杨志鑫，物理与电子信息工程学院2023级电子信息专业硕士研究生，师从周婷婷老师。硕士期间聚焦人工智能与卫星遥感交叉研究，围绕静止气象卫星全天时云物理属性智能反演开展科研工作。以第一作者在中科院一区SCI期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》(IF=8.6)发表论文1篇，以导师外第一作者身份发表二区SCI论文1篇。获研究生国家奖学金、浙江省专业学位研究生优秀创新成果奖A类、浙江师范大学优秀毕业论文、浙江师范大学优秀研究生等荣誉。相关科研成果应用于浙江师范大学中国—莫桑比克智慧农业“一带一路”联合实验室和中国气象局人工影响天气中心。现已成功申博至复旦大学未来信息创新学院。
杨志鑫收到的复旦大学博士研究生录取通知书
向“云”而行，在科研中寻找自己的方向
云，看似寻常，却是连接天气、气候与地球辐射收支的重要纽带。对于杨志鑫而言，科研中的“云”则有了另一层含义——如何利用卫星遥感观测和人工智能算法，更准确、更连续地获取云的物理属性？
传统静止气象卫星云产品在白天可以借助可见光信息提升反演精度，但进入夜间后，由于缺少太阳光照，可利用的信息明显减少，容易出现昼夜产品不一致的问题。与此同时，复杂下垫面也给云属性的准确反演带来挑战。
在导师周婷婷老师和付浩阳老师的共同指导下，他逐渐将研究重点聚焦到这一问题上。最初接触卫星遥感时，他也曾面对陌生的数据格式、复杂的算法流程和庞大的计算任务。从学习读取和处理卫星数据，到逐渐理解云物理属性背后的科学意义，他开始意识到，卫星遥感不仅是一项技术，更是一种从太空认识地球、观察天气变化的方式。
科研并不是一条不断获得正反馈的直线。数据下载、时空匹配、算法设计、模型训练、实验验证、论文撰写……一个看似简单的结果背后，往往意味着大量重复而细致的工作。为了处理大规模卫星遥感数据，他经常需要面对数小时甚至数天的数据处理任务；一次实验结果异常，也可能意味着重新检查整个数据流程。服务器上的一次次运行记录，渐渐成为他研究生阶段最熟悉的“科研日志”。
模型效果不理想，就重新检查数据和参数；实验结果出现异常，就从预处理流程开始逐项排查；论文修改后仍存在问题，就继续补充实验、打磨表达。也正是在一次次发现问题、解决问题的过程中，他逐渐建立起属于自己的科研方法。
以智为翼，让遥感卫星“看清”云层
围绕静止卫星全天时云物理属性反演这一问题，杨志鑫尝试将人工智能方法与卫星遥感相结合，希望让气象卫星在缺少可见光信息的夜间，也能够更加准确地“看清”云的状态。
基于此，课题组基于Small Attention U-Net（SmaAt-UNet）模型，研发了一种基于SEVIRI热红外（TIR）观测的近实时全天云物理属性反演方法。该研究提出的轻量化云物理属性反演模型，可应用于非洲、欧洲地区及大西洋区域的云属性快速高精度反演。基于MODIS和CALIOP官方产品对的评估结果表明，SmaAt-UNet不仅在反演精度上优于SEVIRI官方产品，且具有更好的昼夜连续性。
基于MODIS官方产品的精度评估
第一行为SmaAt-UNet模型精度
第二行为SEVIRI官方产品精度
晨昏线上一致性对比
第一行为SmaAt-UNet结果（昼夜连续性好）
第二行为SEVIRI官方产品（昼夜差异大）
非洲地区地面观测网络稀疏，气象数据覆盖不足，在天气监测、对流系统跟踪以及预警发布等方面存在明显限制。基于SmaAt-UNet可提供全天时高时空分辨率云物理属性产品，能够实现对对流云及相关天气系统的实时监测，不仅提高了对局地强对流天气的识别能力，还为区域气象预警提供了更可靠的数据支撑，有助于减轻极端天气事件造成的社会经济损失。
硕士期间，他以第一作者在遥感领域国际期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》发表论文，利用深度学习方法实现对云相态、云顶高度、云粒子有效半径和云光学厚度等多种云物理属性的全天时反演，并进一步改善复杂下垫面条件下的反演效果和云产品的昼夜连续性。
立足浙师，科研服务“一带一路”实际需求
科研能力的成长，离不开学校和科研平台提供的支撑。依托浙江师范大学在对非合作领域的长期积累以及中国—莫桑比克智慧农业“一带一路”联合实验室平台，杨志鑫所在团队围绕气象灾害智慧监测与预警开展相关研究，探索人工智能与卫星遥感技术服务“一带一路”共建国家实际需求的更多可能。
对于地面观测网络相对稀疏的非洲地区而言，静止卫星能够持续提供大范围、高时间分辨率的观测信息。通过更加准确地反演云顶高度、云相态等关键云物理参数，可为进一步开展强对流识别、灾害天气监测以及区域气象预警提供重要的数据支撑。
这也让他逐渐看到，自己面对的不再只是服务器中的数据和模型，而是卫星遥感技术在真实环境中的应用价值。一幅幅不断更新的卫星云图背后，是对天气系统演变过程的持续观测，也可能成为灾害监测和预警的重要信息来源。
相关成果的应用也从非洲进一步延伸至中东地区。依托与中国气象局人工影响天气中心的合作，相关卫星遥感和云物理属性反演技术服务中东地区人工影响天气作业，为“一带一路”共建国家气象业务应用提供技术支撑。
从非洲地区的农业灾害监测与气象预警，到中东地区的人工影响天气业务；从实验室里的模型研究，到面向“一带一路”共建国家实际需求的技术探索，科研也让他更加认识到，论文之外，研究还可以拥有更广阔的应用场景。
从浙师大到复旦，把终点变成新的起点
硕士毕业并不是这段科研旅程的终点。随着对卫星遥感与人工智能交叉研究的不断深入，继续攻读博士学位的想法也愈发坚定。对他而言，读博并不仅仅意味着学历阶段的延续，更意味着能够有更多时间深入研究一个问题，在更广阔的平台上继续探索人工智能与卫星遥感交叉研究的可能。
经过申请与考核，他成功申博至复旦大学未来信息创新学院，即将开启新的学习和科研阶段。从浙江师范大学到复旦大学，改变的是学习的平台和研究阶段，不变的是对科研问题的好奇与探索。
过去几年，他把目光投向距离地面数万公里之外的气象卫星，又通过一行行代码、一组组实验，让卫星观测数据转化为认识云和天气系统的信息。从第一次面对陌生的数据格式，到逐渐能够独立开展科研工作，那些在服务器前等待结果的时刻、实验失败后重新检查代码的过程、论文修改时一次次补充实验的经历，都成为这段研究生生活的一部分。而新的阶段，也意味着新的问题和新的挑战。
回望硕士阶段，论文发表、荣誉获得和申博成功固然值得欣喜，但真正留下来的，或许是一次次面对问题时形成的习惯——保持好奇，持续学习，认真把手中的事情做好。
逐云而行，步履不停
从浙师大出发，向更远处前行
属于他的下一段科研故事，正在展开