首次利用無人機攝影測量揭示海冰表面精細結(jié)構(gòu)
《遙感》封面:“極鷹III號”拍攝的海冰影像
參加中國第33次南極考察的科研人員進行冰面無人機作業(yè)。(張寶鋼攝)
海冰是全球氣候變化的敏感因子,但目前對于大范圍海冰表面形態(tài)的精細刻畫仍存在諸多困難。日前,北京師范大學(xué)極地遙感研究團隊博士生李騰與英國紐卡斯爾大學(xué)、諾桑比亞大學(xué)及加拿大環(huán)境局有關(guān)專家合作,利用海冰無人機遙感數(shù)據(jù),首次系統(tǒng)評價了無控制點攝影測量的精度分布,并揭示了海冰表面的精細結(jié)構(gòu)特征。相關(guān)成果4月14日以封面文章發(fā)表在國際期刊《遙感》上。
2016-2017年,參加中國第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”小型無人機系統(tǒng),對“雪龍”號通往中山站的海冰斷面進行了無人機遙感作業(yè),并成功獲取了3個架次的南極夏季固定冰無人機遙感數(shù)據(jù)。
“這是我國首次將固定翼無人機技術(shù)用于南極大面積海冰測繪工作,支持‘雪龍’號破冰和卸貨保障,之前都是由海冰判讀員手持GPS乘坐直升機進行目視探路。”李騰告訴《中國科學(xué)報》。
研究表明,在無控制點的情況下,無人機攝影測量能夠達到亞米級制圖精度,在經(jīng)過地理校正后的正射影像和數(shù)字表面模型上,能夠準確地識別冰貌起伏形態(tài),尤其是冰脊的精細特征。
“冰脊是海冰形變的主要表現(xiàn)形式,它的結(jié)構(gòu)與分布能夠從動力和熱力兩個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)星平臺研究海冰的難點所在?!奔幽么蟓h(huán)境部資深研究員、海冰物理專家默罕默德·紹克爾說。
該成果獲得了國際同行的高度評價,三位匿名審稿人表示:“很有趣的研究成果……數(shù)據(jù)獨特,論文填補了重要的空白”,“樂于見到作者所用的直接地理配準方法有效,在海冰研究中將會十分有用”,“一項開創(chuàng)性的工作得以恰當?shù)卣故尽薄?/span>
“利用輕小型無人機平臺對固定冰進行測圖,在未來的海冰研究和極地考察中將會有廣闊的應(yīng)用前景,比如基于時間序列刻畫海冰消融過程,揭示海冰形變的力學(xué)機制指導(dǎo)‘雪龍’號破冰路線,規(guī)避后勤卸貨和冰上運輸?shù)娘L險等?!闭撐耐ㄓ嵶髡?、北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院院長程曉表示,未來他們還將繼續(xù)利用無人機平臺,與國內(nèi)外的學(xué)術(shù)同行開展更加廣泛深入的合作。
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