無人機“厘米級”觀測南極著地冰崖崩解過程

中山大學(xué)聯(lián)合中國極地研究中心研究團隊創(chuàng)新性地提出了一套多時相無人機影像協(xié)同配準(zhǔn)與三維變化檢測方法，實現(xiàn)了南極“著地冰崖”崩解過程的厘米級三維精細監(jiān)測，并在地面雪坑觀測的基礎(chǔ)上定量評估了“著地冰崖”的崩解量，為全球氣候變化背景下南極冰蓋質(zhì)量損失評估提供了新的觀測手段與數(shù)據(jù)支撐。該成果近日發(fā)表于地球科學(xué)領(lǐng)域知名期刊《國際應(yīng)用地球觀測和地理信息》。

南極冰體主要包括“浮”在海上的冰架和“長”在石頭上的“著地冰”等。不像冰架大規(guī)模坍塌入海那樣“轟轟烈烈”，“著地冰崖”崩解往往悄然進行。文章第一作者、中山大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授張書航介紹道，由于“著地冰崖”崩解尺度小、頻率高、不規(guī)則，受限于時空分辨率，傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感手段難以監(jiān)測其崩解過程。精細尺度冰崖崩解過程的量化監(jiān)測一直是國際極地冰川學(xué)研究領(lǐng)域的技術(shù)難題。

中山大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授鄭雷在中國第38次南極考察期間，于秦嶺站周邊采集了大量寶貴數(shù)據(jù)——26天內(nèi)共完成了10架次無人機重復(fù)攝影測量觀測，空間分辨率達到2.1厘米；采集了12個雪坑數(shù)據(jù)，詳細記錄了冰崖附近粒雪層厚度和密度等關(guān)鍵參數(shù)。研究團隊通過相關(guān)算法，將不同時間獲取的無人機影像“配準(zhǔn)”于統(tǒng)一參考系，并結(jié)合實地雪坑測量數(shù)據(jù)，在有效去除浮冰、積雪影響后，共識別出44次“著地冰崖”崩解事件，沿0.89公里海岸線累計崩解體積達4506.69立方米，總崩解量達3078.45噸。研究估算該區(qū)域“著地冰崖”日均崩解速率為262.93噸/公里。

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