资源环境管理与数字技术国际联合实验室(jicredt.whu.edu.cn)的基本介绍在网站上都可以了解到。实验室建立的初衷之一就是提供给同学们进行研究的平台。我这篇短文主要是写给希望得到研究锻炼的同学的,包括我的研究生,即将进入实验室学习的研究生,和参与我科研项目的高年级本科生。
研究有很多种,包括学术研究(狭义上专指基础理论创新研究)、应用创新研究、工程研究、教学研究等等。以上这些在实验室都有项目提供平台让同学们尝试、学习。实验室的研究方向目前主要围绕(1)智能传感网和(2)资源环境管理领域的空间信息服务。
智能传感网是这几年的新概念,目前研究智能传感网有(1)底层研究,主要是传感器部件的智能化,比如如何智能管理功耗,如何智能管理数据传输等;(2)上层研究,主要是传感器数据应用的智能化,比如语义传感网等。实验室研究基础主要包括传统的3S技术,包括地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GNSS),紧密集合软件工程与计算机科学技术,加上现在紧随物联网、大数据、人工智能趋势,目前实验室的主要研究集中在智能传感网的“上层研究”,即应用层研究。
实验室的研究项目包括国家和省级的科学基金、重大科技研发计划、工程应用、预演研究等等,目前主要应用在自然资源、生态环境、国土空间、安全应急、交通规划等领域。大部分都是属于创新研究,研究需求主要是通过我们自身提出,自己找解决方案,自己做实验验证结果。原来实验室也做过很多工程应用类的项目,这类项目很锻炼实际动手能力和工作能力,但是这类项目周期较长,重复性工作较多,目前已经很少承接。这是我们实验室的一个工作思路,更希望学生通过科研项目培养独立思考和解决问题的能力,我认为硕士研究生就是一个从本科到博士的过渡阶段,就是学生摸索自己是否适合将来从事研究工作的一个重要阶段。能做研究的能力从哪里可以体现呢?能否写出漂亮的研究报告,能否发表优秀的研究论文,能否发明先进技术与方法,这些是我考察的重点。
很多同学会问,那编程呢?我认为编程是基础,是做研究报告、写研究论文,搞发明的前置条件,本应该是同学们在本科生阶段就掌握的技能。我经常跟同学们说的是,不仅我们工科专业的同学要会编程,现在文科理科生都得会编程,编程和英语、开车应该是本科生应该掌握的三项基础能力。但现实情况是很多同学读到研究生了,对编程还是一知半解,对英语还是生活用语阶段,还要用上学的时间去学开车。这些我建议都在大四和暑假期间去好好补补,该补齐的补齐。
对于开车技能我就不说了。英语的事情我啰嗦两句,英语写作能力是做研究最重要的能力之一,因为你做研究必须发表研究论文,中文论文固然要发,英文论文更是你博士研究期间的硬性工作。怎么锻炼呢?首先要看同行,特别是小同行的SCI文章,小同行指与你研究方向特别接近的,比如“智能空间传感网”,这类的文章目前就那么一些。我在这里放了2篇文章,一篇是关于空间传感网的(理论)(点击阅读),一篇是关于环境监测与预警的(应用)(点击阅读),你可以先考察一下自己,如果能把这两篇一口气读完读懂,没有什么专业名词难倒你,都理解了,那就算基本达标了,如果没有,就对应补学一下。看英文文章的同时,学习写研究论文的行文规范,这是非常重要的,做哪行就有哪行的规矩,行文也必须按规矩来。
关于编程的事情我重点说说。我认为编程能力是研究生的一项必须精通的动手能力。因为很多实验要靠你用编程去实现去展示,特别是现在风口上的深度学习、人工智能,都是靠程序去实现的,你想不编程就能作研究,除非是你能找到能帮你编程的人。但即使有人帮你编程,你如果自己不会,你也无法让替你编程的人理解你的目标。所以,这个能力还得自己掌握。我们实验室不限定学生用哪种编程语言,我们推荐用JAVA\PYTHON,这也是现在的主流语言,也是同学在本科就能接触到的语言。关于动态WEB编程,HTML5\CSS3\JAVASCRIPT\JSP\PHP这些也是基本的。移动端有时也会开发一些ANDRIOD APP和微信小程序。关系型数据库主要是开源的MYSQL和POSTGRE/POSTGIS等,大数据图数据库主要用NEO4J。在其中,有些工具也是我们经常用的,比如Arcgis server/Geoserver/Openlayer,还有Baidu Map API/Google Earth API等等widgets。这些是应该在本科阶段就能已经基本掌握的编程技能。
那么到研究生阶段呢?有一种特别的编程能力我是希望你能掌握的,就是语义网编程,我在中同样放了一本语义网编程的电子书《Semantic Web Programming》(点击下载),这本书是英文的,是用JAVA示例的,网上有这本的中文翻译书卖,如果英文读的有困难,可以买本中文的看看。这本书从头到尾都应该认真学习,并仿照着上面的例子进行语义网编程练习,非常有帮助。我自己都从头到尾学习了一遍。这里再放了我写的一个语义传感网实现的PPT(点击下载),帮助你理解语义传感网,你在会语义网编程之后,在研究生阶段就要会用设计和开发语义传感网应用,这一部分内容你还可以重点参考OGC 的SWE,和W3C的Semantic Sensor Network Ontologies。
关于深度学习和人工智能方面的编程,我不做硬性要求,但我强烈建议你自学,这是现在找工作的必备,我建议用PYTHON学习。网上有很多视频教程。如果你研究生毕业不想读博士,而是只想找工作,这方面应该是你关注的重点,因为目前这是风口,现在很多企业需要这个方向的人才。
这里顺便说一下,在你进入实验室读硕士之前,我首先会问的问题之一就是,你将来是怎么打算的,是读博士还是硕士毕业直接工作?还是出国读博?如果是想硕士毕业直接找工作,我会建议同学参加更偏向应用类的科研项目,用目前最主流的技术去进行应用类创新;如果是想继续读博士(包括到国外读博士),我会建议同学参加更偏基础理论类的科研项目,以发表学术论文为主要工作。我希望同学在进入实验室之前就能确定目标,有了目标才能更好制定培养方案。另外,每个人的想法能力又会有差异性,这些都需要沟通,然后我来考虑为学生制定哪种培养方案。
最后谈一下专业,实验室的同学本科专业主要是空间信息与数字技术、地理信息系统、遥感科学与技术、软件工程等。目前实验室研究生主要是地理信息系统、模式识别与智能系统、摄影测量与遥感专业、软件工程等。这些专业实际上是打通的,附我原来写的两篇教育类论文(点击阅读,点击阅读2)里都有谈到,同学们可以读读。现在的各专业虽然在学科课程上不同,但是都可以在实验室的研究方向上有用武之地。关于一些基础专业知识,我的两本书《空间信息与传感器网络》《时空大数据的技术与方法》虽然已出版了几年,有些知识已经略显陈旧,但仍然可以读读,帮助同学们整体了解学习的大方向,因为涉及知识产权,不能放书的电子版,如有需要的可以直接找我要。
这篇短文主要是写给将进入实验室开展研究型学习的同学的,实验室还有很多其他教学作用,比如创新创业教育、国际合作交流、实验设备共享等,也欢迎刚接触到我们实验室的有兴趣的同学咨询(1920525866@qq.com,我的QQ及邮箱)。
热烈欢迎各类专业的同学进入实验室学习,希望我们能互相找到契合点,希望同学能在实验室平台上进步更多,收获更多!
孟小亮
2020年9月1日