十年，武大人把水稻种到“云端”！

云卷云舒清风徐徐

风吹一秋稻浪滚滚

但你听说过

云上种植水稻的秘密吗？

今天，快和珞珞珈珈一起走近它

武汉大学数字水利与人工智能团队潜心研发

用十载光阴培育而成的硕果

——珈禾系统

珈禾助手，自主创新



珈禾系统于2019年初步研发成型，2020年完成第一轮应用测试，如今已在多个水利场景中崭露头角。该系统拥有完全自主知识产权，主要由四个部分构成：珈禾助手、珈禾大数据平台、珈禾AR增强技术和珈禾数字孪生，为智慧水利提供了一套完整的解决方案。
依托团队的持续研究与武大在水利、遥感等领域的优势，珈禾系统具有成本低、响应快、精度高和稳定性强等特点。目前已与阿里云、上海清美集团、中国电信、宝武水务等多家企业展开应用合作。

十年钻研，越难而来



起初开发珈禾系统只是为了帮助学生更加有效地开展科研实验，但团队逐渐意识到打造水利行业的人工智能系统，可以推动国家命脉——水利行业的现代化。

团队负责人史良胜教授说：“我总是会想我们能够为这个学科带来什么，改变什么。”

2015年前，团队专注于理论和方法研究，而正是在2015年，他们迎来了一个分水岭——在广西崇左建立了第一个野外试验场。在初期，由于经费不足，试验场地的设计、施工和维护都是一个“80后”带着十几个“90后”亲力亲为。
2017年，团队在广西宾阳开辟了第二个灌区尺度试验场地，连续三年持续追踪每块田的水稻长势和农户管理行为，建立起团队第一个水稻大数据集。
从2020年开始，团队在上海横沙开展应用性测试，检验算法、模型和软硬件系统的稳定性与可移植性，进一步丰富了系统的功能：模型可视化、水利决策优化、天-空-地一体化等。 

团队研发的智能监测杆

为了获取实地数据，团队长期在野外开展试验。早期条件艰苦，有些试验站甚至没有干净的饮用水，洗冷水澡、遭遇蛇虫、稻草垛上打盹都是家常便饭。春樱秋桂，绝美的武大风光对于团队有些学生来说只能是“惊鸿一瞥”。深入基层，通常会面临一些误会和不解，时不时还会被当地人戏谑称为“科学家”。
近年来，随着国家支持力度的加大以及智能化软硬件的加持，试验条件已经有了很大改善。团队建立的数字水利与增强现实实验室极大地便利了试验管理。许多试验项目通过高通量传感器、GPU服务器、云端在手机和计算机上就能操作；从数据现场采集、解译和建模完成仅需几秒钟，还可以通过数字孪生系统同步野外试验场的实时情景。

广西宾阳试验区

试验用固定翼无人机

“智慧水利研究最难的还是在于基础研究，一个学科如果仅仅是技术研究，而没有深入的基础科学研究，就缺乏灵魂和生命力。”团队多年来尝试理解灌区水肥盐的多源表征规律，希望从低成本大数据的角度为灌区观测提供新的视角。团队提出的“地表温度-植被指数”联合特征空间的非线性干湿边界显著提高了干旱的预测精度；团队近年来提出了水利机器视觉的概念，建立了多种针对水利场景的既具备数据学习能力又包含物理机理的深度学习架构。

水利数字孪生系统

生智慧而无穷，利万物而不争



众人合力育幼苗，累累硕果压枝头。今日之灿灿成果，离不开整个团队的团结一心、群策群力。

团队中，史良胜教授负责智慧水利基础研究设计和系统架构设计；罗玉峰教授侧重于智慧灌溉研究；管光华副教授侧重于河渠动力学和水工建筑物自动化运行研究；查元源副教授侧重于土壤水力学、作物表型平台研究；朱焱副教授侧重于区域水热盐动力学模型开发；胡小龙博士后侧重于“机理-机器学习”混合建模和机理挖掘研究。此外，还有19位博士与19位硕士的辛苦付出。

研究团队部分老师（从左到右:徐冬、査元源、朱焱、管光华

史良胜、罗玉峰、胡小龙）

“在整个社会快速数字化的背景下，水利行业的数字化与智能化是必然趋势，但许多学科和行业的人工智能研究仍然比较滞后，我们希望能够通过自己的努力，不断丰富学科的内涵，唤醒更多学生的兴趣，培养国家急需的新型人才，也让武大在行业人工智能研究中有更多的发言权。”

“我们是一支很年轻的团队，研究才刚刚起步，所做的依然微不足道，但我们想创造一个数字的海洋。在这个海洋里，数字如水，生智慧而无穷，利万物而不争，”史良胜教授最后说道。

披星戴月十载奔赴

经年磨砺始得玉成

无私奉献，艰苦奋斗

勇于创新，坚持实践

珞珈青年当以此为帆

奋勇向前

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封面图：田春雨内容来源：湖北日报武大新闻网 受访者本人采访：张华

文案：钟婧文

编辑：阳源琦

责编：陈菲芃

审核：邢知博
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