一、团队简介
智能遥感工程研究团队聚焦气象、大气遥感、生态环保、“双碳”、气象灾害应急管理及国防等领域需求，开展基于单光子探测、相干探测、飞秒激光、微波光子学等技术的激光雷达研发、多源遥感资料同化与数值预报、遥感大数据与人工智能等方向的研究。团队已经研制了多种应用场景激光雷达系统。包括多大气参数遥感激光雷达、“低慢小”目标多特征参数遥感激光雷达、三维空间气体精密光谱遥感激光雷达。成功应用于70周年国庆、北京冬奥会、远洋科考船、北京大兴机场、西藏贡嘎机场、云南长水机场、新疆沙漠所、四川凉山森林防火等场景的气象保障。团队发展了天气预报模式中的多项关键模型与参数化方案，突破了遥感资料同化多项关键技术，成功应用于南方电网气象保障、农业气象灾害预警、军民极端危害天气预警预报。团队主持国家和省部级项目30余项，发表高水平论文200余篇，获得国家授权发明专利80余项。
图1 梁光烈部长为“智能遥感工程研究院”题字
二、团队领军和成员简介
| 团队领军：夏海云2011年获得北京航空航天大学-渥太华大学-约克大学联合培养博士学位,2019年入选中共中央组织部青年拔尖人才，曾获军队科技进步一等奖、日内瓦国际发明特别金奖、首届全国博士后创新创业大赛金奖。现任：南京信息工程大学大气物理学院教授（副院长-主持工作）、中国科学技术大学-合肥微尺度物质科学国家研究中心双聘教授、江苏省首批军民融合领军专家、中国光学工程学会理事、美国光学协会高级会员、全国量子计算与测量标委会委员、中国气象局气溶胶与云降水重点实验室主任、中国质检协会碳中和绿色发展专委会常务理事。中国气象服务协会综合减灾技术委员会副主任、《光学学报》、《红外与激光工程》、《计测技术》青年编委、《Remote sensing》、《Frontiers in Remote sensing》 Associate editor。20年来专注激光雷达研究与应用，主持完成中国科学院A类战略先导科技专项课题，中国科学院重大任务局项目，教育部重点方向培育基金，科技部国家863计划项目，国家自然科学基金面上项目，省重大研发专项等十余项国家和省部级科研项目，发表论文百余篇（SCI 52篇），获得授权国家发明专利76项。 |
| 团队骨干：高志球，南京信息工程大学教授，博导。中国科学院兰州高原大气物理研究所博士，美国海军研究院访问学者,中科院“百人计划”,江苏省双创人才。长期从事大气探测和大边界层物理研究，主持国家自然科学基金6项，科技部 973课题2项，军方和电网气象保障项目10余项，发表论文150余篇。 |
| 团队骨干：杨元建，教授，硕士生导师。主要从事大气边界层探测，人工智能与天气预报及融合同化，成果在气象部门应用推广。曾获谢义炳青年气象科技奖,中国气象局青年英才,江苏省333高层次人才培养工程，安徽省科技进步三等奖。 |
| 团队骨干：舒志峰，博士，南京信息工程大学“龙山学者”特聘教授，江苏省科技副总。从事光电探测、激光雷达大气遥感仪器设备开发与应用研究。主持国家自然科学基金、省高校自然科学研究重大项目、省重点研究与开发计划项目、省高校青年拔尖人才，江苏省产学研合作项目以及企业横向等项目。参与国家自然科学基金重大仪器研究专项和军口863项目等项目仪器研制。发表SCI&EI收录文章50余篇，申请发明专利20余项。曾获全军科学技术进步一等奖、安徽省教学成果二等奖、全国博士后创新创业大赛金奖。 |
| 团队骨干：裘家伟，博士，南京信息工程大学“龙山学者”特聘教授，发表SCI论文10余篇，申请国家发明专利13项，其中已授权11项。2017年世界首次实现超导偏振激光雷达，2020年实现无人机载单光子探测激光雷达，实现激光雷达小型化、易用化。作为项目骨干参与多项重大项目，包括中科院战略先导专项，中科院重点部署项目。作为核心成员参与了全球首台量子上转换气溶胶激光雷达，全球首台量子测风激光雷达和亚洲首台平流层测温激光雷达的研制。曾获全国博士后创新创业大赛金奖，日内瓦国家发明特等金奖。 |
| 团队骨干：章振，博士，中国科学技术大学优秀毕业生。南京信息工程大学“龙山学者”特聘教授。发表SCI论文16篇。申请国家发明专利8项（授权2项），其中美国专利1项。2021年提出自由空间分布式光谱分析激光雷达，首次将激光雷达领域成果发表于国际光学顶级期刊Light: Science & Applications。曾获日内瓦国际发明展特别金奖。 |
| 团队骨干：余赛芬，博士，南京信息工程大学“龙山学者”特聘教授。发表多篇SCI论文，成功研制了自由空间分布式光谱探测激光雷达，该成果发表在国际顶尖学术期刊《Light: Science and Applications》，并得到AAAS、PHYS.ORG、中国科学院等国内外知名网站的报道。主要研究方向为激光雷达在大气气体探测方面的应用，包括气体光谱遥感和光谱反演算法的研究等。 |
| 团队骨干：杨军，副教授。主要从事云雾降水物理与中小尺度天气数值系统研究和开发，成果在气象、电力等部门应用推广。曾获湖北省、河北省科技进步三等奖，以及全国优秀青年气象科技工作者、江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科学技术带头人等。 |
三、团队科技创新亮点
团队从参与中国首台对流层测风激光雷达、亚洲首台平流层测风激光雷达、到提出时域色散超快飞秒测距激光雷达、单光子频率上转换激光雷达、多种气体精细光谱探测激光雷达，团队一路学习、追赶直至超越欧美劲旅。特别是提出高量子效率、全光纤集成的方案，研发了一系列红外单光子探测激光雷达，抛弃了粗笨的高功率激光器、大面积望远镜思路，开辟了激光雷达发展新方向。
无论是相干探测技术还是单光子探测技术，团队都实现了量子噪声极限灵敏度探测，激光雷达产品在小型化、稳定性、多功能上实现了突破。例如：1）优化设计了InGaAs/InP 单光子探测器、频率上转换单光子探测器、超导纳米线单光子探测器，开展了高时空分辨的大气风场、偏振、云雾、能见度及目标特征的激光雷达研制。2）基于相干多普勒激光雷达信号的深度谱分析技术，结合偏振分集、时分复用、脉冲编码等技术，实现单台设备同时探测载噪比、谱宽、偏度、风速、湍流强度、风切变、后向散射系数、消光系数、偏振、能见度、雨滴谱等多参数遥感。3）研发全球首台中尺度CO2通量探测激光雷达，同时探测百平方公里范围内CO2浓度、气溶胶浓度、水平风场。成果发表在Nature出版社期刊Light: Science & Applications。目前，“大气多参数探测相干多普勒激光雷达”和“中尺度二氧化碳通量探测激光雷达”已实现量产，并在大兴机场、长水机场、贡嘎机场、万米深潜科考船“探索二号”、国庆70周年、北京冬奥会、塔克拉玛干沙漠实现常态气象观测和保障。
图2 多功能单光子探测激光雷达登上万米深潜-“探索二号”科考船
图3 30km多大气参数探测相干激光雷达在昆明长水机场部署
图4 15km多大气参数探测相干激光雷达在拉萨贡嘎机场部署
图5 15km多大气参数探测相干激光雷达在北京大兴机场部署
图6 全球首台中尺度CO2通量探测激光雷达及数据产品
图7 30km相干多普勒激光雷达研制成功留念
团队发展了先进的边界层物理参数方案，使用包含物理过程更为详细的有限区域大气预报数值模式，同化包含过程风云卫星、雷达观测网在内的多源观测资料实现中国及周边区域水平分辨率不低于3公里、时间分辨率不低于1小时的区域高分辨数值大气预报，预报结果提供给产品开发使用，进一步研发了基于多源资料同化系统，满足客户的定制化需求，先后在气象、电网、林业和军事基地等广泛应用。
图8 团队研制中国首台林火蔓延预报系统
团队改进了湍流通量算法，新算法具有高精度低耗时的特点，被美国国家大气研究中心（NCAR）的WRF数值模式的算法采用，成功应用于日本海洋科学技术中心JCOPE-T模式的算法。
团队发展了多模态大气海洋数据资料人工智能融合与快速同化方法，能够实现国内外各平台、各传感器观测资料与数值模式模拟数据的高效融合同化，生产高质量及高时空分辨率网格化的气象海洋数据产品，将为军事气象保障、航海、林业以及电网所需高质量精细化环境数据生产提供重要的技术支撑，同时也为提升国产气象卫星应用服务能力，应对未来可能存在的国外卫星数据封锁奠定坚实的技术保障。
图9 基于集成学习模型的人工智能融合和同化算法
四、团队联系邮箱
舒志峰：003373@nuist.edu.cn，1520821009
裘家伟：qiujw@nuist.edu.cn，18658172005
