[基金项目] 博后基金,我独立科研的开端

关键词:博后基金 申请书 研究内容 作者:李二 日期:30/10/2020

很久没有更新博客了,主要原因是最近并没有完整地完成某个事情,或者有的事情尚不适合现在写出来。

有点小高兴的是,博后基金出结果了,当然是二等资助,忐忑了个把月的心终于放下了。

1. 选题准备

1.1. 尽早谋划

说实在的,我本来没想着参加68期的申请,因为打算寻找一个新的有趣的题目去申请,期望能在这个学期内构思好。

但我的两位师兄大力劝说,责怪我太天真太理想化了,博后基金其实算是一种奖励性的基金了,有比较好的研究基础还是申请为好,另外学校也有这个考核要求。

于是,在申请截止的前一天,我打定主意要申请了。

时间很紧,所以没有办法写自己尚未成熟的想法,那只能把之前在做尚未完成的森林冠层覆盖的无人机制图方面的内容去写了。所幸,这个申请书我已经早就写好了,是申请测绘遥感国重实验室开放基金未中遗留下来的。

1.2.

植被覆盖是一个非常非常基础的东西,其实我也做了很久了,但是还是期望能做出新意,做出价值!

我觉得有必要写一下,我为什么要进行这个工作:

    1. 很多人理解森林冠层覆盖这个事,应该做起来很容易,直接用无人机LiDAR飞一遍,做个冠层高度模型就出来了。其实这涉及到两方面的问题:
  • 1.1. 成本与安全因素:无人机LiDAR很贵,不一定买得起。尤其在塞罕坝森林公园这种多山、多云、多风等天气环境条件下,危险系数极大,很多情况下不敢飞。
  • 1.2. 地形滤波与构建:山区的精确DEM并不容易获取,尤其对于山地松树林,LiDAR激光不太容易穿透树冠打到地面,树木密集一些,则地面的点云就不太多,不容易实现很好的地形滤波进而构建DEM。
    1. 普通的数码RGB相机,是目前无人机最最常搭载的成像传感器优势体现在:
  • 2.1. 低成本和灵活性:几千块钱就能买到很不错的,甚至DJI的精灵3 4K只需要4k就能买下整套无人机遥感系统。飞行起来也相对容易,怎么飞都行,关键是敢飞!
  • 2.2. 厘米-毫米级空间分辨率:分辨率是足够高了,而且影像是带有纹理信息的。
  • 2.3. 摄影测量点云:UAV影像通过一些摄影测量软件可以导出SfM点云(或称为摄影测量点云),这样就又包含了三维信息,而且SfM点云密度往往比LiDAR点云更密集。
    1. 既然通过影像可以得到点云,那么自然有人会说,直接用SfM点云去做冠层覆盖不就好了。但是这又忽略了两方面的问题:
  • 3.1. SfM点云的不完整性:SfM点云的质量取决了影像质量、重叠度、分辨率、光照等等很多因素,尤其是在森林地区,SfM点云通常是不太完整的,如图1所示。当然如果重叠度足够高(95%以上),弄出比较完整的点云是可能的,但是计算量超级大呀。
  • 3.2. SfM点云不具备穿透性:影像重建出来的点云,仅仅能得到树冠的表面信息,无法穿透树冠,树林稍微密集一些,林下的点云就很少很少了,地形滤波就比较困难,对于山地很不合适。
    1. 那单纯使用影像能不能行呢?不就是在正射影像上做分割吗。这真是忽视了森林的复杂性了:
  • 4.1. 色彩相似性:森林中的绿色树冠与林下灌草等植被具有相似的色彩和光谱特征(图 2),且林间光影条件极为复杂,通常难以基于单一影像数据实现准确区分,绝对误差甚至可达50%以上。
  • 4.2. 深度学习需要大量标记数据:现在大家说到分割就要用深度学习,但是大量的标记数据您受得了吗?
图 1.无人机激光雷达三维点云(a, c)与无人机序列影像重建的森林场景三维点云(b, d)的比较:(a, b) 森林样方横断面点云比较,灰色虚线框强调了序列影像重建的树冠三维点云存在一定程度的缺失;(c, d) 森林样方冠层点云的垂直投影的比较,绿色框和红色框均展示了序列影像重建的树冠三维点云在树冠边缘区域存在较多的缺失。(翻译自 Wallace et al., 2016)
图 1.无人机激光雷达三维点云(a, c)与无人机序列影像重建的森林场景三维点云(b, d)的比较: (a, b) 森林样方横断面点云比较,灰色虚线框强调了序列影像重建的树冠三维点云存在一定程度的 缺失;(c, d) 森林样方冠层点云的垂直投影的比较,绿色框和红色框均展示了序列影像重建的树冠 三维点云在树冠边缘区域存在较多的缺失。(翻译自 Wallace et al., 2016)
森林场景的无人机RGB数码相机影像示例,光线条件为漫射光,下垫面主要为草本植物
森林场景的无人机RGB数码相机影像示例,光线条件为漫射光,下垫面主要为草本植物

说了半天,终于逐渐地让人意识到问题了,于是我想能不能尝试融合SfM点云与影像去做呢?基于前期获取数据的测试结果看,效果是不错的。具体做法就不展开说了,毕竟还未发表。

2. 写作与修改

这其实是我第一次写申请书,以前只是简单帮导师写过一部分,未经历过比较好的训练。不过,这东西和写文章应该是差不太多的。

我是在毕业答辩后,着手构思和写作的,正式写作在6月份开始,断断续续写了1个月的时间,这里有三点值得说:

  • 建议找一两个比较优秀的博后或者青年基金申请书,模仿着人家的风格去写。
  • 写完初稿之后,我晾了半个月。在这半个月中,我又详细看了10多篇相关文献,明确研究意义中展示的问题是否合适,思考研究内容是否合理。过了半个月后,再次阅读,初稿中确实有很多问题,大修后还算满意。
  • 最后还是要找个人讲讲,并且让人阅读评价和尝试修改一下。当时一起野外试验,正好请俺导师帮着把把关。
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3. 基金评审阶段

校内提交截止日当天,我当时还住在同学家里,早晨早早地来到学校,准备把之前写的申请书改成博后基金模板的方式。

然而..... 网站..... 瘫痪了....,呵呵,"此殆天所以赐将军,将军还有意乎?"

小木虫上下载了一个模板,却发现,2020年真是大变样,有字数限制,内容也有不同,要求也有差异。

花了很大的精力,将文字极大地压缩了。我发现想把同样的内容用更少的字去表达出来,真是功夫呀,我慢慢练吧。

中午时分,博后基金网站终于修复了,下午2点多提交,交给命运吧。

4. 后记

在博后基金评审阶段,我集中精力把这个工作做得差不多了,不过文章还没有着手写。等文章写好且发表>了,我再具体说说吧。

博后基金中了,算是一个小的好的开端,让自己的独立科研逐步步入正轨了。
原文地址:https://www.cnblogs.com/ludwig1860/p/13902564.html