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北京林业大学冯仲科教授团队:团队的成长得益于科研项目的支撑
作者:   时间:2013年10月10日 【字号: 】【打印本页】【关闭】

冯仲科,男,博士,北京林业大学教授,博士生导师,测绘与3S技术中心主任,地理信息学科带头人。主要从事森林环境信息工程、林业广义3S技术、精准林业等方面研究。“新世纪百千万人才工程”国家级人选,北京市突出贡献专家,享受国务院政府津贴。承担国家自然基金、北京市自然基金重点项目、国家863课题等10多项。获国家科技进步二等奖和北京市科学技术一等奖、国家技术发明二等奖1项等奖项,申报国家专利30余项(授权8项发明专利和4项实用新型专利),完成软件著作权登记50条,发表SCI、EI、ISTP收录论文90多篇。

  冯仲科是有心而又认真严谨的人。对于自己承担过的各个项目,冯仲科都记忆犹新,说得出每一项科研项目的时间、内容,以及对自身科研成长的贡献所在。

  冯仲科是北京林业大学教授、博士生导师、地理信息学科负责人和学术带头人、北京林业大学测绘与3S(遥感、地理信息、定位导航系统)技术中心主任,还是北京市有突出贡献的专家,入选为北京市科技领军人才,并获得了全国生态建设突出贡献者、中国林业青年科技奖等多项荣誉。

1997年,冯仲科进北京林业大学工作。十几个春秋闪过,他在林业信息与3S技术、数字林业、精准林业等领域埋头攻关,砥砺科研,取得了一项又一项深有影响的成果,申请了一系列专利,并创新性地提出和完善了精准林业体系,奠定了他在学术圈内的知名度。

  多年来,冯仲科申请到的科研项目包括863计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等十多项,既有国家级的重大专项,也有基金的面上项目和重点课题。

奠定精准林业研究基础

“北京市自然科学基金项目,对我来说,具有奠定从事林业研究的基础的作用。”冯仲科内心对北京市自然科学基金项目充满肯定。

  从1999年开始,冯仲科几乎每年都提交北京市自然科学基金项目的申请书,前后共提交了整十份申请报告,并先后获得了一个面上基金项目、两个重点基金项目。“十多份申请,获得三项资助,30%的命中率,相比于北京市自然科学基金12%左右的资助率,已经是很高的了。”冯仲科很感欣慰。

  2003年,冯仲科首次获得北京市自然科学基金资助,主持并展开了“北京市精准林业理论与技术基础研究”。2004年,冯仲科再次申请到一项北京市自然科学基金重点项目“北京市森林植被景观信息四维表达应用基础研究”。此项课题研究以先进仪器为支撑技术,以北京森林植被为研究对象,以地形、土壤、气候等条件为研究的基础信息。通过该课题,冯仲科试图实现北京市森林植被的多尺度、多级分辨率的监测与评价,实现北京市林灌草的时空最优规划和生长过程模拟,以及森林植被景观信息的四维表达。

2008年,冯仲科再次在北京市自然科学基金的支持下,开展了“北京地区三维绿量测定及其数字模型与虚拟现实表达”的研究。在冯仲科自身看来,正是这三次基金项目奠定了自己从事林业研究的基础。

  “在基金项目支持下,我们构建了精准林业的框架体系,展开了精准林业的相关科研实验,建立了精准林业的示范基地,形成了完整的精准林业技术体系。”冯仲科介绍,这一系列成果,使森林经营管理走出了传统的思维,也对自身后续的林业科学研究起到了基础性作用。

  在基金项目的资助下,冯仲科还率领团队成员,进森林、住林场、做实验,从林业的调研监测、资源配置、林业预测预报、林业评价、林业过程控制等方面,对精准林业开展了深入的研究。同时,精准林业的实验研究也不断取得进展。基于对森林生长过程研究,冯仲科团队还进行了从理论到技术到产品的开发,掌握了主要几何学模型,并在林业系统推广应用。

激发团队的创新活力

  在十多年的科研生涯中,冯仲科指导了硕士、博士研究生近数十人,国内外访问学者10余人。最近3年来,冯仲科和他的团队已发表了学术论文100余篇,其中90篇被SCI、EI收录;授权发明专利8项,其中4项是实用新型专利;主编出版教材著作5部。

他领衔编著的《3S技术及其应用》一书,是我国第一部此类书籍,发行1万余册,成为农林院校硕士、博士生教材和各类3S技术培训班的指导教材;撰写的《精准林业》一书,则被称为世界上第一部对精准林业的思考、概念的建立、初步的实验、模型的建立、示范基地建立的全面总结的著作。

在一系列项目的资助下,冯仲科的团队日益成长壮大。2012年,精准林业北京市重点实验室获批,冯仲科任该重点实验室主任,林学院里岳德鹏、张晓丽、史明昌等多名年轻的教授成为实验室的负责人和主要科研骨干。

“一个人的才干并不能说明什么,关键是要发挥团队成员的向心力、凝聚力,怎样激发团队成员的创新活力。”谈及目前的实验室团队,冯仲科谦虚地认为自己做得还很不够,而团队其他成员做了很多工作。

但冯仲科对团队每一个成员的优势特长却十分清楚。“张晓丽老师是学计算机的,在智能遥感等问题上,有其特长。岳德鹏老师对森林环境问题有深入研究,在荒漠化治理方面有自己的优势。史明昌老师主要做水土保持软件开发,他的研究解决了地理信息系统方面许多关键问题。”冯仲科如数家珍。

而在指导学生方面,冯仲科也有自己的独到经验。“9月4日,我们还召集所有学生开了一个大会,进行工作进度检查,汇报目前科研进展。”冯仲科介绍,每周三晚上,他都会组织学生进行学术沙龙活动,目的就是与学生进行交流讨论,了解学生们的科研和论文进展情况,为学生们科研和论文答疑解惑。

“只要有新的想法,好的想法,冯老师有时候晚上十点还会叫我们过来一起讨论。”博士生樊仲谋从武汉大学毕业后,进入北京林业大学师从冯仲科攻读硕士研究生,此后决定硕博连读,今年直接进入博士学位攻读阶段。

而刚刚毕业的博士生何诚和巩银熙,也对每周三的学术沙龙津津乐道,并表示从学术沙龙中获益良多。两位博士的论文研究直接受益于冯仲科的基金项目,论文方向都是精准林业相关。而今,何诚进入南京森林公安学院教书,而巩银熙则去了陕西省测绘地理信息局工作。

适当的引导,同时注意激发每个学生的兴趣,发挥他们的优势,是冯仲科的团队强大向心力的原因所在。小樊目前的研究方向是林业的数码测量,这样的选题方向,既与小樊本科阶段所学地理信息系统专业知识相继承,又与林业信息测量相关。这既照顾了学生的个人兴趣,又使团队的主要科研领域得到了延伸。

冯仲科带领其森林环境信息工程研发团队,在北京市密云县、房山区建立了我国精准林业示范基地,开展了都市森林植被空间优化配置吸减PM2.5-PM10,立木测树技术可使全国每年减少30万棵树木采伐实验,研发的林用视频超站仪、电子角规、电子测树枪等填补了国内空白,部分达到国际领先水平。因此,冯仲科还入选了北京市领军人才计划。

呼吁加强林学研究

事实上,除了北京市自然科学基金外,多年来冯仲科还承担了多项863计划、国家自然科学基金项目。“森林生物量定位精准监测模型与技术技术研究”就是国家自然科学基金中国西部生态环境重大计划面上项目。

多年的科研经历使冯仲科意识到,尽管森林生物量是生态环境评价的重要参数,但国内外对其研究多局限在手工方法,不但工作量大、过程复杂,而且周期长、代表性差,远没有形成系统的现代仪器技术方法体系。

冯仲科敢于创新,以广义的3S技术为技术支持,以最小一乘非线性稳健估计为理论,以抽样统计为研究方法,以永久性固定样地精准监测数据为基础,从而建立精准的森林生物量模型,开发森林生物量精准量测与生产力精准监测自动、实时、数字化获取信息的平台,力求使森林生物量测和生产力监测实现精准化、自动化、实时化和数字化。

在所主持的863项目、国家自然科学基金、北京市农业科技项目、北京市自然科学基金项目中,冯仲科精心设计技术路线,组织实施攻关,解决关键难题,建立精准测树的数学模型、电子角规数学模型、集成全站仪和3D数码相机及GPS,解决了整周模糊度快速解算、混合像元解译、差分模型、超小面积精准量测等一系列关键的技术问题。

他将摄影测量与计算机影像视觉技术有机结合,通过模型建立与技术开发,形成面向单木监测技术系统,实现自动测树因子的提取,技术难度较大,但前景广阔。

树的上部直径测量一直是一个国际性难题。冯仲科大胆创新,采用全站仪解析几何的原理和近景摄影测树,不用伐倒、爬树就可测量上部直径。他利用雷达遥感影像,配合DTM,测定树高,已形成应用软件产品。

而今,冯仲科在林业信息与3S技术教学、科研、技术开发实践中,把目标定在了数字林业、精准林业,把研究的重点放在了六大技术上:林业GPS综合技术、林火监测与模拟综合技术、林业遥感综合技术、精准林业综合技术、虚拟森林技术、造林模式与森林生长综合技术。冯仲科带领团队研发的视频超站仪和电子角规两项成熟产品,均已形成发明专利。

“林学专业作为比较偏科的学科,一直以来重视度不够。基金项目已经加强了这方面的布局。”冯仲科在多年的实践中,深刻认识到林业发展对目前环境保护治理和生态文明建设的重要性。

对于北京市基金的发展,冯仲科也一直十分关注。他呼吁,北京市自然科学基金在今后的发展中,一是要加强对基础学科的资助;二是要凝练资助方向,扩大资助率,提高资助强度,延长资助年限;三是要拓宽资助空间和尺度,对于地学、环境学等要与首都生态圈密切结合的研究,要鼓励北京基金的学者到环首都圈的尺度上做实验,要加强战略布局。

在采访的最后,冯仲科坦言自己现在体力和精力都差多了,但他相信,团队的强大力量,将会使精准林业、林业信息和3S技术等研究取得更多成果。

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