寧波高中生根據影子算出照片拍攝地 獲全國大賽一等獎

2020-12-07 騰訊大浙網

左起為王江東、史若潔、張南天

如果你提供一段視頻或是一張照片，即使裡面沒有標誌性的建築，或許他們都能根據太陽影子的變化，找出這段視頻或照片是在哪個方位拍攝的。

這是不是很神奇呢？昨天（10月30日），記者在寧波慈湖中學採訪時，意外得知，三個學生在高二的時候，用一年的時間搞了這樣一個研究。

他們分別叫王江東、張南天、史若潔，如今已經是高三學生。

一個30秒鐘的視頻請你告訴我這是在哪裡拍的

三個人，分工合作，史若潔同學負責利用軟體進行信息的處理，兩個男生則負責對模型的建立、模型的檢測和對數據的採集。《影子確定位置和時間》具體是研究什麼的呢？成員之一的張南天告訴記者：「我們是用數學公式，根據影子相關信息的變化來確定視頻拍攝所處的地點。」

「大家都知道，相同影子長度方位的變化是由太陽位子所引起的，所以對影子的研究可以轉化為對太陽位置的研究。」張南天試圖用最通俗易懂的方式告訴我們他們一年多時間的研究成果。

其實，最開始的時候，這項研究來源於一段視頻。視頻大概只有三十秒鐘，裡面記錄了一桿旗子在不同時間段的影子情況。

「我想知道這個位置在哪裡什麼時候拍攝的？」浙江大學寧波理工學院信息學院的塗黎暉作為指導老師，扔給他們這樣一道題。

那麼，啥也沒有，怎麼知道這是在哪裡呢？

「根據前人的研究成果，地球上的任何地方太陽影子的變化規律與時間的關係是固定的而且可以用數學的方法表示出來。」他們發現網上有一塊軟體是可以直接把視頻裡的影子長度測出來的，很快，他們發現了視頻中的影子變化規律。

他們根據每個時間段的變化，開始畫曲線圖，一遍又一遍……

很快，他們得出了結論，答案和老師的完全符合。

為了驗證自己的公式，他們又做了兩個身邊的實驗，第一個實驗，就在慈湖中學裡，他們選擇了學校的銀杏廣場，之後又選擇海曙文體中心。「因為太近的距離測出來的數據基本是不會有太大的偏差的，我們只是重複實驗，驗證我們實驗的準確性。」

實驗結果能應運到生活中嗎？

能，可逃離荒島還能幫助破案

這樣的一個實驗，實際運用到哪裡呢？張南天告訴記者：「比如說像魯濱遜一樣，流落荒島，不知道自己的位置的時候，你就可以用到這個實驗成果，通過豎起杆子，測量杆長和影長，便可以知道自己所處的經緯度，這樣就可以選擇自己如何逃離荒島。」

「如果你想知道一張照片是否經過ps，並且恰好這張照片上有建築物等一切能夠形成影子的物體和他們的影子的話，那麼你就可以先通過軟體計算出物體長度和影子長度，代入到我們事先建立好的模型裡，就可以算出照片現在的經緯度，而你恰好又知道那張照片的大致地點，就可以判斷出該照片是否經過ps了。」他還說，在刑偵中，我們所探究的該技術也可以有很大的應用，比如說，如果有一個人被綁架了，而對面劫匪為了證明自己說的話，發了一張照片過來，那麼你就可以根據照片裡的日影長度和物體長度來推算經緯度，找到大致位置，為解救人質做好先決準備。再比如說，有一段關於犯罪分子的視頻，你也同樣可以根據這個來找到大致位置。

研究成果獲論文評比一等獎

作為中學生他們很了不起

為什麼會去搞這樣一個研究？原來，2015年5月30日上午，寧波市首期科技新苗培養計劃啟動。全市24所試點高中的150名高一學生組成了30支創新科研團隊，申報了18位導師的課題。

王江東、張南天、史若潔三位同學也參加了計劃。一年多的時間，他們跟著導師做課題、搞研究。

值得一提的是，他們的作品《影子確定位置和時間》的學術論文經評委會評選入2016年12期《中學生導報·教學研究》，並榮獲全國論文評比大賽一等獎。

「其實這個課題的內容是大學生數學建模的競賽題，簡單來說就是利用所學習的數學知識和計算機軟體解決實際生活中的一個具體問題。他們三位結合數學建模的相關知識，在老師的指導下研究了太陽影子定位的問題，這也是一個新的課題。因為現在尋人都是根據GPS,這兩年才提出來是否可以根據影子變化。雖然他們的研究還處於初級階段，但是對於中學生來說，已經非常了不起了。」也正是這樣的原因，作為導師的塗黎暉，把他們的研究推介給了核心的學術單位。

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