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我院与英国莱斯特大学地理地质和环境学院合作
取得阶段性成果

发布日期:2019-09-12 浏览次数:

今年暑期,我院王鹏新教授及2位研究生访问了英国莱斯特大学(University of Leicester),与莱斯特大学地理地质和环境学院(School of Geography, Geology and Environment)Kevin Tansey教授团队总结和提炼了近4年的合作成果及其存在问题,探讨了未来合作重点、机遇及面临的挑战。

基于Sentinel系列卫星数据的干旱监测。在干旱监测模型方面,对将Sentinel 3数据及其产品引入条件植被温度指数的干旱监测模型、数据融合和空间降尺度等研究成果进行了较为深入的分析,肯定了1年Sentinel-3数据和17年MODIS数据相结合的定量干旱监测方法,提出随着Sentinel-3数据获取年限的逐步增加,进一步完善相关定量干旱监测方法。数据融合和空间降尺度研究方面(Sentinel 2和3数据),对适应于我国国情的田块尺度(filed scale)的定量干旱监测结果进行了分析,提出后续在国内外进行验证的工作方案。

基于深度学习(Deep Learning)的农作物长势综合监测。在前期作物物候期识别的基础上,应用冬小麦4个生育时期的条件植被温度指数(VTCI)和叶面积指数(LAI)数据,基于深度学习的方法提出或初步提出冬小麦长势综合监测和产量估测的方法。在访问期间,主要研讨了2位硕士生取得的主要成果。硕士生田惠仁应用improved particle swarm optimization algorithm-back propagation (IPSO-BP)神经网络方法,在课题组已取得的VTCI系列研究成果的基础上,通过引入与作物长势密切相关的LAI参数构建了冬小麦长势综合监测指标,基于综合监测指标建立作物估产模型,并通过对比分析的方法定量地分析冬小麦长势综合指标的适用性和估产模型的精度。硕士生张竞琪通过引入Generative Adversarial Networks (GAN) 等数据增强方法对原始VTCI和LAI数据进行维度扩充,应用Convolutional neural network (CNN)建立作物长势检测模型,进一步提升了冬小麦产量的估测精度。出访中,双方共完成了硕士生田惠仁论文的定稿和硕士生张竞琪论文的初稿。

学术交流。8月15日在莱斯特大学Center for Landscape and Climate Research举办了一场研讨会(Workshop),研讨会由地理地质和环境学院Kevin Tansey 教授主持。王鹏新教授以Monitoring crop growth condition by integrating multiple remotely sensed parameters using machine learning”为题,为大家系统地讲解了干旱的定义、成因、监测方法等,包括条件植被温度指数的提出,作物长势综合监测指数的构建、作物产量估测模型的构建,思路清晰,逻辑严谨,引发了大家的广泛讨论。James Wheeler博士、张竞琪硕士生和田惠仁硕士生分别作了题为“Mapping sub-field scale variations in soil moisture using sentinel-1 and cosmic ray probes”、“Research on growth information extraction and yield estimation of wheat based on convolutional neural network(基于卷积神经网络的小麦生长信息提取与产量估算研究)”和“An IPSO-BP neural network for estimating wheat yield using two remotely sensed variables”的报告。此外,Mohammed博士和Sarah博士也分别作了精彩的报告,内容丰富,语言生动,气氛活跃。8月30日和31日在我院举办了另一场研讨会(Workshop),我校李俐副教授,研究生韩东、周西嘉、许连香和胡亚京等分别作了学术报告,Tansey教授就报告的研究内容提出问题并和与会人员进行深入的讨论,气氛融洽,进一步促进了中英双方在农业遥感领域的合作。

未来合作重点。中英专家就今后在对地观测和农业应用方面合作中的数据共享、学术交流与博士生联合培养等细节展开讨论,初步形成了将University of Leicester的Sentinel 1卫星数据预处理系统移置到中国农业大学的方案,并共同撰写了“Applied for a University of Leicester College of Science and Engineering Studentship with China Agricultural University”和“Identify topics for potential Masters (taught student) mini-projects that run from March to September 2020 at University of Leicester”等项目材料。

另,Kevin Tansey教授团队将于20191123~30日再次来华进行学术交流,进一步细化和落实本次学术互访达成的共识,请感兴趣的师生注意学校和学院的网上公告。

 

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