日前，北京师范大学极地遥感研究团队博士生李腾与英国纽卡斯尔大学、诺桑比亚大学及加拿大环境局有关专家合作，利用海冰无人机遥感数据，首次系统评价了无控制点摄影测量的精度分布，并揭示了海冰表面的精细结构特征。相关成果4月14日以封面文章发表在国际期刊《遥感》上。
2016年~2017年，参加中国第33次南极考察的北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院科研人员，利用飞马智能航测/遥感系统F300对“雪龙”船通往中山站的海冰断面进行了无人机遥感作业，利用飞马F300搭载可见光相机、倾斜相机、激光雷达等传感器完成43个架次的完美飞行，为解释全球变暖背景下南极冰面融池提供了宝贵翔实的航空遥感资料。本次南极科考采集了大量现场实测遥感观测数据，包括拉斯曼丘陵影像一期、达尔克冰川六期、中山站近岸海冰两期、中山站倾斜影像一期、企鹅岛数据一期、鹰嘴岩大坑激光点云数据一期，在完成预期任务的基础上，另外帮助中国极地研究中心采集预选蓝冰机场数据一期、探冰机器人路径航拍一期、鹰嘴岩至内陆车辙印航拍数据一期，数据量累积高达124G。李腾告诉中国海洋记者，“虽然此时正处于极昼期间，低温、低太阳高度角以及人员连续的疲劳作业，使得这次的数据得之不易。”
“这是我国首次将固定翼无人机技术用于南极大面积海冰测绘工作，支持‘雪龙’号破冰和卸货保障，之前都是由海冰判读员手持GPS乘坐直升机进行目视探路。当时考察队正处于繁忙的中山站接货阶段，我们的数据提高了‘雪龙’船破冰导航、冰上卸货与运输等后勤作业的效率。”李腾说。海冰是全球气候变化的敏感因子，但目前对于大范围海冰表面形态的精细刻画仍存在诸多困难。
该研究表明，在无控制点的情况下，无人机摄影测量能够达到亚米级制图精度，在经过地理校正后的正射影像和数字表面模型上，能够准确地判别冰貌起伏形态，尤其是冰脊的精细特征。
李腾进一步解释：“冰脊是海冰形变的主要表现形式，它的结构与分布能够从动力和热力两个方面影响海冰与海洋、大气相互作用，但这也正是利用传统卫星平台研究海冰的难点所在。”
该成果获得了国际同行的高度评价，三位匿名审稿人表示：“很有趣的研究成果……数据独特，论文填补了重要的空白”“乐于见到作者所用的直接地理配准方法有效，在海冰研究中将会十分有用”“一项开创性的工作得以恰当地展示”。
论文的通讯作者、全球院院长程晓教授表示，利用轻小无人机平台对固定冰进行测图，在未来的海冰研究和极地考察中将会有广阔的应用前景，比如基于时间序列刻画海冰消融过程，揭示海冰形变的力学机制、协助指导“雪龙”船破冰路线，规避后勤卸货和冰上运输的风险等。
据悉，程晓早在2014年就率先在国内率先探索无人机在极地研究中的可行性，他曾利用飞马F1000、F200、F300多个机型，带领研究团队先后13人次赴南北极参与无人机考察，收集了大量宝贵的研究数据。关于未来，程晓表示：“还将会继续利用无人机平台，与国内外的学术同行开展更加广泛和深入的工作。”
据了解，本研究受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、南北极综合考察专项、钱学森实验室等经费的资助。【本文转载自：观沧海】
