在湘大，有一群青年学子用数据和算法讲述着海洋的故事。他们组建了一支名为“海天语色”的团队：“海”象征着广阔的海洋，“天”则代表着航天遥感，“语”意味着利用该系统能够讲述好故事，“色”则表示该系统以可视化的方式呈现海温。这支在今年五月建立起来的队伍，涵盖湘潭大学数学、计算机、统计学、人工智能等多个学科背景，充分发挥学科交叉的优势，在第十九届“挑战杯”竞赛2024年度“揭榜挂帅”专项赛中成功斩获全国一等奖。他们的成功是怎样炼成的？让我们走进湘潭大学“海天语色”团队，一探究竟。
当前，将海洋温度作为海洋大气系统的关键参数，对其进行预测是一个多学科交叉的科学前沿问题。在此背景下，《海天语色——基于物理增强和多级残差估计的海表温度预测系统》项目应运而生。该项目通过考虑海温季节性与短期变化特征，结合物理增强与多级残差估计两项核心技术构建海温智能预报模型，成功研发设计出了高精度的全球海表温度（SST）智能预报系统，实现了海温变化监测与高精度预测，建立了海温预测模型总结的数据可视化平台，为海温预测和海洋环境监测领域提供了强有力的工具。
（图为“海天语色”团队参加终审决赛的现场合照）
指导老师
邓明军老师：
“‘海天语色’系统几乎是从零开始的，依靠的是集体的力量。”由于我们团队成员没有相关的专业背景，从专业知识上来讲，一切都需要现学。“但从零出发也有好处，没有历史包袱，我们可以在选题允许的范围内做任何内容，去不断创新。”结合杨银院长团队在偏微分方程数值解及应用方面的现有成果，邓老师和其他指导老师在发挥数学学科优势的同时，大胆假设：很多问题都可以用物理方程去解释，那么海洋温度的变化，它也一定是符合某个复杂的数学模型。“在这个过程中，我们尝试用物理规律去约束海温的预测，也找了近40年的相关数据，以此为依据拟合物理方程并不断优化，然后将它作为约束来控制我们的深度学习算法训练过程”。
他山之石，可以攻玉。邓老师坦言：“大学是存在信息差的，同学们想要提升自我，自己就一定要成为主动方，主动去发现和接收信息，多和老师沟通，收集、整合接收到的各种信息。”当然身边一些优秀的同学也是我们的学习对象。“有结果及时反馈，有困难及时沟通。困难是一定会存在的，但没关系，重要的是如何解决。”
王成军老师：
如果要形容王老师在队伍中扮演的角色，亦师亦友最为贴切。“海天语色”团队敢为人先，攻破了重重难关，进行了一场没有先例的尝试。没有老师的指导，他们很难做到这一点。如何发挥团队的优势？如何解题？经验丰富的王老师一针见血：合作，不仅仅是同学之间的合作，还有老师与同学间的合作。于是，每周末的“头脑风暴”成了团队的“灵感补给站”，广泛的调研打开了他们的视角，积极和外界交流保证了正确的前进方向，精细到个人的分工使得项目成长可视化。抓住数学这一学科优势，通过多种尝试赋能成果，“海天语色”不负所望，载誉而归。
提到其它的相关竞赛，王老师这位“知心朋友”向我们表达了他的态度：“尽管比赛与项目有很大不同，项目追求实用，比赛追求亮点，但他们都服务于国家和国民经济建设，能够创造社会价值。”不仅如此，提升个人的动手能力、表达能力、逻辑思维能力也都是他一直以来激励学生踊跃参与到竞赛当中的初衷。
团队成员
李可昱
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。从五月初团队成立到十一月比赛结束，团队成员们不仅要面对项目本身的挑战，还要协调学业与项目的关系。作为队长，李可昱带领团队迎难而上：从零开始，突破湘大没有海温相关研究背景的局限；大胆创新，在以算法设计为核心的基础上综合考虑海温变化长、短期特征，使用物理增强与多级残差估计的方法以提升模型的物理可解释性与预测准确性。长时间的付出，如何维持团队成员们的长期热情，做到对项目的从一而终？李可昱向我们分享了秘籍：“我们每周都会定期开会，确保项目进度，同时也会相互交流经验，增强信心。”暑假期间，他和项目成员们更是连续两个月坚守“阵地”，“扎根”在了办公室，无数个假期与夜晚的辛勤付出成了他和队友之间无需多言的默契。在项目一步步成型、走向完善的同时，李可昱和他的伙伴们也建立起了深厚的友谊。
张龙
独木不成林，单弦难成曲。来自数学与计算科学学院的张龙，在团队中负责至关重要的算法设计工作。在算法的精雕细琢和实现落地上，张龙与队友黄万宝曾面临数据复杂和时间紧迫的双重压力，但团队的力量一直助力他们前行：学校的全方位支持、专业老师的悉心指导，以及来自不同学院的多元视角，都托举着项目，助力其向上生长。“杨银老师给予了我们莫大的帮助，除提供了专业的指导和建议外，还为我们申请了超型异构高性能计算集群的算力支持，大大提高了我们算法的计算效率，这对我们的项目进展起到了关键的推动作用。”
（图为“海天语色”团队攻关讨论课题）
黄万宝
尺有所短，寸有所长。此刻多学科交叉组建团队的优势在海天语色团队里体现得淋漓尽致。负责算法设计模块的黄万宝很自豪地表示：“我们数学专业很强，学科交叉的优势也很强，达到了‘1+1>2’的效果，碰撞出了很多以前想象不到的火花。”在经过一段时间的互帮互助后，黄万宝在原本不擅长的神经网络方面也有了显著提升。他和团队成员利用神经网络针对项目进行创新改进，将在团队中新学习的知识融会贯通。但总有些高压瞬间与挑战，等着他去调整和攻破。在理论与现实之间的差距里，他只能不断试错，不断挑战，寻求最优方案。一步一个脚印，稳扎稳打，黄万宝借助算法的力量实现了自我的超越，助力了团队的成功。
谭嘉诚
实践方能出真知。有了计算机程序设计大赛和大创赛的参赛经历，谭嘉诚在这次比赛中显得更加游刃有余。此次，他主要负责模型对接的工作，既要向上对接模型，又要向下对接计算机学院的学生，“在这个过程中，我需要把二十多种模型串成一个工作流程，以便两边的同学操作。”但这个过程并不顺利，“在对接的过程中，模型的顺序和模型的数据预处理出了问题，当时别无他法，我们只能一个一个的排查，一点一点的调试、输出。”在一次又一次的尝试中，他们终于找到了问题的症结所在。成功攻克模型对接的难关后，谭嘉诚并没有满足于现状。他深知，每一次的挑战都是成长的契机，每一次的调试都是向完美迈进的一步。因此，他深入探索每一个模型的潜在优化空间，力求在保持高效性的同时，进一步提升系统的稳定性和兼容性。在共同努力与协作之间，团队成员之间的信任与合作日益加深，整个团队形成了一股强大的向心力。
竺宇航
看似寻常最奇崛，成如容易却艰辛。在本次项目中负责前端设计的竺宇航，总结出了“边学边做”这把通向成功的密钥。“首先是肯学，不可能一进来是全都会的。在项目初期我也是什么都不懂，只能慢慢摸索着去学。”在广泛参考了现有网页的题材后，结合自己秉持的简约风格核心设计理念，竺宇航和队友合作设计出了本次项目的展示页面。“我负责的这个部分可以说是项目的门面，是评委老师直观可见的，所以我希望能够做到尽善尽美。”也正是这种“肯学肯做”的意志，让竺宇航在前端设计方面展现出了非凡的洞察力与创造力。
赵伟
世上无难事，只要肯攀登。再次坐在昔日与队友并肩作战的工作室里，赵伟的思绪拉回到了项目推进的那段时间：项目起步初期恰巧碰上了期末复习，“两头都要兼顾上”简直成了赵伟当时推进项目的“拦路虎”。“到了后期，炎热的天气、DDL的急迫、项目整体的完善都让我很紧张，整个人处在一个高压环境内，很疲惫。”回忆起这些，他感慨：“累，但没想过放弃。在这段宝贵的人生经历中，一切都来之不易，咬牙坚持下来，也算是自己的一次突破了。”
彭也
卓功不唐捐，玉汝于成。怀着对课题的兴趣以及在竞赛中提升自己的想法，彭也卓加入了这个“卧虎藏龙”的团队。她积极运用自己所学的专业知识进行总体数据的统计与分析，同时利用对现有数据集的调研，在海量数据库中精选了Nova海文数据集作为基础，同时采用哥白尼数据集作为3D海外数据的补充，确保了所用数据的精度与深度，为团队整体效果的呈现奠定了数据基础。这近半年的漫长时光对她而言是艰辛的，但毫无疑问也是收获满满的：“不仅是专业知识和技能上的收获，还认识了负责任的老师们，遇到了这些实力很硬的伙伴们，一切都意义超凡。”
（图为“海天语色”团队来到自然资源部第二海洋研究所参观交流）
姜启文
一念既出，万山无阻。决定参加此次比赛后，姜启文就进入了紧张而又有条不紊的备赛阶段。他所负责的模型协助搭建，不仅仅需要写代码、查阅资料、提供实验的理论支撑，还需要进行一些对比实验，确保模型的精确性。对姜启文来说，每项任务都是一次全新的征途，而面对这些挑战，他总是全力以赴，不遗余力。“只要有时间，我们都会来工作室，进行线下讨论。”殊荣的背后，是耐得住寂寞的日复一日。“每次小组汇报时都会很紧张，对于分配下来的任务，会担心自己完成得不够好。”从一而终，精益求精，这不仅支撑着姜启文，也支撑着整个团队越走越远。
游颖锋
有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。在项目推进的过程中，游颖锋遭遇了一个又一个难题，而每解决一个，似乎又有更多挑战接踵而至。“但有时候其实可能只需要你再咬牙多挺一下。”本着这种持之以恒的态度，游颖锋在算法设计中愈挫愈勇，屡败屡战。“不畏难”的信念深深植根于游颖锋的心田，“‘怕’是解决不了任何问题的，反而会让你陷入自卑与自责中”。当他勇敢迈出步伐，积极提问，勇于探索，一切都在未知的挑战中绽放出耀眼的光芒。
“让温度可视，让变化可预，让数据讲述海洋故事。”从初步构想到最终落地，“海天语色”系统实现了海温变化监测与高精度预测，建立起了海温预测模型的数据可视化平台，真正做到了用数据讲好海洋故事，让每一份努力都得到了最好的回应。
（图为“海天语色”团队合照）
图源：“海天语色”团队 徐迪
文案：梁慈 霍渊德 黄俊康 阳佳潞 杨雅婷
责编：谭妍洁 刘诗玉
总编：袁杜 徐迪 罗钰淇
指导老师：刘翔