参加第五届全国定量遥感学术论坛总结

黄华国

2021年7月

2021年6月27日—29日，第五届全国定量遥感学术论坛在武汉隆重召开。在繁忙而炎热的夏季中，我以复杂的心情和多重身份参加了这个会议。由于各种事情耽搁，总结也迟迟未能提笔。本想作罢，但是最近又有点意动。一个原因是一些同行乃至学生不断提到，我的科学网博客还是很有价值的，起到了提前了解和认识的作用，甚至也发挥着一点牵线搭桥的功能。另外一个重要原因是这个论坛是李老师倡导并发起的，作为桃花岛的弟子，如果能够在他喜爱的科学网平台上汇报一下进展，说点感想，我想李老师在天之灵应该还是支持的吧。

1.多个身份促使成行

由于疫情的影响，这两年我的基本原则是尽量不出京。因此京外的报告邀请我基本是推掉的，甚至是京内的聚会大多也是拒绝的，可能也驳了一些好友的面子，在这里表示歉意。由于此次论坛在武汉举办，我本能反应是不参加，只是鼓励学生尽可能参加。但是，在4月底Jianbo的婚宴上,阎老师提出来搞一个遥感机理模型会场，征询我们几个意见。我受到了触动，觉得定量遥感论坛如果没有遥感机理模型会场是说不过去的，作为研究遥感机理模型的继承者和深耕者，我突然觉得自己之前不愿参加竟然有点逃避的意味。就在这一刻，我才下定决心要参会，我有义务去帮助组织遥感机理模型分会场这个事情，这可能就是担当吧。因此，我开始和三位老师一起张罗设计会场，并联系报告人。我的想法是宽方向、多交叉、促交流，尝试在地球系统的视角，把大气、水体、植被、城市等不同目标，光学、微波、红外、偏振等不同波段或者模式的报告汇聚到一起。虽然，中间往返多次调整报告人，但是基本按照这个思路逐渐有了共识，也感受到办会的不容易。分会场召集人和主持人，是我参会的第1个身份。

第2个身份是口头报告人。感谢华中农大孟老师和佃老师，把我安排到森林干扰会场的第一个，搞的压力还很大。本来设计的遥感机理会场中有自己的一个特邀报告，探讨遥感辐射传输的未来发展方向。不过后来我主动移除了自己的报告，一个是这个题目太大，HOLD不住；二是优秀报告太多安排不过来；三是需要重点把森林干扰的报告做好。

第3个身份是专委会成员。借着这次论坛召开，定量遥感的专家们计划筹备成立中国遥感应用协会定量遥感专业委员会，我也被邀请加入。这个事情是定量遥感界的大事，能亲自见证这个时刻还是很重要的。

第4个身份是受华中农大张老师之邀到华中农大交流的学者。虽然素未谋面，但之前通过邮件交流已经确认是愿意做点事情的同道中人。张老师提出了针对UAV等极高分辨率下的物理模型反演问题。我认为这是一个当前辐射传输模型面临的新挑战。借着这次机会，张老师想近距离坐在一起交流，也促成我到武汉开会的另外一个原因。

最后，因为自己老家在湖北，如果确定参会也可以回家看看。人过了四十岁，对父母的挂念更加强烈了些。

2.全程听会促进思考

27日上午参加开幕式。本来以为自己做班车，到的挺早的，没想到柳老师和阎老师早就到位，穿着正式。认真看着李老师的宣传片的同时，我突然感到几个大师兄在后面默默的干了好多，相比而言我们确实做的还不够。反思自己一方面需要传承李老师的学术思想和做人做事的风格，另外还需要积极做些事情。

2.1 开幕式主旨报告

开幕式大会报告有三个，都很精彩。李德仁院士从更大的视角来看定量遥感，开阔了视野。定量遥感可以为SDG17个目标提供支持，可以为绿色发展等国家宏观决策提供支持。报告中指出“遥感信息定量化，建立地球系统科学信息系统，实现全球观测海量数据的定量管理、分析与预测、模拟是遥感当前重要发展方向之一”，点出了传统定量遥感面临的困难“数据量较少，主要依赖物理建模”的问题。李院士也在引用西非单木识别的Nature论文、全球湖泊藻类爆发的Nature论文和非洲贫困度预测的Science论文的基础上，提出了大数据驱动下的定量遥感思路。我在《中国科学基金》对单木提取也有过评论（黄华国.利用卫星绘制树木地图[J].中国科学基金,2021,35(02):239-240），观点和李院士的是基本吻合的。李院士后面讲了很多应用示范，尤其是讲解夜光数据在叙利亚内战监测中的应用工作有很大启发。这篇文章只是在《国际遥感杂志》(International Journal of Remote Sensing)作为封面论文刊出，但是“四年内战导致叙利亚83%的夜间灯光消失”的结论引发了大量关注，并被国外报纸、电视台和联合国秘书长Amos引用。严格意义上说，这个拓展了传统定量遥感的建模和反演范畴，解决了应用问题，回应了社会关切，值得学习。李院士的报告也经常提到几个年轻人，给予高度评价，我相信这个对于团队建设有很大帮助。

陈镜明老师报告瞄准碳中和大背景，将短期BEPS模型、林龄估算和长期InTEC模型结合，解决中国森林碳汇潜力预估的问题。这个也是瞄准国家重大需求，进行系统梳理、设计和研究的范例。可惜一直没有机会和陈老师碰上请教一二。

龚健雅院士把基金委重大课题“陆表智慧化定量遥感”的主要内容讲了一下。PPT很漂亮，逻辑清楚。项目针对当前的几个问题，比如时空覆盖不连续、产品不一致、虚拟星座自动组合不够、深度学习和物理模型有机结合不够等，提出项目目标，将在提高国产卫星应用水平，创新定量遥感反演模式、实现按需生产的定量遥感产品方面有所创新。

三个报告的一个共同点就是定量遥感进入了新时代，必须服务国家战略需求，必须提高智能化水平和定量化能力，使之逐渐走向实用化。

2.2 分会场报告

作为专题1-1 遥感机理模型的主持人之一，27号下午我都呆在宜昌厅会场。会场不大，但是来了很多人过来听，以至于座位不够，都站在后面，说明大家还是非常关注遥感机理模型研究的。后来听说很多会场都这样，让不少同行感叹这次会议开出来AGU的感觉。总体上会场时间控制还是不错的，每位报告人发挥都挺好。

28号也主要是听会，但是自己有点疲惫，听的不是太认真。29号因为有自己的报告，所以主要呆在森林干扰遥感监测与预警会场，关注了森林砍伐、野火干扰、松材线虫病、寒害、虫害等不同干扰。发现用SAR做干扰的也不少，值得进一步研究。中间特意去孝感厅听了三维雷达层析的报告，大意是听懂了。以前感觉是层析的难度很大，对飞行编队的几何要求极高。现在听来，虽然计算量很大，但是任意观测组合理论上是可以层析的。这有点像光学BRDF的重建，只要有合适的多角度反射率，就有可能拟合出最佳的参数。可惜搜不到相关文章仔细研读。

2.3 闭幕式主旨报告

闭幕式也有三个报告，分别是吴一戎院士的遥感大数据处理与应用、施老师的水循环卫星、梁老师的定量遥感思考。印象最深的是吴院士提到的样本仿真生成部分，指出传统方法基于目标三维模型开展物理仿真，模型构建难；实际场景和环境影响因素复杂，暗室等理想环境下计算得到的特性与实际差异大等问题。这其实就是对计算机模拟模型的一个评价，也是目前遥感机理模型面临的困境。所以吴院士提出的方案是用数据驱动物理建模，利用对抗学习方法，使成像机理模型的参数不断逼近实际环境，迭代生成高质量的的训练样本。这个想法其实和我们正在做的工作不谋而合。我们利用RAPID模型模拟遥感图像去训练深度学习反演森林郁闭度，然后反演的结果并没有超出随机森林。但是加上对抗学习后，精度一下超过传统机器学习。但是对抗学习毕竟不属于机理模型，计算机模拟模型仍然需要突破。我个人的判断是：计算机模拟模型或者说三维遥感机理模型的下一步发展方向可能就是混合现实模拟模型。最近和肖老师一直讨论的遥感实验场数字孪生体就是这种模型在定量遥感实验场的具体实现方式。

施老师一直推动水循环卫星的研制，让我特别敬佩。在会议期间，如同一个一线人员往来于各个分会场，做报告，听报告，值得我们学习。

梁老师是国际定量遥感大咖，写的书都是经典教材。这次梁老师以沙龙聊天的形式阐发一些思考，也是颇有启发。后面提到LESS模型，说明关注到了计算机模拟模型的国内发展；也提到的一些不足，如界面问题等。其实RAPID和LESS在有些方面是国际领先的，也有很好的界面，已经做的很不错了，但是梁老师还没有认可，只能说明我们的工作还不够扎实，宣传推广工作距离DART还有很远的路。

3.专委会中的小插曲

28号晚上召开了专委会筹备会，柳老师当主任，肖老师当秘书长，算是圆了多年前成立一个委员会的愿望。为了开会提前离席，对郭老师和苏老师说声抱歉。专委会成立后的第一个议题是对学生报告进行评选。其中优秀口头报告要评选出5名，奖杯提前做好了，但是只有5个。结果前期打分的结果是第五名和第六名成绩一样。怎么办呢？大家讨论了三个方案。一是去掉打分标准差大的第六名，仍然保留5个人。但是这个办法并没有提前和学生说明，有不公平的嫌疑。第二个方案是同时去掉第五名和第六名，只保留前四。这个方案也遭到了较多反对。委员们认为学生准备了这么长时间，表现都不错，直接去掉更不公平。因此，大家倾向于第三个方案，那就是以激励和鼓励为主，多考虑学生的感受，6个人同时入选。不过只有5个奖杯怎么办？大家头脑风暴，很快给出了一个颁奖环节替代和事后补寄奖杯相结合的办法。至此，圆满解决了评选的问题。这个插曲第一次体现了专委会的责任和义务，也发现了一些漏洞，为以后论坛举办积累了经验。方老师说这可能成为以后的一段佳话，因此我先Mark一下。

4.华中农大之行

29号晚上闭幕式后转战华中农大。严格来说，这已经不属于论坛的范畴了。不过，讨论的话题仍然是定量遥感，权且放在这里了。30号首先和张老师课题组交流了一下无人机图像如何开展定量遥感反演。张老师这几年在无人机硬件上投入不少，传感器基本齐了。研究对象以作物为主，尤其是以油菜为特色。实践出真知，张老师他们发现了一些很有意思的现象。在一起讨论后，我从机理角度给出了一些可能的解释。后面做了一个报告，介绍了计算机模拟模型的原理和进展，分析了在作物表型上的可能应用，也和孟老师、佃老师等进行了讨论。我的一个最大感受是大家对机理越来越重视，让我非常高兴。另外，不论是从观测，还是从模拟，大家都不约而同发现了高分辨率时代下机理模型的不足，都做了一些很有价值的探索。感谢张老师的邀请和盛情款待，祝科研工作有更大突破。

5.团队表现

这次会议是林业定量遥感团队第一次大规模参会亮相，包括我在内，共有3名老师、10名研究生和1名本科生。学生有两个口头报告。其中博士生李骁尧入选了优秀口头报告的前六名，着实不容易。不过，成果方面还需继续努力。