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从听不懂C语言课,到发表SCIE二区论文,看这位本科生如何“逆袭”

大学生杂志 1999

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南京信息工程大学

打开论文被录用的邮件,难掩兴奋的张闻松长舒一口气,恍惚间他甚至产生了不真实的错觉。从实验、编程、投稿到反复修改完善,半年多的“折腾”终于有了结果。以他为第一作者的这篇《Identifying Emerging Reservoirs along Regulated Rivers Using Multi-Source Remote Sensing Observations》论文,顺利在影响因子3.406的SCI(E)二区期刊《Remote Sensing》发表了。

以本科生的身份发表高水平论文,在不少人看来这肯定是妥妥的学霸干的事。可谁能想到,张闻松这枚“学霸”居然有听不懂C语言、计算机二级“挂掉”的“糗事”。

“电脑迷”竟然在计算机课“栽了跟头”

小学时开始接触计算机的张闻松称得上是一个“电脑迷”,用VB语言编个小程序,给朋友的电脑装系统,在进入大学前,张闻松已经成为同学心中的电脑专家。带着这样的良好感觉,2015年高考结束后,张闻松在填报专业时所有志愿都填报了和计算机相关的专业,最终被我校地理信息科学专业录取。

面向对象、数据类型、算法调用……”,大一学年,坐在C语言课堂里的张闻松如愿学起了计算机相关的课程,然而他此时的内心并没有预想的喜悦,反而因为听不懂课程感到焦急与煎熬。心心念念的计算机课程如此难懂,这让张闻松感到了现实的“骨感”。

更让张闻松难堪的是,他居然在第一次计算机二级考试时“挂掉”,没想到一直沉迷计算机的他“栽了跟头”。

计算机二级考试失利犹如一声洪钟唤醒了张闻松的斗志。他开始主动寻找适合自己的学习方法。

刚被C语言课“完虐”,《数据结构》接踵而来。虽然课堂上仍然听得似懂非懂,但是张闻松没有像学C语言时那样轻易“放过”自己。课堂上认真听讲,下课及时请教老师,张闻松仿佛回到了高中课堂。不过,大学的学习更强调自主性。感到课堂内容接受起来有些难度,张闻松课后一头扎进图书馆,淘到一本适合初学者的辅导书《大话数据结构》认真研读起来。抽象的概念慢慢地变得不再那么晦涩,渐渐地张闻松对“数据结构”产生了兴趣。

当然,编程更考验动手能力,仅仅是弄懂书本上的代码还远远不够。慢慢入门的张闻松开始试着脱离课本,将学到的知识转化成一行行灵活的代码。有了《数据结构》的学习经验,张闻松养成了稳扎稳打的学习习惯。他花起了“笨”工夫,先“死记硬背”算法,然后用C语言默写成段代码。看着自己编写的程序在电脑上没有Bug的运行,张闻松燃起了对编程的信心。

“经历了这些,我对计算机更加感兴趣。有时候一天能十几个小时对着屏幕编程。程序功能实现时的快乐比连赢几场游戏更畅快。”张闻松说。

如同面壁多年潜心练武归来的高手想要一雪前耻,张闻松不甘心留着计算机二级没过的“黑历史”。即便有了编程基础,他也没有掉以轻心。熟读C语言教材,一套套地刷考试题库。最后张闻松以90+的成绩顺利通过了考试。

当兴趣与专业相遇,“开挂”就是这样简单

迷茫而略带些失败的大一匆匆而过。进入大二,张闻松开始接触专业课,他渐渐发现原来自己的专业课程学习如此丰富多彩,运用计算机技术处理遥感图像解决生活中的问题居然这么酷,兴趣与专业的“意外”结合给张闻松打开了一扇明亮的窗户,透过这扇窗,遥感技术应用在他眼前展开了广阔图景。

良好的计算机基础让他学起专业知识来得心应手,在学习GIS二次开发课程时,他每天泡在图书馆不停地敲代码。或许在别人看来编程高手们在键盘上噼里啪啦的一通操作,就能够轻松地实现各种炫酷的功能。其实程序成功运转起来只是编程最后的“高光时刻”,实现的过程却是单调乏味而又烧脑的。

沉浸在兴趣与专业相结合的幸福中的张闻松并没有这样的苦恼,相反,如同游戏高手渴望不断增加挑战的难度,他不再满足于编写几个小程序般的“小打小闹”,而是希望向着高阶编程水平攀登。

张闻松摩拳擦掌跃跃欲试,彼时学院也正在积极鼓励大学生参加科技创新活动,他找到了“北斗杯”青少年全国科技创新大赛这个可以大展拳脚施展的舞台。

凭着良好的编程基础与肯钻研的劲头,张闻松成为了所在参赛队的队长。比赛过程紧张异常,能否发挥团队成员的优势是成败的关键。作为队长,张闻松明白自己必须有“两把刷子”才能够带领队伍前进。

备赛过程中,指导老师启发他们提出了一个绝好的创意,张闻松想到可以用C/C++的一个叫做OpenCV的开源库实现,可是全队中没有人掌握这个开源库。为了项目的实现,张闻松的自主学习能力得到最大程度的发挥,在他的带领下,全队同学一起“啃”起了这个开源代码库,最终他们顺利实现了创意功能。

科创比赛锻炼了张闻松的综合能力,同时也激发了他对科研更大的向往。

参与国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项课题,主持“中国科学院大学生创新实践训练计划”项目,荣获第九届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛华东分赛区三等奖,能独立进行GIS 二次开发,熟悉利用R 语言及其程辑包进行统计分析、遥感影像处理、数据处理的方法,一等奖学金、三好学生、优秀学生干部……

四年大学生活,张闻松收获满满,曾经那个听不懂C语言课的稚气少年已经成长为能够发表专业学术论文的优秀本科生。说起这样的转变,张闻松觉得,兴趣与专业相结合,保持自主钻研是他“开挂”的秘诀。

一则“广告”引发的科研奇遇

2017年底,在科研“门口”摸索的张闻松喜欢不时地登录学院官网,查看院里“大牛”老师们的个人网页,看着老师们取得的科研成果,张闻松的内心满是崇敬。“我看老师们发过的文章,知道了能发SCI很厉害,就想去试一试。”恰在此时,学院开始了与大院大所合作。

中国科学院南京地理与湖泊研究所的宋春桥研究员通过地科院的教师发布了一则科研实习生“招聘广告”引起了张闻松的注意,他马上联系报名。

本以为研究实习生只是打打下手,没想到一上手就是“动真格”的。宋春桥课题组此时正在从事一个“寻找新建水库”的研究任务,就是当一条河流上新建水库,水库的运行会影响该流域河流的径流量,从而影响水库周边乃至整个流域的水文、气象、生态环境等。及时获取水库的修建时间、空间位置、水域范围、库容等对于水文、环境的研究具有重要意义。依靠公开渠道收集到的信息具有滞后性,会影响科学研究的准确。解决这一问题,地理信息科学的专业强项有了用武之地。以遥感图像为数据来源,运用算法分析这些影像包含的“突变”信息,最终实现对新建水库信息的及时精准捕捉。

张闻松接到老师布置的任务,感到“压力山大”。

在导师的指导下,张闻松确定了研究思路并找准了BFAST算法作为切入口。接下来就是编程实现算法和实验,新手上路的他信心满满。

然而,科研的道路怎么可能如此一帆风顺。张闻松虽然迅速实现了BFAST算法的批量有效运行,可是实验结果却不理想,BFAST算法虽然能够实现对可能突变信息的抓取,但是它不够“聪明”,分辨度不高,把所有的突变类型都抓取了出来。因此,需要找到可以滤掉不需要的突变信息的方法。

于是,张闻松尝试用迭代求取阈值。所谓迭代求取阈值的方法类似于打造了一个筛子,BFAST算法获取的突变类型不断进入筛子中,只有满足水库修建所导致的突变才能够通过筛选。

就这样,张闻松获取了新建水库的低分辨率“画像”。通过后续的改进,课题组最终获得了新建水库的高分辨率信息。在分析了2000年以来的700余张遥感图像后,该研究成果在黄河上游选取的验证区得到了精准验证。

从听不懂C语言课,到发表SCI(E)二区论文,张闻松为大学生活画上了圆满的句号。不过在他看来,攀登科研高峰的挑战,刚刚开始……

文字:于杰

图片由本人提供

编辑:程诗淇

责编:杨昊

审核:于杰

标签: #opencv高光去除算法