為貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的決策部署，進(jìn)一步推動(dòng)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)意見》落地落實(shí)，加快智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備推廣應(yīng)用，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定發(fā)布《全國智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃（2024—2028年）》。南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院劉曉光王大帥研究團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)國家號(hào)召，聚焦視覺/雷達(dá)傳感器、人工智能算法和衛(wèi)星-無人機(jī)遙感在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，針對(duì)農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害多尺度和高時(shí)空分辨率監(jiān)測(cè)實(shí)際需求，提出融合衛(wèi)星和無人機(jī)光學(xué)雷達(dá)遙感的防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)解決方案。

近日，團(tuán)隊(duì)在面向智慧農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)的無人機(jī)合成孔徑雷達(dá)（UAV-SAR）遙感方向取得重要進(jìn)展，研究成果“Classification of maize lodging types using UAV-SAR remote sensing data and machine learning methods”近日發(fā)表于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中科院一區(qū)TOP期刊 (IF：7.7) 《Computers and Electronics in Agriculture》。王大帥研究助理教授為唯一第一作者，劉曉光教授為唯一通訊作者，南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院為第一完成單位，深圳市人工智能與機(jī)器人研究院和中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院為參與單位。研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和深圳市基礎(chǔ)研究項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持。

圖1.基于UAV-SAR遙感的玉米倒伏信息監(jiān)測(cè)方法

隨著全球氣候變化加劇，極端天氣（臺(tái)風(fēng)、冰雹、高溫干旱等）誘發(fā)的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害頻發(fā)，全球糧食安全面臨嚴(yán)峻威脅。及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地獲取災(zāi)后信息對(duì)于災(zāi)情評(píng)估、搶險(xiǎn)救災(zāi)和災(zāi)害預(yù)警具有重要意義?？扇鞎r(shí)全天候?qū)Φ赜^測(cè)的微型合成孔徑雷達(dá)傳感器與靈活高效的無人機(jī)深度融合，為高時(shí)空分辨率農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)提供了新的研究思路。研究團(tuán)隊(duì)首次將0.15m/Pixel空間分辨率的X和Ku波段無人機(jī)合成孔徑雷達(dá)應(yīng)用于農(nóng)作物倒伏災(zāi)害監(jiān)測(cè)。整體研究思路如圖1所示。本研究首先重點(diǎn)分析了玉米差異化倒伏狀態(tài)下雷達(dá)后向散射系數(shù)在不同雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)（波段和極化）和觀測(cè)方位下的差異，通過特征相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)極化特征和觀測(cè)方位對(duì)玉米倒伏類型非常敏感。隨后在對(duì)雷達(dá)散射系數(shù)和雷達(dá)指標(biāo)指數(shù)進(jìn)行空間濾波和特征組合后，構(gòu)建了UAV-SAR機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集，對(duì)比分析了5種經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)玉米倒伏類型的分類性能。最終實(shí)現(xiàn)了基于UAV-SAR極化雷達(dá)散射特征和雷達(dá)植被指數(shù)的玉米倒伏狀態(tài)精準(zhǔn)辨識(shí)。研究證明了UAV-SAR遙感技術(shù)在農(nóng)情信息監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有極強(qiáng)的應(yīng)用潛力，UAV-SAR遙感可與衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)遙感、衛(wèi)星光學(xué)遙感和無人機(jī)光學(xué)遙感互補(bǔ)增強(qiáng)。

劉曉光課題組介紹

深港微電子學(xué)院劉曉光教授聚焦于高頻高速集成電路與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，具體的研究方向包括：高頻（射頻到太赫茲）和高速集成電路設(shè)計(jì)，高頻電路技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，光電傳感器（CIS與ToF）電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及微電子、光電子、微機(jī)電器件設(shè)計(jì)與制備。劉教授課題組在多個(gè)研究方向（如高效率太赫茲頻率源，高功率承載能力的射頻微機(jī)電器件，可調(diào)射頻濾波器等）獲得了世界領(lǐng)先的科研成果，在知名學(xué)術(shù)期刊和會(huì)議（IEEE-TMTT，IEEE-JSSC，IEEE-JMEMS，COMPAG等）發(fā)表了超過120篇論文。

深港微電子學(xué)院王大帥研究助理教授聚焦于新一代光學(xué)雷達(dá)傳感器、人工智能算法和智能機(jī)器人技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，主持多項(xiàng)國家/省/市級(jí)重要科研項(xiàng)目，已發(fā)表SCI/EI高水平論文20余篇，申請(qǐng)中國發(fā)明專利20余項(xiàng)。

團(tuán)隊(duì)歡迎優(yōu)秀的本科生、碩士/博士研究生和博士后加入，聯(lián)系方式：liuxg@sustech.edu.cn。