据不同设备环境定向整改,逐一排查适配漏洞,确保系统在各类基层设备上稳定运行。

正如他所说:“要让所有基层人员都用上系统,让高性能服务器才能完成的工作,在普通终端甚至边缘设备上即可实时完成。”如今,智能勾绘、智能解译两大系统已在全国31个省市、各级水利单位广泛应用,年服务水土保持遥感解译人员超1000人次,有力推动了全国水土流失面积和强度的双下降。系统的投用,不仅大幅提升了水土保持监管效率,还创造了超6000万元的直接经济效益,为生态保护与国土治理提供了有力技术支撑。2026年3月,水利部水土保持监测中心专门发来正式感谢信,高度肯定团队的技术支撑与实干担当。

从本科的科研启蒙到博士的攻坚突破,九年求索,刘深波在一次次代码复现、模型迭代和基层调研中,完成了从学习者到攻坚者的蜕变。如今,他依然奋战在遥感智能解译科研一线,聚焦智慧水利、生态保护等国家战略方向持续深耕,计划推动遥感解译技术从自动化向智能化升级,让中国算法在更多领域发挥作用。(李泰羽)

责编:刘宇慧

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