刘柏田
聚焦计算机与气象的跨学科融合，
研究 AI4Science 在气象预测中的应用，服务预报决策
教育经历
南京大学·大气科学学院·NJUHML 课题组 博士研究生 | 大气科学
导师：袁慧玲教授 2026.06 -- 至今
杭州电子科技大学·计算机学院 硕士研究生 | 软件工程
GPA 3.24/4.00 导师：张海平教授 2023.09 -- 2026.06
杭州电子科技大学信息工程学院·计算机学院 本科生 | 软件工程
GPA 4.2/5.0 2019.09 -- 2023.06
实践经历
中国气象科学研究院浙江分院 算法开发与研究实习生
浙江省杭州市 2024.09 -- 至今
- 工作内容：依托中国气象科学研究院的数据资源和业务指导，开发基于深度学习的短临降水预测模型，负责数据预处理、模型训练和业务场景接入
- 工作成果：围绕业务中的时效和精度需求，研发两类短临降水预报模型，并推进业务部署。
1. 快速多时效短临降水预报模型（0~2 小时）：规避自回归预报中的误差累积，结合对抗式训练和多时效信息嵌入，在传统数值模式基础上提升精度与分辨率（1 km、6 分钟）。
2. 极端降水预报模型（0~1 小时）：将建模从数值域扩展到频率域，针对多尺度降水特征设计模型架构和训练策略。模型在极端降水事件上表现较好，长时效细节保留更稳定。
论文与专利
- [AAAI] Baitian Liu, Huiling Yuan. WADEPre: Wavelet-based Decomposition Model for Extreme Precipitation Nowcasting. (在投，CCF-A, 一作). 2026
- [IJCNN] Baitian Liu, Haiping Zhang, et al. AMU-Net: Physics-Aware Adaptive Mamba U-Net for Efficient Multi-Lead Time Precipitation Nowcasting. (已接收，CCF-C, 一作). 2026
- [专利] 张海平，刘柏田 等, 一种基于时间空间联合特征提取的多时效短临降水预测方法, (已授权, CN120654887B), 2025.
- [专利] 张海平，刘柏田 等, 一种基于矩形信息的单目视觉平面测距方法, (已授权, CN116678370B), 2023.
- [专利] 管力明，刘柏田 等, 一种基于双目远心镜头的玻璃平面测速方法, (已授权, CN117110642B), 2023.
项目经历
基于深度学习的全球短中期预报大模型 NJU-Earth 核心代码贡献与模型优化
南京大学 NJUHML 课题组 2026.06 -- 至今
- 项目简介：参与 NJUHML 课题组的 NJU-Earth 全球短中期确定性预报大模型项目，负责模型训练调优、在线可视化和每日推理流水线建设，支撑 AIM-FDP 比赛运行
- 个人贡献：搭建 NJU-Earth 基础训练流水线，包括 CRA 数据处理、数据集构建、模型预训练和微调。
建立覆盖数据处理、模型训练、推理和产品发布的自动化流程；搭建可视化网站，展示每日预报结果、台风案例和指标统计 - 项目成果：正参与中国气象局 AIM-FDP 人工智能模型预报示范计划（中短期赛道）。后续计划以 NJU-Earth 为基础，拓展全球高分辨率预报、区域精细化预报、强降水预测及台风路径与强度研判等方向的 AI 预报能力。
基于人工智能的气象预测模型 核心算法开发与研究
合作单位：浙江省气象局 2024.09 -- 2026.02
- 项目简介：与浙江省气象局合作，面向气象预报业务需求，开发基于深度学习的气象预测模型，提升短临降水预测的精度和效率
- 个人贡献：负责雷达数据的预处理、质量校验与完整性检测，设计并优化深度学习模型，开发预测可视化工具并完成业务场景测评
- 项目成果：模型在 2025 年梅雨季测评中优于传统数值模式，时空分辨率达 1 km 和 6 分钟，推理时间低于数值模式，缓解了短临预测实时性不足的问题。目前正在推进基于扩散模型的概率预测研究，用于改进降水重尾分布预测。
基于计算机视觉的杨梅目标检测 核心算法开发与研究
合作单位：浙江省气象局，仙居气象局 2024.12 -- 2025.10
- 项目简介：与浙江省气象局和仙居气象局合作，面向杨梅成熟度检测需求，研发视觉算法并部署到杨梅园区现场。
- 个人贡献：负责算法方案预研和可行性验证，对采集数据集进行特征分析和后处理。
- 项目进展：初步研发基于 YOLO 的目标检测模型，在园区开放场景下达到预期识别效果。现阶段继续推进杨梅成熟度预测和数据统计分析，为仙居地区杨梅销售提供数据支持。
基于双目远心镜头的玻璃平面测速 算法开发与设备集成
合作单位：上海中电电子系统工程有限公司、彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司 2023.06 -- 2024.11
- 项目简介：面向高温高湿工业环境下 0.3 mm 玻璃薄板的实时测速需求，开发高精度测速算法，误差控制在 0.6 mm/s 以内
- 个人贡献：主导测速算法设计与实现，完成远心相机和测温设备调试，设计 UI 界面并将算法部署至工业移动计算平台
- 项目成果：针对玻璃透明性带来的识别难点，通过边缘定位和时钟同步实现稳定测速。系统可在 80℃、75% 相对湿度环境下运行，并配合隔热箱体和自检测功能用于现场生产。
基于骨架识别的澳洲淡水小龙虾快速精确测量 算法开发与设备集成
2023.10 -- 2024.7
- 项目简介：实现小龙虾每日长势的快速测量，为新品种育种提供数据支持。
- 个人贡献：主导测量算法设计与实现，完成数据处理、模型训练和配套设备设计。
- 项目成果：基于骨架关键点识别算法，结合远心镜头定位并测量小龙虾螯长。配合分段式检测流程，实现小龙虾数据的稳定采集和分析。
基于 YOLO 的乡村杂物堆识别 算法开发负责人
合作单位：云智海慧信息科技有限公司 2023.06 -- 2024.12
- 项目简介：基于 YOLOv5 开发乡村道路垃圾桶、垃圾及杂物堆检测系统，支持垃圾桶合盖和溢出状态识别，用于乡村街道自动化监管
- 个人贡献：负责数据集采集与增强，调优 YOLOv5 模型以提升杂物堆检测精度，并开发垃圾桶状态检测模块
- 项目成果：系统检测率超过 95%，垃圾桶合盖及溢出检测准确率达 98%，已应用于“和美乡村”数字化平台。
自我评价
硕士阶段主要从事人工智能和软件工程相关工作，参与并负责多个跨学科项目的开发与落地。熟悉深度学习算法设计、数据处理和系统集成，曾作为主要负责人完成气象预测、工业测速及环境监测等项目，并将成果应用到实际场景。具备较强的独立问题解决能力和团队协作经验。
博士阶段希望继续围绕气象预测与 AI4Science 开展研究，用深度学习方法解决具体业务和科学问题，产出可验证、可落地的研究成果。