近日，受邀在生态中心参加一个青年生态学工作者的研讨会，在分会场上做了一个“三维遥感机理模型的现状与未来”的特邀报告，分享了对定量遥感建模的一点认识。会上青年英才荟聚，都是一线的青年科学家，他们的报告思路清晰，成果突出，很受启发。
1.关于我的报告
从时代的选择、个人的选择和三维模型的巨大价值三个方面入手，我解释自己为什么一直沿着“三维”在前行。从定性分类开始，从定量估测走到定量遥感，进而走进智能遥感，遥感科学和技术的发展有着深刻的时代烙印，是一部传感器的发展史，也是一部遥感平台的发展史，更是计算机科学、信息技术的推动史。在当前人工智能第三次复兴的时代，高分辨率数据层出不穷的时代，数字孪生和实景三维最火的时代，“三维”显得愈发重要。
有意思的是，参会的老师们对我的个人的选择更加关心。因为我提到本科时代，在学有余力的时候，喜欢玩比较逼真的电脑游戏，比如帝国时代、红警2、最终幻想、轩辕剑、仙剑奇侠传等。我特别好奇游戏背后的最优算法和渲染方法。曾记得，在一个暑假里，几个同学通过修改游戏内存地址，快速提升等级的事情。对三维渲染的好奇，让我自学了C++和OpenGL，开始自己编程序，编写飞行游戏、火灾蔓延，最后编出了一篇EI论文和硕士学位论文。博士期间，不想继续做工程师了，希望做科学家。于是，选择了一条利用三维模型模拟遥感信号的路径，既利用了原有的编程基础，又可以深入机理，发现一些未知的有趣的东西。博一的时候，把蒙特卡洛、光线追踪、辐射度、小气候模型等摸了一边，原理性的代码也自己编了一遍。当然，因为覃老师的缘故，选择了辐射度的方向，一直改进至今。
关于三维模型价值方面，我认为三维遥感机理模型假设最少，能够帮助科学家做很多理论实验，正向理清机理，来定位和突破一些难题，为业务化应用提供重要理论依据。不过，有个很重要的问题是：
一维机理模型为什么原来很好用，现在可能不适用了呢？
核心是早期低分辨率数居多，不管是一维模型还是三维模型，都有个隐含假设，即需要在一个像元尺度进行平均，获得平均光谱。像元一般都得30m以上，才具有较好的平均意义。在粗分辨率尺度上，一维模型的平均精度相当不错，而且效率高，理论清晰。
当前无人机和高分卫星数据源增多，像元大小都可以到厘米大小，这时候不再需要做平均，天然的异质性使得一维模型不再适用了。因此，这时候就需要三维模型出马了。
随后，我以RAMI的发展为例，说明三维模型逐渐成为主流的发展趋势。又以DART、LESS和RAPID为例，说明了算法提升、算力利用、功能扩展的三个发展现状和路径。最后，以RAPID为例，从三维结构建模、全谱段统一辐射度理论、树干粗糙度影响、温度场建模、激光雷达模拟、时序图像模拟等方面，给出了三维模型的主要研究内容。
未来发展趋势方面，我的判断是：在建模角度上，趋向于更复杂更完整；在应用角度上趋向于越简单越好用。我觉得未来融合测绘实景三维与辐射传输，融合电磁传输与数字孪生、从三维到四维的辐射传输扩展，融入AI的辐射传输是下一步的重点。
实际上，英伟达的两代Earth孪生平台，给出了很好的示范。这些细节这里不再赘述，感兴趣的话，可以参考我的ppt（
2.关于青年生态遥感的科学家们的报告
我认真听了几位青年老师的报告，感受颇深。这里面有坚持开发国产景观生态工具箱的冯老师，有提出可持续发展目标SDG不均衡性概念的刘老师，还有从激光雷达转向高山树线的王老师，结合遥感和鸟类运动生态学的伊老师。既有做森林的，也有研究草地的；既有植物，也有动物。惊喜的是，刘老师竟然还是北林草学院的，看来平时还是交流太少。这些青年科学家的成果都很丰硕，子刊和顶刊都不少。
当然，主要还是感受到一种蓬勃的朝气、一种积极的态度，有一种被拍在沙滩上的感觉。
我很享受这种感觉，它让我看到到学术的希望。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自黄华国科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-768960-1439415.html?mobile=1
收藏
