戰爭會給一個國家的耕地帶來怎樣影響？
這個團隊有遙感衛星在手
不用去戰區調查
就能“看”得一清二楚
今天就和珞珞珈珈一起走近
武漢大學測繪遙感資訊工程
國家重點實驗室李熙團隊
李熙，武漢大學測繪遙感資訊工程國家重點實驗室教授、博士生導師，在夜光遙感方法和應用上取得了系列成果，2021年榮獲國家科技進步一等獎，入選國家高層次青年人才計劃。
用衛星看耕地變化趨勢
近日，李熙團隊在《自然-食品》雜誌線上發表的一項研究成果顯示，20多年間戰爭給敘利亞帶來了巨大的糧食危機。
“戰爭並非敘利亞耕地減少的首要因素”這一結論讓人有些意外。“通常情況下，戰爭會導致拋荒”，李熙解釋，在敘利亞西北部城市阿勒頗、東南部代爾祖爾地區等戰爭膠著地區，確實顯示出耕地減少、農作物減產；但在大馬士革以及局勢相對穩定的庫爾德地區，許多原本種植果樹的土地變成了農田，耕地面積出現大幅增長。
“雖然敘利亞戰爭爆發以來，降水對耕地面積的影響降低了39%，但仍是首要影響因素。”團隊透過資料對比、模型分析等方式，確定了敘利亞耕種面積的變化趨勢與當地降水量的趨勢一致。2017年之後，隨著敘利亞安全域性勢趨於穩定，同時降水量也在此期間改善，經過一兩年的恢復，當地農業耕地面積出現大規模增長，甚至逐步超過戰前水平。
1998-2019年敘利亞土地耕種頻率圖
這項研究是怎樣進行的？李熙的團隊聯合多個科研團隊透過分析1998至2019年間的13970幅衛星影像，繪製了敘利亞20年間的耕地面積變化曲線，再透過夜光遙感影像資料作為反映戰爭強度的代理變數，以此觀察戰爭對農業植被的影響。李熙說：“我們發現，燈光減少越多的地方，就是戰事越激烈的地方，與之相對的，也是農作物減產最嚴重的地方。”
“從天上用衛星去看，你很難從一幅影象中準確分辨農田、草地和其它低矮的植被，這就是我們要做的第一步工作”，在李熙看來，這項研究的難點在於如何分辨自然植被和農作物，他們使用的方法是用農作物生長曲線來辨別，“雖然每種作物的收割期不同，但只要對比同一地點不同時期的衛星圖片，就能發現它的曲線在收割期突然下降，然後來年又慢慢回升。”
研究團隊將各種作物的收割期等引數匯入到程式中，讓電腦可以自動監測、對比，識別出哪些植被是農作物。但更多研究、分析工作，還是離不開人工完成。
對敘利亞研究曾震驚世界
李熙是土生土長的武漢人，一直在武大求學、工作，從未去過敘利亞，但他卻對那片大地格外熟悉。
2014年10月，李熙和李德仁院士在《國際遙感》雜誌上以封面論文形式發表了題為“夜光遙感影像能否用來評估敘利亞內戰”的研究成果。該成果透過夜光遙感影像評估了敘利亞內戰以來（2011年3月-2014年2月）的人道主義危機的時空變化規律，獲得學術界的高度關注，也引起了聯合國和多個國際組織的關注。
敘利亞內戰前後燈光對比
2015年初，在這些國際組織的邀請下，李熙開始分析敘利亞內戰爆發到2015年2月的四年間夜間燈光變化。可是，這四年被兩類截然不同的夜光遙感影像覆蓋，李熙在國際學術界首次提出了異源夜光遙感影像一致化處理的方法，成功分析了敘利亞內戰四年以來的燈光變化。
2015年3月11日，李熙向全球媒體釋出了敘利亞內戰以來多時期的夜間燈光影像，宣佈了“83%的夜間燈光在敘利亞內戰中熄滅”這一重要發現。600餘家國內外媒體，紛紛對此進行報道。
2015年3月26日，聯合國副秘書長Valerie Amos女士在安理會7418次會議上公佈了李熙的研究發現，將“敘利亞燈光熄滅83%”和其它統計資料一併作為敘利亞正在遭受嚴重的人道主義危機的主要證據，呼籲國際社會切實幫助解決敘利亞危機。
為什麼會將目光瞄準敘利亞？雖然李熙是個理工男，但他從小對歷史、地理、政治等人文社科領域很感興趣。李熙讀博士期間，有兩年是透過北京大學聯合培養，“在北大是在政府管理學院，所以很早就有了學科交叉的感念，也影響了我以後的研究方向。”
除了敘利亞，李熙還利用衛星遙感研究過葉門戰亂、IS組織在伊拉克的活動等，發現葉門戰事激烈的省份失去了95%的電力供應，為聯合國等國際組織開展人道援助，提供了重要資訊。同時，他還應亞洲開發銀行首席經濟學家澤田康幸教授的邀請，開發了遙感經濟學模型用來短期預報亞行成員國的經濟增長率。李熙說，李德仁院士一直鼓勵他，遙感要服務於國家，也要服務於全人類，“我國提出了‘一帶一路’倡議，致力於建立人類命運共同體，所以我們的研究也要向外看。”
李熙（右二）2018年代表武大訪問聯合國衛星中心
李熙也鼓勵自己的學生具有國際視野和跨界思維，在他的主導下，聯合國衛星中心（UNOSAT）與武漢大學開展深度合作，目前已接納了武漢大學的8名研究生前往瑞士日內瓦實習。聯合國衛星中心在中國的第一個分中心，也有望落戶武漢。
夜光遙感曾助力疫後重振
“當初就是覺得美，然後才想發掘它背後的價值”，回憶起和夜光遙感結緣的過程，李熙說，早在2011年，他被美國公佈的一組全球夜光遙感影像所吸引，便開始了“遙感-社會人文”的跨界研究之路。
李熙關於敘利亞內戰的研究成果引發轟動，也證明了夜光遙感具有巨大的應用價值。2014年，他加入李德仁院士團隊，2015年團隊開始研製我國第一顆專業夜光遙感衛星“珞珈一號”。經過3年的科研攻關，“珞珈一號”於2018年6月2日成功升空，開啟了國產夜光遙感的新紀元，李熙的研究也有了新的動力和新的“武器”。
2021年，李德仁院士主持完成的“天空地遙感資料高精度智慧處理關鍵技術及應用”獲國家科技進步一等獎，李熙也是獲獎者之一。
“珞珈一號”拍攝的武漢夜光遙感影像
“夜晚的燈光能夠直接反映人類活動，進而反映經濟社會發展，是一項重要研究資源。”李熙舉例說，2020年抗擊新冠疫情期間，夜光遙感技術就做出了貢獻——當年2月中旬，李熙接到國務院辦公廳的電話，希望能夠用夜光遙感技術提供更加客觀的復工復產資料來源。李熙與李德仁院士合作透過為期三週的技術攻關，解決了高時間解析度夜光遙感影像變化檢測的難題，於3月7日提交了“夜間燈光遙感評估2020年三大城市群經濟走勢”的報告。為此，國務院辦公廳電子政務辦公室曾專門致函武漢大學表示感謝。
李熙還講了一個小插曲，“當時，2月份的美國宇航局提供的夜光遙感影象顯示，武漢的燈光比疫情前反而變亮了。這能說明武漢經濟活動恢復了嗎？當然不行。我們研究發現，這很可能是因為‘封城’導致空氣環境改善，使得空氣中阻礙光傳播的顆粒物變少。因此我們需要校正這種誤差，或者直接剔除掉武漢的資料。”李熙說，這就說明“眼見不一定為實”，提醒遙感工作者必須在遙感機理方法方面做更深入的探究，保證自己的結論是穩健、可靠的。
李熙曾經發現衛星觀測到的燈光呈現明顯的週期波動，但原因曾經被其他學者忽略。他透過數學建模發現，這種波動性來自於衛星觀測角度的週期性變化。他將該研究成果發表後，美國宇航局迅速增加了夜光遙感影像的產品種類。正是因為校正了這種短期波動性，使得李熙團隊在疫情期間復工復產評估結果是可靠的。
李熙在指導研究生
測繪遙感資訊工程國家重點實驗室研一學生賈明暉說，李熙老師平常對學生更像是朋友，常組織聚餐和戶外團建活動，但涉及到學術問題，他總是格外嚴謹，“他發現我們有模稜兩可的問題，總是會非常有耐心地細緻解答。”賈明暉認為，李熙老師教給學生的不僅是技術，更重要的是跨學科和重創新的學術思維模式。
目前，李熙除了帶十幾名研究生，還主持了一項國家重點研發計劃專案“面向可持續發展目標進展評估的夜間燈光遙感關鍵技術及應用示範”。李熙介紹，中非合作專案中有一項重要計劃，是建設中非衛星遙感應用合作中心。他認為遙感技術能夠解決欠發達地區資訊匱乏的問題，可以體現更高的價值。將來，他將繼續夜光遙感等領域研究，爭取為聯合國2030可持續發展目標做出更大貢獻。
遙感要服務於國家
更要服務於全人類
武大人必將不忘初心
在逐夢星辰大海的道路上
行穩致遠
（來源：武漢大學微信公眾號）
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