關(guān)于GIS的一些感悟·思考

本文想法和初步動筆起源于10號,但是最近事情比較多,一直到現(xiàn)在才完稿。其實起源是從5月初本科學弟學妹的畢業(yè)答辯開始的,主要談一談聽完答辯的感悟以及對于GIS學科的一些引申思考。

1 Defence:

由于疫情的原因,今年本科學院的學弟學妹畢業(yè)論文答辯采用了騰訊會議網(wǎng)上形式。不過由于各種原因,聽得比較完整的還是直系基地GIS方向的答辯,因此也就針對這幾個內(nèi)容稍微提點東西。先Po一下大家的題目。

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一共是9位參與答辯。

第一位是基于新浪微博對洪水災害時間主題挖掘與淹沒信息做提取。從選題來說,是近些年GIS一個比較熱門的方向,內(nèi)容涉及的大致關(guān)鍵詞應該包括位置語義,地理語義,文本挖掘,社交媒體地理學。而這個在災害方面的響應也是一個比較火的方向。大概思路就是基于微博數(shù)據(jù),利用比較流行的文本挖掘模型LDA做洪水災害事件信息提取,這里是淹沒深度信息,以及相關(guān)的主題分析。主題分析或者主題挖掘是屬于NLP方面比較專業(yè)的一類模型,這里不細闡述,感興趣的同學建議自行搜索關(guān)鍵詞。當前的研究基本上就是從微博文本來進行文本處理,如果是不含位置信息的微博(即無法直接獲取經(jīng)緯度),通常必須先從微博內(nèi)容獲取相關(guān)的地名,這應該可以算是位置語義或者叫地理語義。然后做geocoding,而其余的微博內(nèi)容可以擴充其他文本挖掘的信息,在這個研究里就是淹沒深度。這類研究的意義就在于災害的應急響應以及預警。在目前的大數(shù)據(jù)時代,微博能非??焖俚貍鬟f相關(guān)信息。因此就像系里老師點評的,這類研究最好能做成實時的app,會更有意義。國內(nèi)微博數(shù)據(jù)分析比較多的相關(guān)團隊還是不少的,北京大學袁曉如老師團隊,地理所王江浩老師也做了一些研究,此外最近GeoAI講座里的胡英杰老師也是這塊研究非常優(yōu)秀的老師。感興趣的可以多去了解,至于模型的話,類似word2vec,甚至于去年大火的BERT是否可以用到里面做結(jié)合也是很有意思的。最后的最后,其實我想說另一點,研究的技術(shù)性和新穎程度很高,但是我重新回顧的時候在考慮一個問題,題目里的洪水災害事件,由于我沒有聽到這個匯報的全部內(nèi)容,所以我不確定究竟是洪水災害事件或者是城市內(nèi)澇事件。作為一個GIS的研究,我認為本質(zhì)上還是基于地理學去分析問題,因此基礎(chǔ)的地學現(xiàn)象和定義要明確。這個研究也讓我想起我本科期間做的一個工作,基于城市藍綠景觀的空間變化與內(nèi)澇區(qū)域的聯(lián)系研究,其中我為了檢驗內(nèi)澇區(qū)模擬準確性,當時也是采用了一個微博數(shù)據(jù),有人在微博上分享了他整理的福州某次內(nèi)澇事件的60個積水點的地點信息,我根據(jù)那個數(shù)據(jù)做了一個簡單的geocoding,形成空間文件。

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第二位是用地理加權(quán)回歸模型用高光譜遙感數(shù)據(jù)估算土壤有機質(zhì)。由于我對高光譜這塊不是很了解,所以意見更多集中在地理加權(quán)回歸和土壤有機質(zhì)方面的。地理加權(quán)回歸(Geographically Weighted Regression, GWR)是Forthingham教授提出空間統(tǒng)計回歸模型。本質(zhì)上這個模型是基于地理學第二定律——空間異質(zhì)性提出的,目前GWR有大量的模型發(fā)展和應用研究,最近Forthingham教授團隊正在拓展GWR相關(guān)的模型,最新成果是MGWR(Multi-scale Geographically Weighted Regression)。之前在某個會議見過他的弟子Ziqi Li,他也是MGWR模型的作者之一。當時他在會議上做了一個很有意思的研究,就是比較了R里面不同R包(R語言中至少有3個GWR相關(guān)的包),ArcGIS,GWR4(Forthingham教授團隊開發(fā)軟件)以及Python的pysal包的GWR結(jié)果,即用同一套數(shù)據(jù),不同語言,軟件執(zhí)行GWR,結(jié)果表明,除了ArcGIS以外,其他結(jié)果是一樣的,可以復現(xiàn)。事實上由于ArcGIS是一個商業(yè)軟件,有些時候是會一定程度上忽略模型理論假設(shè)的限制以及針對參數(shù)做優(yōu)化計算的,由此造成了結(jié)果差異。因此使用GWR要慎重。GWR這個模型,從模型求解角度,一定程度會有過擬合現(xiàn)象。這也讓我想到前一段,我與我的大導師討論研究計劃,我提到會用一個用GWR做校正的數(shù)據(jù),我的大導師很明確跟我說GWR有過擬合現(xiàn)象,讓我不要用這個模型。因此這個模型在各種使用上仍需要慎重。當然我個人角度還算蠻推崇這個方法,我也在我的幾篇論文里都有用到這個方法。GWR用于估算土壤有機質(zhì),從應用角度,可能稍微比重金屬更新一點。但是這個角度創(chuàng)新點我覺得不是特別高,另外做這類回歸和估算,我們要考慮的不僅僅是精度,還要考慮到研究模型的普適性和可推廣性。土壤有機質(zhì)是比較難測量的變量(有做過土壤地理實驗的都知道測起來很麻煩),所以我們用GWR和高光譜就是想快速獲取大范圍的土壤有機質(zhì),因此我們選用的一些參數(shù)就要盡可能泛用以及便于測量。此外尺度效應也是一個很重要的點。另外GWR的變式還包括類似GAWR(地理海拔加權(quán)回歸),GTWR(地理時間加權(quán)回歸),這些都是后續(xù)可以拓展的模型。土壤有機質(zhì)其實是生態(tài)學方面尤其是植被碳循環(huán)的重要變量之一,如果做好了,可以為后續(xù)的研究提供很多幫助。另外關(guān)于題目,我重新讀的時候覺得有些別扭,事實上應該是用高光譜遙感數(shù)據(jù)作為輸入,然后用GWR來估算土壤有機質(zhì)。其實我覺得可以把輸入數(shù)據(jù)和方法都放在基于的后面,似乎更舒服一些,如基于高光譜與地理加權(quán)回歸的土壤有機質(zhì)估算。不過也僅是個人意見。

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第三位也是研究土壤相關(guān)的,基于INLA-SPDE做平潭土壤鉛含量預測的不確定性研究。INLA-SPDE是一個空間貝葉斯模型??臻g貝葉斯的關(guān)鍵就是可以推斷后驗概率,因此不僅可以得到模型估計值,也能得到模型估計的不確定性。事實上空間精度和空間不確定性分析也算是GIS近些年逐漸興起的一個重要分支領(lǐng)域。我在18年參加了Spatial Accuracy的國際會議,對此有頗多感悟,我也做了一些相關(guān)的研究。簡單來說就像量子力學里有一個知名的測不準定律,空間數(shù)據(jù)也是如此,各類誤差和不確定性是廣泛存在矢量與柵格數(shù)據(jù)的,而這些誤差和不確定性隨著數(shù)據(jù)處理會傳播到最后的結(jié)果中,但是很多時候我們無法判斷,這些誤差和不確定性是增大或者減小,同時對一個數(shù)據(jù)而言,如果不評價它的精度,在應用上就會充滿很多疑慮。個人的看法在于過去本身空間數(shù)據(jù)獲取手段相對匱乏,難度高(如測繪級數(shù)據(jù)),需要花大量時間收集數(shù)據(jù),當然這樣子收集數(shù)據(jù)一般而言質(zhì)量也較高,精度也高,但是數(shù)據(jù)不夠豐富,不夠多的前提下,想再去關(guān)注精度問題還是比較難的。而近些年井噴式的多源地理大數(shù)據(jù)以及對地觀測數(shù)據(jù),算是比較完美解決了這個問題,但是隨之而來的就是大量的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,這也是空間精度和空間不確定性分析近些年興起的一大原因?;氐截惾~斯模型這塊,空間貝葉斯模型很重要的點就是推斷不確定性,某些研究里可以視為風險值,為決策提供輔助。時空貝葉斯統(tǒng)計與模型也是我未來可能涉及的研究重點,這一塊,我個人推薦英國格拉斯哥大學的Duncan Lee教授,今年早些時候聽過他的報告。他是時空貝葉斯統(tǒng)計的專家,也開發(fā)了相關(guān)的R包。另外再來講講土壤重金屬元素的預測,這一塊其實有各類空間插值方法等研究,因此從領(lǐng)域而言不算太新,如何挖掘新因子以及找到相關(guān)的泛用預測自變量,應該是比較有意思的延伸研究。另外答辯過程里,老師提到了選空間插值的問題,這個讓我想到一個對于空間統(tǒng)計分析的思維培養(yǎng)。我個人認為的空間統(tǒng)計研究流程應該如下。事實上空間插值方法都有一個前提假設(shè),就是插值的這個對象應該是符合地理學第一定律——具備空間自相關(guān)性的。此外這個研究還涉及到做模型的交叉驗證問題,模型的驗證也是具有一定的技巧的。

flowchat
st=>start: 確立研究地學問題
op1=>operation: 收集數(shù)據(jù)
op2=>operation: 整理、清洗數(shù)據(jù)
op3=>operation: 數(shù)據(jù)探索性分析(數(shù)據(jù)分布特征,是否具有空間自相關(guān)性,空間異質(zhì)性)
op4=>operation: 根據(jù)探索性分析結(jié)果選用合適的空間模型分析
op5=>operation: 解釋模型輸出結(jié)果
st->op1->op2->op3->op4->op5

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第四位是分析學校所在的大學城城中村的暴雨洪澇災害脆弱性研究??梢哉f比較貼近校園。當時我本科畢業(yè)選題也是基于校園的三維模型相關(guān)研究。從選題來說,脆弱性(vulnerable)或者恢復力/韌性(resillence)也算是近些年災害與氣候變化領(lǐng)域很火的主題。尤其與聯(lián)合國的SDGs結(jié)合,今天剛好看到了一篇華東師大相關(guān)的研究,也可以參考。這位的研究可以說是比較傳統(tǒng)的GIS空間分析研究,建立評估指標體系,賦權(quán)重,收集數(shù)據(jù)與空間疊加,可以說是比較典型的小數(shù)據(jù)地理傳統(tǒng)研究。整體來說,數(shù)據(jù)搜集工作很扎實,分析比較清晰。當時答辯老師提了幾個問題,如指標體系需求,指標體系權(quán)重確立,尺度效應的作用,針對這幾個點我也有些看法提了一下,指標體系,其實他定義的指標體系我感覺比較像個人確立的,當然對于小尺度區(qū)域性研究我覺得是可以的,但是我更推薦可以基于一個大的理論框架做指標體系的本地化和區(qū)域化,這類研究會讓我想到比較流行的P-S-R(壓力-狀態(tài)-響應)框架。指標體系權(quán)重確立方法有很多,我本科創(chuàng)新項目答辯時也用到這個權(quán)重確立,當時我覺得避免主觀打分,采用了熵值法,但是老師提的建議是,其實這類研究(我的項目也是基于校園的空間分析)熵值法可能不如AHP準確,因此權(quán)重方法確立也是根據(jù)具體情況而言。最后是尺度效應,老師們當時提的是經(jīng)濟指標在這類小尺度研究是否與脆弱性/恢復力相關(guān),普遍認知里面社會經(jīng)濟因子對大尺度區(qū)域的恢復力有顯著貢獻,這一點會讓我想到最近參與的一個小研究,關(guān)于新冠肺炎粗病死率的一張圖。我當時把概括,能保持粗病死率為0的除了有物理屏障優(yōu)勢的幾個省份以外,江蘇就是社會經(jīng)濟屏障的典型(經(jīng)濟實力雄厚)??梢钥吹皆趹獙@類公共衛(wèi)生突發(fā)事件(突發(fā)災害也是相同)的時候,社會經(jīng)濟示例雄厚的區(qū)域往往具有更強的恢復力/韌性。這個基本現(xiàn)象在大尺度研究下大概率是沒問題的,但是當區(qū)域放到小尺度研究呢?我思考了下在類似城中村以及小區(qū)域研究的普適性。以災害發(fā)生以后的資源調(diào)配和政府救助為例,假如存在兩個受災村子。一個村子的財政實力較為一般,另一個村子的財政實力稍微雄厚一些。財政實力略微雄厚的村子選擇自行救助。財政實力一般的村子由于自身經(jīng)濟實力受限,上報上一級政府請求援助,但是上一級政府經(jīng)濟實力非常雄厚。由于這個原因,反而財政實力一般的村子可能在災后恢復要比另一個村子快。當然這也是個比較極端的例子,但我個人認為小尺度區(qū)域受災害影響的時候,很多情況都是上報上級政府求助(假定是救助是均質(zhì)的,受災程度相同,救助款也相同),那么本身村子的經(jīng)濟實力對于恢復力的影響是如何就比較難以判定了。

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此外,我記憶比較深的是做了大量的實地考察和調(diào)研。對于小尺度研究,這樣子的研究精神和收集數(shù)據(jù)方式,我是非常贊賞的。當時我也在QQ群里點評了一下,事實上GIS學科通常被認為沒有野外,這是不對的。野外實地考察,調(diào)研對于GIS數(shù)據(jù)精度和準確度尤為重要,RS就更不必說了,無論是做定性遙感的土地利用分類或者是定量遙感的地表參量反演,都需要有地面實測數(shù)據(jù)的驗證。GIS并不是完完全全坐在計算機面前就可以完成的工作。往往GIS出身的同學會產(chǎn)生這類認知差異,我認為有必要提出作為點評的點。這也讓我想起前幾天在微博上看到的一個很有意思的研究。由于疫情期間封城措施,盒馬生鮮在這個特殊時期開始紅火起來,但是GeoHey的官微推了一個有意思的問題(如下圖)。幾乎全國各地盒馬都在這次疫情爆紅,但是在福州失敗了。首先我覺得原因有很多,但是當時我看到微博的第一反應是因為福州有永輝超市。永輝是發(fā)家于福州的連鎖超市,是當?shù)亍稗r(nóng)改超”的典型案例,在福州本地有較為深厚的消費群體根基,而且本身就是以生鮮蔬菜的售賣為特色,因此可能對盒馬生鮮產(chǎn)生了一定的壓制。當然這只是可能的原因之一,具體的原因肯定很復雜,感興趣的同學完全可以就此研究,而這也說明了,對一個區(qū)域不實地考察了解的話,是很難對一些地學現(xiàn)象作出解釋的。當然我的認知還得益于某位學長的創(chuàng)新項目。最后一點,這位同學可以和第一位同學合作,這就是實現(xiàn)大數(shù)據(jù)與小數(shù)據(jù)的結(jié)合了。

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第五位是基于當下流行的深度學習和圖片識別技術(shù)對交通標志進行檢測。首先從計算機技術(shù)角度出發(fā),這位同學對計算機視覺算法方面的研究非常深入,并且在計算視覺處理的基礎(chǔ)上,集成開發(fā)了一個Android App,可以說在GIS開發(fā)上有著非常不錯的造詣。這類研究是當下非?;鸬臒o人駕駛熱點之一,在當下的時代,GIS不僅在傳統(tǒng)應用行業(yè)中發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)擴展到了各個相關(guān)領(lǐng)域,無人駕駛就是其中一塊。當然這個部分對于算法和計算機技術(shù)要求頗高,感興趣的同學可以繼續(xù)深入了解。從研究來看,思路使用了計算機視覺里的圖像處理增強和變換相關(guān)算法,對圖片做了一定的處理,增強特征。然后結(jié)合深度學習來實現(xiàn)圖像檢測。這里要科普一個概念差異(如下圖)。目前來說,就我的認知,這位同學的研究應該還是在image classification的那一步,檢測圖片里面有沒有交通標志,有的話,自動采集收集數(shù)據(jù)。從本科畢業(yè)論文而言,做到這樣子是非常不錯的,我個人很佩服。另外這類app的目的也很好,就像看到蔣波濤老師說的話(如圖),目前深度學習入門教程現(xiàn)在太多了,大家的工作都集中在深度學習各種各樣的Hello World上,但是缺少具體應用的各類數(shù)據(jù)集。因此像這樣子的一個用于采集相關(guān)數(shù)據(jù)的app可以說在制作用于深度學習的數(shù)據(jù)集上提供了基礎(chǔ)和極大的方便。當然后續(xù)研究可以從目標檢測,和語義分割相關(guān)的進行深入研究。最后,我認為這個研究有一個算不上問題的小問題,就是這個研究的“地理味”不夠濃。這一點我后面也會簡單聊一聊。

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第六位是偏向遙感的研究。利用了Landsat衛(wèi)星影像監(jiān)測龍巖市上杭縣礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況?;诙鄠€遙感指數(shù)提取包括地表溫度,濕度,NDVI等比較全面的生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測常用產(chǎn)品。生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測算是近些年來比較火的一個概念。這個研究雖然題目上說的是針對礦區(qū)的研究,不過在聽報告后發(fā)現(xiàn),是做整個上杭縣的研究。上杭縣的礦區(qū)是上杭重點的生態(tài)修復區(qū)。我碩士所在的研究組剛好也有參與過相關(guān)的生態(tài)修復項目,不過我并沒有參與這個項目,只是簡單聽過這個項目。接下來談幾個點,就像答辯老師提的,這個研究的另一個問題是這個研究里使用的遙感監(jiān)測產(chǎn)品很多都是基于NDVI或者是相關(guān)的其他指數(shù)衍生出的各類數(shù)據(jù),印象中濕度是基于NDVI和一個簡單的線性公式簡單計算得到,因此從這個角度而言,其實這些產(chǎn)品的同質(zhì)性極強。給我的感覺就是這個研究或者說這類研究,尤其是遙感領(lǐng)域的同學在做這方面研究時,通常更多的都是堆砌大量遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品。但是缺乏足夠的生態(tài)學含義和框架將這些數(shù)據(jù)更好地整合在一起,這樣子感覺有點像記流水賬,就是把能算的遙感數(shù)據(jù)全部列上去。這個部分,最近比較火的國土空間規(guī)劃可能可以提供一個參考,就是基于這些數(shù)據(jù)來計算生態(tài)環(huán)境承載力之類的綜合指標,這樣是兼顧生態(tài)學意義與遙感數(shù)據(jù)的方法,相比于比較單個產(chǎn)品更有意義。最后也提一句另外一個相關(guān)的內(nèi)容。去年聽到學弟學妹參加Esri競賽時用的一個遙感指數(shù),基于遙感的生態(tài)指數(shù),Remote Sensing Based Ecological Index,RSEI。這個指數(shù)是福州大學徐涵秋老師團隊提出的,簡單說就是基于NDVI,MNDWI,LST和遙感計算的濕度指標做主成分分析然后疊加生成的一個指數(shù)。按照論文里的說法,指標越接近1,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越好。但是這樣子一個指標是否就具備普適性,同時這個指標完全能表征生態(tài)環(huán)境質(zhì)量嗎?我個人還是有些保留意見的。不過后續(xù)擴展研究如果可以基于這個指標做些研究,也還是不錯的。

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第七位是基于WRF數(shù)據(jù)改進數(shù)值模式輸出結(jié)果的不確定性。WRF是美國NCEP和NCAR開發(fā)的天氣數(shù)值模擬模式。這里不詳細贅述了。我博客里有介紹過安裝相關(guān)內(nèi)容,感興趣的可以去查找一下。簡單說,這是一個可以模擬真實氣象狀況的數(shù)值模擬模型,從輸出來說,可以為地學研究提供多維度的氣象變量。但是要注意的點在于,氣象學與地理學的尺度概念有差異,氣象學,尤其是數(shù)值模式的高分辨率與地理學的高分辨率差異較大。在氣象學里,全球1°就可以算是高分辨率,而地理學,尤其遙感領(lǐng)域的高分辨率通常是亞米級數(shù)據(jù)。因此WRF通常輸出最細也是在3KM左右,這是地學應用上一定的限制。這個研究其實無關(guān)WRF,就是討論WRF輸出與實測數(shù)據(jù)如何結(jié)合改進預測,降低不確定性。從概念上講,是類似data assimilation(數(shù)據(jù)同化)的研究,不過我覺得從實際操作角度更接近data fusion(數(shù)據(jù)融合)。同樣是采用了當前流行的深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。當然老師們提了個問題,單點數(shù)據(jù)與網(wǎng)格如何實現(xiàn)結(jié)合。這也是一個比較普遍的地學問題。但是事實上WRF,包括WRFDA模塊,在進行數(shù)據(jù)同化的過程中,他們對于稀疏觀測站點的真實數(shù)據(jù)與模型輸出的同化流程操作與地理學的處理思路是有差異的。地理學往往需要遙感作為尺度擴展的中介。而WRF是需要對觀測站點做一個所謂的局地化方案(印象中是有點類似空間插值的思路),感興趣的同學可以自己去深入了解。但是目前WRF模型輸出的降尺度,數(shù)據(jù)融合,數(shù)據(jù)同化已應用到更細尺度的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。這也是地理學重要的數(shù)據(jù)來源與補充。尤其深度學習的出現(xiàn),為AI和地球系統(tǒng)科學提供了另一個契機。說到這,計算機的國際會議,ICLR 2020會議開始組織一個AI與Earth Science的workshop,包括近年來數(shù)據(jù)科學競賽有大量的相關(guān)題目。無一不顯示了深度學習技術(shù)與地球系統(tǒng)科學結(jié)合的潛力。這方面的研究還有很多值得深入的地方,地理學如何為這類研究提供更好的支撐也是值得考慮的。

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第八位是以平潭島為案例,結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)分析海島的生態(tài)安全格局。生態(tài)安全也算是這幾年興起的生態(tài)學領(lǐng)域熱點研究。我碩士導師是國家重點研發(fā)專項“長三角城市群生態(tài)安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范”子課題負責人,其實同期的國家重點研發(fā)專項一共有四個關(guān)于城市群生態(tài)安全相關(guān)的,分別為京津冀,長三角,珠三角以及閩三角。事實上學院的多位老師也參與了閩三角的子課題。當前生態(tài)安全的幾個關(guān)鍵問題主要包括水生態(tài)安全,糧食生態(tài)安全,大氣污染,生物多樣性等等。這個研究其實是基于土地利用數(shù)據(jù)集合景觀生態(tài)指數(shù)評價生態(tài)安全格局,研究里采用了水文分析中的“源-匯”理論進行分析,事實上可以理解為對生態(tài)脅迫效應的研究,從而分析生態(tài)用地擴張的格局。這里推薦一篇認識的一個師姐最新發(fā)表的文章(鏈接在后面)。說到這個也提一下研究題目的問題,在題目里出現(xiàn)了兩個格局,因此確實讀起來比較拗口,這一點老師們也提到了。如果以“源-匯”理論作為關(guān)鍵創(chuàng)新點,題目可以改為基于“源-匯”理論的生態(tài)安全評估格局研究,當然這僅僅是個人意見。從主題而言應該是城市化擴張的生態(tài)安全影響。另外海島生態(tài)安全分析也是一個當前比較特殊的研究領(lǐng)域,也是值得注意的一個點。另外還可以考慮結(jié)合土地利用模擬模型,對未來的生態(tài)安全情景進行模擬分析。

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最后一位是分析師大區(qū)域的溪源江流域的洪澇災害風險地圖設(shè)計,不過我因為當時在飯點,聽得斷斷續(xù)續(xù),不是很完整。具體內(nèi)容,我就不具體點評了。整體內(nèi)容是偏向地圖設(shè)計的研究,個人看法是可以和前面第一位和第四位同學交流。地圖設(shè)計的研究,應該不僅限于制圖。在制圖的基礎(chǔ)上,可以聯(lián)系陳述彭院士提出的地學信息圖譜概念,將多年災害的洪澇災害地圖集成到一起,形成地學信息圖譜,從而推斷相關(guān)規(guī)律。這應該也是個蠻有意思的研究。

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2 Topics

總的來說,這九個研究里面(包括我也圍觀了其他GIS系的部分答辯)有很多選題比我們當年要新穎有趣得多,學弟學妹們比我們當年做畢設(shè)的時候敢嘗試的多,當年我們年級GIS系的選題大量集中在面向?qū)ο蟮倪b感分類。有很多題目都是不僅局限于GIS的傳統(tǒng)領(lǐng)域了,如計算機視覺,深度學習,WRF,文本挖掘。

地理學本身是一門很綜合的學科,因此涉及到的地學現(xiàn)象十分復雜。而GIS作為分析地理學的關(guān)鍵定量工具,勢必要求在建模的過程里必須對地理學,地學現(xiàn)象有深入了解。但是GIS學科當前的教育似乎比較多集中在GIS軟件使用,分析,開發(fā),遙感,偏向計算機科學方面的課程,在地理學基礎(chǔ)理論知識方面的課程相對少一些(可能我的了解比較片面,也不完全對)。當然這也是因為時間緣故,同等時間想兼顧多個內(nèi)容確實很難。

當然本科期間強調(diào)學習的廣度,而碩士生以及博士生的學習會更強調(diào)學習研究的深度。因此先把計算機基礎(chǔ)打好也并不是壞事。如果感興趣繼續(xù)做這方面深入研究的同學,本科期間應該先把計算機基礎(chǔ)打好。在碩博期間挑選一個適合自己的主題,深入研究挖掘。

這樣的研究就要求我們要走出GIS的限制(指去關(guān)注感興趣主題的核心),把研究放在自己關(guān)注的感興趣區(qū)域,深化這部分的專業(yè)知識了解,而隨著對關(guān)鍵領(lǐng)域的深入研究挖掘,往往會出現(xiàn)一些情況,就如上面有幾位同學做的研究,我提到的地理味不夠濃。當這情況出現(xiàn)時,應該回歸本心——重新回顧GIS學科,去思考如何再和地理學,GIS結(jié)合?

舉幾個我個人認為比較有意思的,GIS分析可以運用的特定研究。

籃球場的投籃分析(見如下蝦神的博客,此外Esri也有個匯報是基于ArcGIS Model Builder分析的)。

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B站彈幕分析,可以基于地形分析的思想進行研究??梢钥吹綇椖粩?shù)量有這個波形的存在(如圖)。也有大神基于這個用Python實現(xiàn)全自動制作視頻。

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【梗百科】如何全自動做一期小仙若/王老菊阿飛梗百科

這與下面Science論文里的這個高程截面圖是類似的。

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Science論文

還有一個與上面的類似研究。

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《名偵探柯南》B站彈幕瀏覽器

不過GIS的基本理論還是要在本科期間就建立起來并重視的,就比如目前公認的地理學第一定律和第二定律,因為這是一切空間分析和空間統(tǒng)計的基礎(chǔ)。

另外關(guān)于研究題目的起草,這次答辯有不少老師提到,我前一段剛好看到一名知名的學術(shù)博主的評論。覺得甚有益處,也分享給大家(下圖)。

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記錄了一些自己的感悟和感受,可能比較隨意,主要用于與大家交流。大部分觀點為個人意見,僅供參考。

最后還是祝大家畢業(yè)快樂呀!??!

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