【团队动态】北京大学植被遥感物理实验室参加IGARSS 2023国际会议

2023年7月16-7月23日，由美国电子与电气工程师协会（IEEE）地球科学与遥感分会（GRSS，Geoscience and Remote Sensing Society）主办的第43届国际地球科学与遥感大会International Geoscience And Remote Sensing Symposium（IGARSS 2023）在美国加利福尼亚州帕萨迪纳举行。IGARSS是全球遥感领域最具影响力的顶级学术会议之一，本次大会以“Reconnecting with our peers and community”为主题，对地球科学与遥感领域最新的研究进展和技术研发进行专题讨论。

北京大学植被遥感物理实验室一行5人参加了此次会议，并做了3个口头汇报和3个海报展示。

参会内容

魏之皓博士后参加IGARSS会议做了一个海报展示，，题目为《Film Mulching Mapping Based on Very High Resolution Satellite Imagery》。海报内容如下：农田覆膜是旱区耕种的主要手段。据统计，我国2021年地膜面积约为1700万公顷。一方面，塑料地膜对于土壤的保湿、增温、保墒，以及作物增产具有关键作用。另一方面，开展塑料地膜的科学使用与管理对于促进绿色农业生产和环境可持续发展具有重要意义。当前，地膜提取研究主要以中高分辨率为主。随着空间遥感和科学技术的发展，超高分辨率遥感影像和深度学习技术为地膜精准提取提供了新的可能，但同时也面临着影像纹理细节复杂度高、地膜样本标注量难以满足标准深度学习模型样本需求量的诸多挑战。针对以上难题，本研究提出了一种基于小样本学习的超高分辨率遥感影像地膜提取方法，通过结果比较与实地验证，所提出方法能够实现地膜的高精度提取。

杨斯棋博士在IGARSS会议中做了两个口头汇报。

第一个报告的题目为《Fisheye-based forest LAI field measurements for remote sensing validation at high spatial resolution》。该研究提出了一种基于几何的方法，通过考虑平均树高、树冠高度和像元大小来定量计算在高分尺度下测量森林LAI的鱼眼镜头最佳观测范围。通过几何填补的思想，该研究对不同形状的树冠的森林场景进行建模并推导出计算高分尺度下鱼眼光学传感器最优观测范围的公式。该方法在LESS软件模拟的虚拟森林场景和塞罕坝真实人工林场景进行了验证，结果表明该方法显著提高了高分尺度森林冠层LAI地面测量的准确性（RMSE降低了约70%）。未来的工作在于继续改进提出的方法，使其适用于具有不同树种的天然林场景。

第二个报告的题目为《A two-step method for winter wheat leaf chlorophyll estimation from UAV hyperspectral imagery》。该研究通过两步法(two-step method)耦合Prospect-Pro模型和BRDF统一模型，前者作为叶片模型，后者作为冠层模型，从无人机高光谱图像中成功反演出冬小麦叶绿素含量(Leaf chlorophyll content, LCC)。与地面实测相比，通过该反演方法得到的冬小麦LCC与其具有良好的一致性，R2为0.768，RMSE为4.33 μg/cm2，这表明两步法对于高空间分辨率遥感反演小麦LCC是可行的。未来的工作包括开展更多相关的实验，以进一步测试并改进反演算法。

翟德超博士在IGARSS会议中做了一个口头汇报，汇报题目为《Ecological Service Function-based Forest Classification in North Tianshan Mountain, Xinjiang, China》。覆盖全球陆地表面约30%的森林植被不仅维持着生物圈稳定和可持续发展，还提供了必要的生态服务功能。然而，目前森林土地覆盖产品通常根据生物群落类型分类，难以反映其生态服务功能。研究选择新疆天山北坡作为研究区，从生态服务功能角度来看，天山北坡的森林植被在水土保持、农田防护和防风固沙等方面发挥着重要作用。研究使用了多源土地覆盖产品、多年Landsat反射率数据和DEM数据，提出了一种结合空间叠加和聚类的基于深度学习的森林生态服务功能分类方法，该方法包含4个步骤。研究结果表明该方法能有效区分不同森林的生态服务功能。天山北坡森林分布以水土保持林为主，农田防护林主要分布在天山北部的西北部和中部，防风固沙林主要分布在天山北坡的中西部。

彭乃杰博士在IGARSS会议做了一个海报展示，题目是《LAI Time Series Reconstruction From Sentinel-2 Imagery Using Vegetation Growing Phenology Feature》。研究选择植被丰富的塞罕坝地区为研究区，基于植被二向反射统一模型反演sentinel-2数据得到LAI数据，考虑植被生长节律情况，采用基于三维离散余弦变换的最小二乘回归方法进行LAI数据重构，得到了区域生长季内的逐日LAI数据。

陶韵竹硕士生在IGARSS会议中做了一个海报展示，海报分享了在FAPAR-P模型基础上进行改进后适用于云天情况的FAPAR- Pro模型。FAPAR-P模型基于光谱不变理论，考虑了光子在冠层内部和冠层与背景之间的多次碰撞，是一个适用于连贯植被和离散植被的正演模型。FAPAR-Pro模型区分了直射辐射和散射辐射的再碰撞概率，使模型适用于不同的大气辐射状况。模型需要输入LAI和天空辐射比例β，研究使用了结合生物节律进行重构的LAI和基于葵花八号进行反演的β，以保证云天情况下的FAPAR计算。研究采用来自3个研究区，涵盖不同植被类型（农田、草地、森林）和不同天空状况的地面测量数据，验证结果表示模型的模拟结果较好。

参会感想

魏之皓：7月中旬我前往了美国加州帕萨迪纳市参加了IEEE IGARSS2023会议。在会议海报展示期间，我围绕本次提交的会议论文内容，与国内外学者就地膜提取、影像解译等技术内容进行了广泛交流。同时，在为期6天的会议期间，我旁听了很多感兴趣的专题汇报，包括深度学习模型架构设计领域的最新研究进展、深度学习模型在土地利用、建筑物提取、道路识别等遥感影像解译上的新方法与前沿应用等。这次宝贵的参会经历极大的拓宽了我的国际视野，也为我下一步的研究工作提供了参考。

杨斯棋：在此次会议中，我一共做了两个口头汇报，每个汇报的时间大约为15分钟，其中演讲12分钟左右，回答问题3分钟左右。

由于是第一次在国际学术会议上进行英文口头报告，比较紧张，汇报之前花了很多时间练习PPT和演讲。在刚开始汇报的时候略有卡顿，中间调整好心态后，顺利地完成了汇报，研究工作也得到了台下专家老师们的肯定。

经过这次国际会议的锻炼，我认识到了口头表达能力的重要性以及科研交流的魅力。只有将自己的知识融会贯通之后，才能把研究工作讲好讲透彻。国际学术会议为我们提供了一个同全球各领域各方向的专家学者们进行面对面交流的机会。通过表达、分享自己的一些想法，并与他人进行深入讨论，常常能碰撞出新的火花，为今后的研究拓展思路。同领域的专家能为科研工作提出宝贵的意见，而在不同领域专家的报告中，他们的研究方法、思维逻辑也能给予启发。

总之，此次会议不仅拓宽了我的学术视野，了解国际遥感领域发展的趋势及研究热点的机会，为以后进一步的科学研究打下坚实的基础。

翟德超：2023年7月16-2023年7月21日我参加了在美国帕萨迪纳举办的IGARSS学术会议，在这为期7天的会议中，我有幸进行了口头汇报，并聆听了众多关于遥感领域深度学习应用的报告和海报展示。这次会议让我深刻感受到了深度学习在遥感领域研究的广泛性，同时也意识到将数据驱动与模型驱动相结合是一项极为重要的研究方向。通过深度学习的数据驱动能力，结合对物理模型的理解和运用，我们可以更准确地分析遥感数据，为遥感领域的发展做出更大的贡献。

与来自世界各国的科研人员进行交流，是这次会议最宝贵的收获之一。在交流的过程中，我深刻了解到每个人的科研经历和背景多样而独特。通过与他们的互动，我不仅收集了许多宝贵的见解和经验，还拓宽了自己的全球视野。这次参会经历无疑是我科研生涯中的一大亮点。我怀抱着更多的热情和坚定的信念，期待将所学所得应用到未来的研究中，为遥感领域的发展贡献自己的一份力量。

彭乃杰：这是我第一次出国参加国际会议，在会议过程中认识了很多世界各个学校的同学，也见识了大家丰富的研究内容和研究思路。和各位老师和同学的交流帮我我开拓了很多视野，也让我了解了不同地方的研究风格的区别。各个报告向我展现了如何自信且清楚的展现自己想表达的内容，如何自然的和听众进行互动，如何用精美的PPT抓住听众的眼球。同时，通过和同行的交流，我也发现了我身上存在的缺点，有更大的动力在科研的路上不断的前进。总而言之，对我而言这是一个非常新奇且非常有意义的会议，极大的拓展了我各个方面的见识，我认为这会非常利于我之后的学习和生活。

陶韵竹：此次IGARSS会议是非常难得的外出交流机会。

首先，我从会议报告和海报中能够了解目前世界遥感领域的热点话题，比如此次我看到了很多与SAR有关的内容。

更重要的是，会议交流氛围浓厚，能与不同国家的科研人员进行交流，了解大家所经历的相同与不同，领悟世界之大。海报会场很大，分享内容丰富，每到海报时间现场讨论的氛围尤其浓厚，很容易被科研工作者们的热情和投入所触动。与国内会议不同的是，此次会议设置了许多破冰环节，主办方安排了Opening night、乒乓球比赛、话题讨论等有趣的环节，让氛围更加融洽、交流更为深入。特别的是，在会场能遇到很多在不同地方学习的华人，如德国、美国、加拿大、新加坡等，和他们交流求学经历也是很有趣的事情。也会遇到在海外高校工作的华人老师。

再者，会场设有NASA、GRSS等国际知名机构的展台，近距离了解他们的工作。在会场很容易碰到在JPL工作的科研人员。

最后，Pasadena是个美丽的城市，每天傍晚的天空都让人陶醉。