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(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)，首次系統(tǒng)評(píng)價(jià)了無(wú)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年~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(wú)人機(jī)系統(tǒng)，對(duì)“雪龍”船通往中山站的海冰斷面進(jìn)行了無(wú)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(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)。

　　李騰告訴中國(guó)海洋記者，“這3個(gè)架次的數(shù)據(jù)均是在當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨進(jìn)行，雖然此時(shí)正處于極晝期間，低溫、低太陽(yáng)高度角以及人員連續(xù)的疲勞作業(yè)，使得這3個(gè)架次的數(shù)據(jù)得之不易。”

　　“這是我國(guó)首次將固定翼無(wú)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。當(dāng)時(shí)考察隊(duì)正處于繁忙的中山站接貨階段，我們的數(shù)據(jù)提高了‘雪龍’船破冰導(dǎo)航、冰上卸貨與運(yùn)輸?shù)群笄谧鳂I(yè)的效率。”李騰說(shuō)。

　　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。

　　該研究表明，在無(wú)控制點(diǎn)的情況下，無(wú)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(guò)地理校正后的正射影像和數(shù)字表面模型上，能夠準(zhǔn)確地判別冰貌起伏形態(tài)，尤其是冰脊的精細(xì)特征。

　　李騰進(jìn)一步解釋：“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、大氣相互作用，但這也正是利用傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺(tái)研究海冰的難點(diǎn)所在。”

　　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(lè)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;。

　　論文的通訊作者、全球院院長(zhǎng)程曉教授表示，利用輕小無(wú)人機(jī)平臺(tái)對(duì)固定冰進(jìn)行測(cè)圖，在未來(lái)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(guò)程，揭示海冰形變的力學(xué)機(jī)制、協(xié)助指導(dǎo)“雪龍”船破冰路線，規(guī)避后勤卸貨和冰上運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)等。

　　據(jù)悉，程曉早在2014年就率先在國(guó)內(nèi)率先探索無(wú)人機(jī)在極地研究中的可行性，他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)先后13人次赴南北極參與無(wú)人機(jī)考察，收集了大量寶貴的研究數(shù)據(jù)。關(guān)于未來(lái)，程曉表示：“還將會(huì)繼續(xù)利用無(wú)人機(jī)平臺(tái)，與國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)同行開展更加廣泛和深入的工作。”

　　據(jù)了解，本研究受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、南北極綜合考察專項(xiàng)、錢學(xué)森實(shí)驗(yàn)室等經(jīng)費(fèi)的資助。