测绘新青年•胡俊｜筑梦InsSAR三维形变研究
【人物名片】胡俊，中南大学地球科学与信息物理学院测绘与遥感科学系教授，中南大学“升华学者”特聘教授，湖湘青年英才。主持国家自然科学基金项目2项，湖南省重点研发计划1项，日本、德国、欧洲空间局数据计划项目5项。作为子课题负责人参与了国家自然科学基金重点项目，作为科研骨干参与了国家973项目和863项目等。获教育部自然科学奖一等奖和测绘科技进步一等奖各1项，获国家发明专利3项。
【研究方向】主要从事大地测量与雷达遥感技术及其在地质灾害监测中的应用研究。
如果说，人类还剩下一种能力不会被未来的人工智能所取代，这种能力很大可能是梦想的力量。
对于1983年出生的胡俊来说，他的梦想就是希望自己从事的InSAR三维形变研究能够帮助实现提前预警地质灾害，例如当今世界上都未能解决的科学难题——地震预报。“虽然现在的技术水平离地震预报还很远，但是仍然需要有人朝着这个目标坚持去做，总有一天能够实现地震预报。”
胡俊的梦想并不是天方夜谈。
他目前参与研究的InSAR毫米级地表形变监测的关键技术及应用项目，通过自主建立的InSAR毫米级形变测量数据处理成套技术和软件体系，解决了制约InSAR地表形变监测的瓶颈问题，大幅提高了其精度、可靠性和工程化应用能力。
同时该研究打破西方国家在雷达干涉领域的技术优势，提升了我国InSAR技术的国际影响力。更为重要的是，该研究为我国防灾减灾及灾后治理提供了重要技术支撑，为保护人民群众生命财产安全提供了重要保障。
胡俊的InSAR梦想始于大学专业调剂。
2001年，高中毕业的胡俊填报了中南大学临床医学专业，励志成为一名悬壶济世的医生。然而，接到录取通知书时，胡俊的“医生”梦就破灭了。他被学校调剂到了测绘工程专业。
由于不了解测绘行业，胡俊在刚入校的时候甚至出现了抵触情绪。随着时间的推进，他慢慢发现测量的辛苦只是表象，游山玩水与工作相结合的生活让他渐渐喜欢上了测绘，在朱建军和李志伟两位教授的引领下，他在测绘上潜下了心，愈钻愈深。
于是，读完本科学业的胡俊没有选择工作，而留在了中南大学继续攻读硕士，师从朱建军教授、李志伟教授。此时，导师李志伟拿到了一个有关InSAR三维形变国家自然科学基金项目，并交由胡俊负责。从那一年起，胡俊与InSAR三维形变结下了缘分。
在中南大学攻读博士期间，胡俊为了继续深入研究InSAR三维形变，于2009年选择去香港理工大学从事研究工作，师从在InSAR领域深有造诣的丁晓利教授。原本是出来深造，却让胡俊陷入了迷茫。
“当时虽然研究方向定了，导师也告诉了问题的症结所在，但由于没有先例可循，具体怎么研究，还得靠自己。”胡俊说。迷茫中的他，只能通过阅读文献资料，来找寻研究的方法。“那段时间，我每天都要看很多国内外的论文和学术报告。”
胡俊在校园
在与海量文章打交道后，胡俊慢慢找到了解决InSAR三维形变研究问题的方法。由于上手慢，他比同学晚了两年才顺利毕业。“其他人基本上是三年就毕业了，我却读了五年。”然而，多读两年的胡俊却收获了比同龄人意想不到的回报。
2014年，在香港理工大学读完博士后的胡俊在31岁的年龄被母校中南大学聘为“升华学者”特聘教授，这让他直接跳过讲师、副教师，破格升为教授，成为地球科学与信息物理学院当时最年轻的教授。
“按照教师职称规定，讲师升副教授至少需要两年，副教授升为教授最快也要五年。所以虽然自己读博士后多花了两年，但现在来看，我却比别人省了五年。”胡俊说。
从调剂进入测绘，到破格升为教授，胡俊坦言自己很幸运。他说：“进入到测绘，我才发现测绘其实是一个很大的宝藏，感觉自己学都学不完，每天都会有新的事情等着你去挖掘。”
重回母校的胡俊，一门心思想着用自己的所学，回馈母校。
回到母校的胡俊，是继续研究InSAR三维形变还是换个新方向做研究？这个问题并没有让他纠结，他选择了前者。“因为我的导师李志伟常说，科研工作者一定要沿着一个方向去做，不能看什么热就做什么，一定要在一个方向做出自己的特色，并且做大做强。”
胡俊在研究中发现，InSAR技术已广泛地应用于地表形变监测领域，然而要实现InSAR三维地表形变监测仍有两大问题亟需解决。一是如何实现多源InSAR信号的高效融合；二是如何充分挖掘观测对象的地学先验信息。
为此，胡俊创新性地引入了现代测量平差理论，建立了一套完整的InSAR三维形变估计理论体系。胡俊介绍，这套体系有三大创新点。
首先是考虑地应变模型解决了现有方法在InSAR失相关区域无法建模的问题；其次是引入方差分量估计实现了多源异质InSAR信号的精确定权，提高了三维形变场的精度；最后是基于卡尔曼滤波实现三维时序形变的动态估计，时间分辨率和精度相比传统的静态方法都大幅提升。
“传统的单轨InSAR形变测量结果只能反映真实的三维地表形变在雷达视线方向上的一维投影，容易引起对地表形变监测信息的误判或漏判。而在InSAR三维形变体系下，我们就能完整捕捉到地表形变的信息，从而有助于政府减灾防灾决策的制定。”胡俊说。
李德仁院士（左）担任胡俊的博士论文答辩主席，并将他的著作赠予胡俊
目前，他研究的基于现代测量平差的InSAR三维形变成果已应用于地质灾害监测。胡俊与课题组的同事一起，与广东、湖南、湖北等多家单位合作，对南海沿海区域的地面沉降进行普查，对湖南锡矿山矿区进行地面沉降监测，对湘潭换流站等进行变形监测；同样在湖南，胡俊正与政府合作，对湘西的一处滑坡进行监测。
在应用的过程中，胡俊也发现了有待攻克的问题：该成果只能给用户提供监测地表变化的数据信息，而不能提前预测地质灾害发生的时间。
“不管什么样的地质灾害，在发生前都有一个缓慢的物理过程，我只能监测地表的形变，但对地质灾害发生前的临界点我们是监控不到的”，胡俊说，“因为地表形变不仅涉及测绘，而且还涉及地学和力学。更何况中国这么大，你不可能知道哪里会发生地质灾害，也不可能全部去监测。”
对此，胡俊在研究中纳入了地学、力学、物理学等有关知识和数据，使得InSAR三维形变研究得到完善，监测效果大大提高。
凭借InSAR三维形变研究的突出成果，胡俊在今年入围教育部2017年度“长江学者奖励计划”青年学者建议名单。目前，奖励计划已进入公示阶段。
“感觉肩上的压力更大了，因为无论是学科建设上，还是科研上，自己需要出更多的力。”在得知自己入围的消息后，在个人荣誉面前的胡俊内心想得更多的是一份责任。
一路走来，胡俊对做科研有自己的心得体会。
他说，首先测绘专业对从事科研的人来说非常合适。可能学测绘的人很多是调剂过来的，刚开始不了解这个专业，但实际上测绘专业是不错的选择。测绘专业的学生可以本科毕业就去找工作，而且能找到一份稳定的工作。
对于有追求的学生来说，可以读研读博从事科研工作。毕竟随着卫星、通讯、计算机技术的发展，测绘专业同样需要与时俱进，因此有很多问题需要你去解决，所以科研方面会有很多事情可做，而不是像以前只要学习操作仪器就行，现在不仅要学仪器，还要学编程、遥感、计算机等知识。
“其次，做科研要坐得住。很多同学说，自己不够聪明，成绩也不好，故而科研肯定不行。其实我认为做科研不需要你很聪明，因为科研都是有规律可循的，就是导师会给你一个大致的研究方向，并教你怎么去寻找问题、解决问题，按照导师给的方向去做，你都会做出一些成果，毕竟导师不会给一个不切实际的方向让你去做。
因此，只要你能坐得住，你就可以做好科研。要知道，做科研不是大科学家独有的特权，我们普通科研工作者的工作也很重要。正是有我们这一群普通科研工作者的支撑，才有大科学家的突破。”
“最后，做科研要学会享受孤独。我的导师常跟我说，在你做的小方向里面，你要超过你的导师，这就算成功了。要是你做得不如导师，那你就是不成功的。而这个小方向只能靠一个人去攻克，所以你要学会享受这份孤独，要懂得在孤独里面找到突破问题的办法，不能遇到一点困难就打退堂鼓。”
胡俊直言自己就不是一个很聪明的人，正是自己能坚持，能坐得住，懂得享受孤独，才会有今天的成绩。
胡俊（左四）与中南大学吴立新教授（左五）等一行参加2018EGU会议
在谈到未来打算时，胡俊表示，一方面提高研究成果数据处理的智能化。“随着分辨率高的高分卫星发射，我们获取的地表遥感数据会很大，光一个景的影像就有几G容量，因此如何智能处理数据是下一步的重点工作。”另一方面实现研究成果的实用化。“由于InSAR技术涉及数据处理，以及力学、地学等有关知识，因此这门技术目前只是专业人士在使用，普通测绘人用不了。”
他希望，未来五到十年的时间，通过解决智能化和实用化的问题，让自己的研究成果可以实现傻瓜化操作，让更多的人享受InSAR技术之美。
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