在不久之前舉辦的第五屆植被病蟲害遙感大會上，我國首個自主研發(fā)的“慧眼”天空地植被病蟲害智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)正式發(fā)布。作為這一系統(tǒng)的重要開發(fā)者，杭州電子科技大學(xué)自動化學(xué)院博士生導(dǎo)師張競成教授以其獨特的研究成為了智慧植保領(lǐng)域的“守護使者”。本文將帶領(lǐng)讀者走近這位在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域耕耘多年的科技工作者，講述他如何利用科技的力量守護植物健康。

農(nóng)作物生產(chǎn)的“守護者”

當前，農(nóng)業(yè)病蟲害頻發(fā)，被認為是農(nóng)作物的“疫情”，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重威脅。農(nóng)作物病蟲害能否像天氣預(yù)報一樣被預(yù)測？在我們的認知里，天氣預(yù)報已經(jīng)成為日常生活不可或缺的一部分，其準確性和時效性不斷提高。因此，是否有可能在重大病蟲害暴發(fā)前，像天氣預(yù)報那樣提前發(fā)出預(yù)警信號？

張競成教授正是這一領(lǐng)域的資深研究者。擁有生物學(xué)、生態(tài)學(xué)與自動化及遙感技術(shù)交叉學(xué)科背景，15年來，一直深耕病蟲害智慧監(jiān)測和預(yù)警領(lǐng)域。

“病蟲害智慧測報技術(shù)如果能夠更精細和準確，對病蟲害的防控和農(nóng)作物種植的保護就會有非常大的幫助?！闭劶按耍瑥埜偝摄裤街磥恚?/p>

“農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)生受到氣候、土壤等自然條件的影響，還與作物的生理特性、病蟲源分布等因素密切相關(guān)，是一個比較復(fù)雜的過程。我們的工作，便是通過借助遙感、傳感等技術(shù)進行觀測和建模分析，致力于提高監(jiān)測和預(yù)測的準確性和可靠性。”

智能測報技術(shù)的“研究者”

植物病蟲害作為全球生物安全的系統(tǒng)性問題，根據(jù)災(zāi)害發(fā)生規(guī)模、影響范圍，其測報工作涉及“全球—洲際—全國—熱點區(qū)域”等多個不同尺度，同時也包括近地（冠層）-地塊-區(qū)域等不同觀測水平。

在全球尺度的監(jiān)測上，基于多源遙感信息和病蟲害發(fā)生發(fā)展規(guī)律的綜合分析，能夠提前預(yù)警潛在的病蟲害威脅。張競成曾和中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院的同行一起，參與沙漠飛蝗生境監(jiān)測和評價，對蝗蟲遷飛軌跡和入境風(fēng)險進行預(yù)測。

在區(qū)域和地塊尺度上，張競成及其團隊開發(fā)了一系列基于無人機、衛(wèi)星遙感影像的作物病蟲害監(jiān)測模型，能夠根據(jù)病蟲害的發(fā)生規(guī)模、特點，選擇合適的數(shù)據(jù)源，生成病蟲害危害分布和程度的熱力圖，從而為病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治提供重要的參考和指導(dǎo)。

在近地尺度上，張競成團隊近年研發(fā)了病蟲害智能檢測傳感器，通過病蟲害檢測多模態(tài)專用傳感器研制和圖譜融合的輕量化自構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)及低資源消耗芯片級邊緣計算單元開發(fā)，形成一套傳感與計算端融合的低成本高可靠的病蟲害專用智能傳感器，為復(fù)雜農(nóng)田環(huán)境病蟲害快速調(diào)查提供有力手段，同時后續(xù)有望與無人機飛防變量噴灑作業(yè)結(jié)合，為精準按需變量防控提供支撐。

用初心守護農(nóng)業(yè)的“堅守者”

張競成并不是一開始就研究遙感和病蟲害測報技術(shù)，他本科和碩士的專業(yè)是生物和生態(tài)，與遙感技術(shù)有相當?shù)木嚯x。但那個時候，他在生態(tài)學(xué)的研究工作中偶然接觸到了遙感技術(shù)，并對此產(chǎn)生了濃厚的興趣。因此，博士階段他選擇了農(nóng)業(yè)病蟲害遙感為自己的主攻方向。這樣一來，自身生物方面的背景和對遙感方向的興趣使他沉醉于這一方向的研究中，并一直工作至今?！霸诮佑|農(nóng)業(yè)遙感之后，就感受到自己的研究工作有著廣闊的應(yīng)用場景，能夠?qū)⒁恍┫冗M的技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)實際中，能夠改變現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)在很多方面相對落后的現(xiàn)狀，因此被激發(fā)起一種強烈的興趣和熱愛?！睆埜偝筛嬖V記者。

張競成團隊重點關(guān)注浙江地區(qū)最普遍的經(jīng)濟作物——水稻和茶葉。他們的工作不僅限于病蟲害測報，還包括作物分布監(jiān)測、生長監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警與評估等。團隊成員具有生物和信息學(xué)背景，致力于研發(fā)農(nóng)業(yè)所需要的智能傳感器及監(jiān)測預(yù)警模型、系統(tǒng)，培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才，推動智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

“現(xiàn)在我們在一些問題上進行了0到1的探索，接下來，要繼續(xù)把技術(shù)做得更精、更穩(wěn)定，開展1到10的研發(fā)和技術(shù)示范，為技術(shù)的推廣創(chuàng)造有利條件?！彼麄冇媱澖酉聛?-2年的時間，進一步在田間復(fù)雜場景中深入研究、測試技術(shù)，使一些核心關(guān)鍵技術(shù)完全掌握在中國人的手里，更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

張競成教授主持了包括一項國家重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目、三項國家自然科學(xué)基金在內(nèi)的十余項國家級、省部級項目，系統(tǒng)研究了將遙感、智能傳感等信息技術(shù)與植保理論、模型相結(jié)合的病蟲害測報方法。在病蟲害智能檢測機理、遙感監(jiān)測方法、大范圍預(yù)測模型等方面發(fā)表了系列原創(chuàng)性成果，包括第一/通訊作者SCI論文42篇，其中高被引、中國科學(xué)院一區(qū)TOP、國內(nèi)卓越期刊論文20篇；主編、參編中英文專著6部，申請人入選全球前2%頂尖科學(xué)家2024榜單；獲得授權(quán)發(fā)明專利21件；以主要起草人參與制定農(nóng)業(yè)農(nóng)村部行業(yè)標準、地方標準7項。

張競成教授因其扎實的科研和社會貢獻，獲得了諸多榮譽和認可。他獲中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎一等獎、北京市科技進步二等獎、河南省科技進步二等獎，并獲評國家青年遙感科技人才、浙江省高層次人才特殊支持計劃青年拔尖人才、浙江省農(nóng)業(yè)科技先進工作者、北京市科技新星、浙江省151人才和浙江省中青年學(xué)科帶頭人等。此外，他還擔任《Remote Sensing》《Frontiers in Plant Science》等多個刊物編委和特刊編輯；作為發(fā)起人，參與組織、舉辦了“植物病蟲害遙感大會”系列會議，目前已成為病蟲害遙感領(lǐng)域最具影響力的會議，實質(zhì)性推動了作物病蟲害遙感監(jiān)測及預(yù)警技術(shù)的發(fā)展。

張競成教授及其團隊的研發(fā)，不僅為植物保護領(lǐng)域注入了新的活力，也為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展開辟了新的道路。他們的努力和奉獻，不僅守護了植物的健康，也守護了千家萬戶的餐桌。在未來的道路上，張競成教授將繼續(xù)帶領(lǐng)他的團隊，用科技的力量守護農(nóng)業(yè)的未來。