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【人物名片】
>>>胡國華
華東師範大學副教授。主持過國家自然科學基金青年項目、教育部人文社科基金規劃項目等多項科技項目。作為骨幹成員參與國家自然科學基金重點項目、中央高校優秀青年團隊項目等縱向課題。連續兩年主持上海市綠化指導站、國際可持續發展中心橫向項目，利用最新的人工智慧技術服務於城市可持續發展。
圖說：華東師範大學地理科學學院副教授胡國華 新民晚報記者 張龍 攝/下同
帶著幾位學生和團隊成員，再帶上一架無人機，從閔行區「逛」到青浦區。小飛機飛得並不高，最多兩棵行道樹的高度。「玩」這活兒的，是華東師範大學地理科學學院、自然資源部超大城市自然資源時空大數據分析應用重點實驗室的副教授胡國華，他也是國際歐亞科學院院士和英國社會科學院院士黎夏教授領銜的超大城市自然資源多維監測與時空演變分析科研團隊的青年骨幹。
無人機成為城市樹木「偵察兵」
遙控著無人機，在大都市的行道樹頂上飛來飛去，看似「好玩」，卻是一項極具前沿科技含量的科研項目——《基於無人機遙感的2種城市行道樹常見病蟲害 ai識別與監測技術研究》。
「我們是城市樹木的『偵察兵』。要知道，城市懸鈴木發生病蟲害是個常見問題。如何快速發現、快速檢測、快速除蟲一直是個難題。」胡國華說，懸鈴木發生的主要病害為白粉病，一般在每年4—6月以及9—10月發病較重，以葉片、新梢受害為主。發病早期受害葉片表面形成輕微片狀小白斑，後期嚴重時葉片正反兩面可布滿厚厚白色粉層，嫩葉皺縮捲曲，新梢萎縮變形，葉片提早枯黃脫落。
還有一種主要蟲害為方翅網蝽，它主要以成蟲和弱蟲聚集在葉背上刺吸植物汁液為害，使葉面組織失去水分，在葉片正面形成發白褪綠的斑點，且排泄物及若蟲蛻下的皮層附著在葉片表面形成密密麻麻的小黑點，從而抑制光合作用，嚴重時造成葉片枯黃提早掉落，並容易造成木腐菌和白蟻等二次危害。
由於這兩種病蟲害擴散迅速，傳統的調查方法難以及時跟進，這時，無人機航拍就派上了用場。
「你只看一次」實現快速識別
胡國華團隊的任務是利用無人機實地採集數據，這契合了當下發展低空經濟的創新路徑。他說：「作為低空經濟基底技術的無人機遙感提供了快速、實時的城市行道樹監測數據，而我們研發了基於人工智慧的檢測技術，在此基礎上實現城市行道樹病蟲害自動識別。其核心演算法是『yolov8模型』，全稱為『you only look once（你只看一次）』。這是一種用於計算機視覺任務的對象檢測演算法。與傳統的對象檢測方法不同，yolo將對象檢測視為一個回歸問題，直接在單個網路中預測邊界框和類別概率。yolo將輸入圖像劃分為相應的網格，每個網格預測若干個邊界框和對應的類別概率，每個邊界框包含5個元素：x、y、w、h和置信度。其中x、y是邊界框的中心坐標，w和h是邊界框的寬度和高度，置信度是網格中包含對象的概率和預測邊界框準確度的乘積。這套技術，速度快、準確率高、能夠檢測出圖像中的多個對象。」
「通俗地說，我們的一架無人機升空後，單次可以飛行15分鐘左右，下面五六平方公里內的行道樹的實時圖像都盡收眼底了，拍成的照片經過數據分析，最快5分鐘就能識別出結果，哪些是病樹、哪些是健康樹，能立即生成準確的報告。」胡國華說。
開展行道樹管理數字化轉型
胡國華表示，發展新質生產力首先在技術創新上要有「質」的突破與飛躍。他們團隊與上海市綠化管理指導站緊密合作，正致力於開展行道樹管理的數字化轉型，推動城市樹木數據提取及資料庫建設技術的發展。此項創新成果，是他們自然資源部超大城市時空大數據分析與應用重點實驗室的重要突破之一。
「作為中國經濟總量最大的城市，上海在集聚人才、資金、技術和數據等各類新質生產力發展要素方面具有相對優勢，但也面臨超大城市空間資源要素緊約束的掣肘。因此，持續優化配置城市空間資源，是強化新質生產力發展支撐保障能力的必然要求。」胡國華介紹說，實驗室通過融合新一代3s技術、大數據挖掘分析技術、數字孿生技術、人工智慧與雲計算技術，生產發布了包括人口、氣候、土壤、污染、土地等一系列城市自然資源要素時空大數據精細化產品，助力於城市智慧管理。
發展新質生產力要因地制宜。時空大數據分析應用，彷彿為超大城市發展新質生產力插上了有力的翅膀。「我們整合無人機遙感與人工智慧技術開展上海市城市行道樹病蟲害監測，正是其中的典型案例。此外，實驗室還與上海市應急管理部門深度合作，建立了具有預報、預警、預演、預案功能的上海市城市洪澇預警預測應急管理系統。將數字孿生引擎與水利模型深度融合，實現物理與數字空間的精準映射，滿足淹沒分析、洪水推演等數字化場景的模擬需求。這些案例不僅僅是對無人機遙感、人工智慧等新質生產力的應用，也是對新質生產力的促進和發展。」胡國華說。
【行業鏈接】
工信部發布的《中國低空經濟發展研究報告2024》指出，代表新質生產力的低空智聯技術將與低空空域和低空市場等相關要素髮生作用和聯繫，從而帶動低空基礎設施建設、設備製造以及運營服務等領域發展。
根據業內預計，到2025年，低空經濟對中國國民經濟的綜合貢獻值將達3至5萬億元。作為低空經濟「基底」的無人機遙感技術，現已在林業普查、智能測繪、電力巡檢、能源監測、公安稽查等領域發揮越來越重要的作用。特別是與當前最新人工智慧ai技術的結合，給相關行業應用帶來革命性的提升。華師大團隊將航天衛星、無人機遙感及近地面實測等多源大數據與人工智慧數據挖掘技術融合，實現實時、高精度的城市自然資源要素監測模擬與精細化製圖。通過遙感與人工智慧ai技術賦能，將為城市管理提供智慧決策支持，推動城市可持續發展的數字化轉型。
新民晚報記者 王蔚
