《遙感》封面：“極鷹III號(hào)”拍攝的海冰影像

參加中國(guó)第33次南極考察的科研人員進(jìn)行冰面無人機(jī)作業(yè)

  海冰是全球氣候變化的敏感因子，但目前對(duì)于大范圍海冰表面形態(tài)的精細(xì)刻畫仍存在諸多困難。日前，北京師范大學(xué)極地遙感研究團(tuán)隊(duì)博士生李騰與英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)、諾桑比亞大學(xué)及加拿大環(huán)境局有關(guān)專家合作，利用海冰無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)，首次系統(tǒng)評(píng)價(jià)了無控制點(diǎn)攝影測(cè)量的精度分布，并揭示了海冰表面的精細(xì)結(jié)構(gòu)特征。相關(guān)成果4月14日以封面文章發(fā)表在國(guó)際期刊《遙感》上。

  2016-2017年，參加中國(guó)第33次南極考察的北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院科研人員，利用新型“極鷹III號(hào)”小型無人機(jī)系統(tǒng)，對(duì)“雪龍”號(hào)通往中山站的海冰斷面進(jìn)行了無人機(jī)遙感作業(yè)，并成功獲取了3個(gè)架次的南極夏季固定冰無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)。

  “這是我國(guó)首次將固定翼無人機(jī)技術(shù)用于南極大面積海冰測(cè)繪工作，支持‘雪龍’號(hào)破冰和卸貨保障，之前都是由海冰判讀員手持GPS乘坐直升機(jī)進(jìn)行目視探路。”李騰告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

  研究表明，在無控制點(diǎn)的情況下，無人機(jī)攝影測(cè)量能夠達(dá)到亞米級(jí)制圖精度，在經(jīng)過地理校正后的正射影像和數(shù)字表面模型上，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別冰貌起伏形態(tài)，尤其是冰脊的精細(xì)特征。

  “冰脊是海冰形變的主要表現(xiàn)形式，它的結(jié)構(gòu)與分布能夠從動(dòng)力和熱力兩個(gè)方面影響海冰與海洋、大氣的相互作用，而這也正是利用傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺(tái)研究海冰的難點(diǎn)所在。”加拿大環(huán)境部資深研究員、海冰物理專家默罕默德·紹克爾說。

  該成果獲得了國(guó)際同行的高度評(píng)價(jià)，三位匿名審稿人表示：“很有趣的研究成果……數(shù)據(jù)獨(dú)特，論文填補(bǔ)了重要的空白”，“樂于見到作者所用的直接地理配準(zhǔn)方法有效，在海冰研究中將會(huì)十分有用”，“一項(xiàng)開創(chuàng)性的工作得以恰當(dāng)?shù)卣故?rdquo;。

  “利用輕小型無人機(jī)平臺(tái)對(duì)固定冰進(jìn)行測(cè)圖，在未來的海冰研究和極地考察中將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景，比如基于時(shí)間序列刻畫海冰消融過程，揭示海冰形變的力學(xué)機(jī)制指導(dǎo)‘雪龍’號(hào)破冰路線，規(guī)避后勤卸貨和冰上運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)等。”論文通訊作者、北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院院長(zhǎng)程曉表示，未來他們還將繼續(xù)利用無人機(jī)平臺(tái)，與國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)同行開展更加廣泛深入的合作。