图卢兹之行的国际合作交流总结

林学院 黄华国

2018年9月1日

2018年8月27日到31日，根据课题计划，我拜访了远在法国的图卢兹三大的菲利普教授及其DART模型团队，也认识了菲利普所在研究所CESBIO的几个牛人。此行基本实现了访问目的，加深了双方了解，为以后的合作奠定了良好基础。

出访背景：

在定量遥感领域，DART模型是不可忽略的，用户量一直稳定增长的三维模型。该模型起步于90年代初的光学波段，随后拓展至热红外，近几年新增加了激光雷达并内置了大气模块，也加上了荧光模块，功能不断增强。二十多年来，这个模型团队一直只做一件事情，就是DART的开发和维护，得到国际同行的高度认可，俨然成为了三维模型的“标准模型”。

我也一直做三维模型。从2007年的TRGM模型，到2009年的RGM2，到2013年开始正式提出RAPID模型，这些年我集中精力不断完善。到2018年以前，除了荧光模型没有加入以外，RAPID也已经具备了光学、热红外、激光雷达和大气模拟能力。在形式上，具备了和DART竞争的可能。然而，从内涵上，从用户和稳定性上，RAPID模型还有很长的路要走。

2018年，经过艰苦努力，RAPID模型终于走出了两大步：加入了微波模块（发表在Remote sensing of Environment上），这是其他三维模型不具备的；加速了景观尺度场景的计算能力（发表在Remote Sensing上），这是RAPID的特色。因此，RAPID模型终于不再是跟跑和并跑状态，而是具备了领跑的潜力。

然而，如何实现可持续的模型研发和推广，是目前的难题。2016年夏天，我和DART模型创始人菲利普在北京第一次见面，他很表示看好我的RAPID模型，并私下视为竞争对手。2017年夏天，我们一起参加Juhan Ross的纪念大会，他极力推荐我尽快发表微波扩展工作。在两次见面的过程中，我们进行了很多交流，让我坚定了一定要去他那里看看的决心。向DART学习，我认为这是RAPID模型成长的关键。我想菲利普询问了访问的可能。菲利普说，如果是别人可能不行，但是你是专家，没问题。于是，就有了这次法国之行。

出行：

此次出行，选择了土耳其航空，在伊斯坦布尔机场转机。行程很顺利，几乎没有延误情况。让我很意外的是三件事情：一是飞机上提供一个免费小包，包里面有临时拖鞋、袜子、牙刷、牙膏和遮眼罩，感觉非常体贴；二是飞行安全宣传采用的是乐高Lego玩具人物作为载体，很有想象力；三是伊斯坦布尔机场居然没有免费水，需要花两美元买矿泉水，非常的商业化。

图卢兹的公交和地铁也比较方便，人也不多。不过，运营时间有限，如果过点了，出租车也很难打，就非常危险了。感谢漆建波博士既当司机，又当厨师，感谢曹彪博士作为向导和导游，让我不必为出行细节操心。

图卢兹大学和CESBIO：

法国有句民谚“学在图卢兹，赚在里昂，玩在巴黎”( Paris for seeing, Lyon for getting...and Toulouse for learning)。而图卢兹大学（Université de Toulouse）就坐落在图卢兹，以航空航天工程的欧洲最高学府闻名于世，是欧洲空中客车(AIRBUS)和伽利略卫星系统的信息工程研究中心，同时也是法国政府重点发展的8所大学之一。1970年，图卢兹大学分成三个独立分支和数个工程师学校。2007年3月，这些学校再次统一为图卢兹大学。

我这次去的地方是生物圈空间研究中心(CESBIO)，位于法国图卢兹三大，是一所以开发生物圈大陆动力学知识在不同时空尺度上的作用的研究实验室。该实验室由4个单位合作组成，分别为"图卢兹第三大学"、"国家科学研究中心"、"国家空间研究中心"与"发展研究所"。如果在国内，多家单位搞一个所，光协调管理层就是个大问题。不同于国内，这个研究所的所长大家都不愿意当，因为太牵扯精力，从而影响学术。一个只有三层的小楼，却呆着四个单位国际知名的学者。大家不争权夺利，而是真正的互相合作。这里有三个著名卫星团队：欧空局全球首颗土壤湿度与海水盐度（SMOS）卫星团队；欧空局计划于2020年发射一颗专门用于森林监测的P波段雷达卫星BIOMASS的团队；法国和以色列联手发射的Venus卫星。菲利普所在的DART模型团队为卫星的研制和应用提供模型支持，也是享誉国际的定量遥感模型团队之一。

学术交流成果：

我参加了菲利普的组会，并做了林业定量遥感的报告，向同行宣传我的林业定量遥感思想、RAPID模型的发展历程和团队的实践案例。当然，也宣传了课题组网站（http://www.3dforest.cn）和我们的英文SCI期刊Forest Ecosystems。报告反响不错，大家对高分四号的应用尤其感兴趣。这个部分不做展开。其他成果我感觉更有收获。

首先，我了解了DART模型的近况和开发团队。DART功能较为完善，但是也越来越复杂。因此最近的任务之一是试图继续改善界面简化操作。其次，完善荧光模型和优化大气模型。多次聊天确认，菲利普不准备介入微波，尽管所里希望DART能够拥有微波模块。当然，如果有几百万的项目支持，那就肯定可以做了。在开发团队方面，有三个计算机专业的工作人员，分别负责界面和功能维护。有点类似公司的程序员，但是这三个人非常稳定和忠诚，一直坚守着DART模型的阵地。这个和国内差别很大，据说主要因为这三个人的性格和身体状况比较契合。和Erik聊天中，共同探讨了GPU和OpenCL的用法、如何反走样、python做界面的优势、AMD超线程的理解等；  和Nicola讨论分享了模拟模型效率的问题。据说，DART在09年的时候，模拟RAMI真实场景需要2个星期，但是现在改进到1天就可以完成模拟。他个人很喜欢编写代码，维护DART。很健谈，有想法，这是我的直观感受。

第二，由于菲利普的介绍，我认识了BIOMASS团队两大PI之一Thuy Le Toan、著名BRDF模型专家Jean-Louis Roujean和Zbyněk Malenovsky。Thuy对我的微波模型很感兴趣，说她们很早就想做光学和微波统一的模型，但是由于各种原因都没有成功。她也认识李增元老师和庞勇，应该有过一些合作。她还借了两本博士论文让我阅读。我才发现其实人家很早就开始做森林微波模型，我应该好好读读她们团队的论文。Jean-Louis找到我聊天的时候，我还不知道他是谁。等到他写下他的名字的时候，我才知道为什么他是导师（李小文）和陈镜明老师的好朋友了。MODIS核驱动模型中，Ross-Roujean核就是以Ross和他的名字命名的。难怪他对我用高分四号走BRDF数据集的想法那么有兴趣。他给我提了一些很好的点子，很受启发。关于高分4的应用前景，尤其是提出的三维模型用于大气污染对植被的影响分析，用三维模型分析聚集指数，充分利用观测角度很有启发。他强调多找些科学问题的思想很重要。Zbyněk很健谈，也很有想法。其实我们在2016年见过一面，但是没有聊过。这次在菲利普的办公室畅谈了两三个小时。他很看好无人机在构建三维场景和验证三维模型中的作用，这个也让我意识到三维建模的自动化确实是个瓶颈，应该有人去做。他也有想法策划RAMI的荧光模型比较。他试图在澳大利亚进行光学和微波联合航空飞行，想邀请我参加。

其他成果：

在图卢兹，世界上最大的飞机制造商——空中客车公司无疑是最大的企业。AIRBUS的标志在三大的校园里面能经常看到，但是其空客展览中心在最西北边，无缘一看。但是，顺道看了一下近处的太空城，近距离感受了前苏联的空间站实体、阿丽亚娜5号火箭模型和哨兵三号的卫星1:1 模型。