巡極識冰：“星”“空”聯(lián)動為“雪龍”兄弟破冰引航
更新時(shí)間：2025/12/1 9:58:18 來源：新華社
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正在執(zhí)行中國第42次南極考察任務(wù)的“雪龍2”號于北京時(shí)間11月25日抵達(dá)中山站外圍海冰區(qū)域后，已連日開展破冰作業(yè)。北京時(shí)間11月30日，“雪龍”號也到達(dá)該區(qū)域。
近年來，從九天之上的國產(chǎn)海洋衛(wèi)星，到無人機(jī)在極寒空域精準(zhǔn)盤旋，中國極地科考的自主創(chuàng)新之路不斷延伸。面對復(fù)雜冰情海況，衛(wèi)星與無人機(jī)如何聯(lián)動，為“雪龍”兄弟尋找“最佳路線”？新華社記者連線國內(nèi)及“雪龍”號上的專家。
海洋衛(wèi)星：尋找破冰最優(yōu)路線
“船長，大前天圖上這個(gè)地方有一條水道，不過這兩天的大風(fēng)又把海冰吹到了一起，水道封住了。”
“是的領(lǐng)隊(duì)，您看這張衛(wèi)星圖像，‘雪龍2’號現(xiàn)在準(zhǔn)備從這座大冰山的北邊繞過去，突破亂冰區(qū)，從西側(cè)這片平整冰區(qū)繼續(xù)破冰。”
這是北京時(shí)間11月29日，“雪龍”號會議室內(nèi)，考察隊(duì)領(lǐng)隊(duì)魏福海與“雪龍”號船長朱兵商議的一幕。他們面前的屏幕上，是國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心發(fā)來的中山站附近衛(wèi)星遙感高清圖。
即使在南半球的夏天，南極大陸邊緣仍有堅(jiān)硬海冰。“雪龍”兄弟須艱難破冰，才能抵近考察站，開展生活保障、科研裝備等關(guān)鍵物資卸貨。
“今年卸貨任務(wù)很重，但冰情年年不同，天氣說變就變，很多情況下需要現(xiàn)場決策。而我國自主海洋衛(wèi)星觀測體系提供的信息是探冰、破冰的重要參考。”魏福海說。
一組數(shù)據(jù)顯示，自2002年第一顆自主海洋衛(wèi)星升空以來，我國已成功發(fā)射海洋水色、海洋動力環(huán)境、海洋監(jiān)視監(jiān)測三個(gè)系列共14顆海洋衛(wèi)星，目前11顆在軌運(yùn)行，構(gòu)建了高精度、定量化、高重訪，覆蓋全球大洋、極地與我國管轄海域的業(yè)務(wù)化觀測體系。
“近年來，我中心負(fù)責(zé)承擔(dān)南北極科學(xué)考察衛(wèi)星遙感保障任務(wù)。”中心極地遙感監(jiān)測部主任石立堅(jiān)介紹，目前，團(tuán)隊(duì)正安排衛(wèi)星對中山站站區(qū)和周邊海冰分布情況加密觀測，為“雪龍”兄弟尋找更多破冰潛在路徑。
完成國產(chǎn)替代：“千里眼”破解海冰預(yù)報(bào)難
船時(shí)11月29日深夜，隨船衛(wèi)星保障人員、國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心工程師紀(jì)元在電腦前接收中國“1米C-SAR衛(wèi)星01”與“02星”數(shù)據(jù)，第一時(shí)間處理轉(zhuǎn)化，并最終形成高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)圖片。
“‘1米C-SAR衛(wèi)星’是我國首批業(yè)務(wù)化運(yùn)行的多極化合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，能夠穿透云層，十分清晰地觀測到地面各類物體及地形地貌。”紀(jì)元說，“1米C-SAR衛(wèi)星”具備多種觀測模式，其中在南極冰區(qū)常用的精細(xì)條帶模式可以實(shí)現(xiàn)5米分辨率、50公里成像幅寬，實(shí)現(xiàn)對大范圍冰區(qū)的精細(xì)觀測。
紀(jì)元介紹，極軌衛(wèi)星繞地球按照一定周期重復(fù)觀測地表，因此需要“雪龍”船衛(wèi)星接收系統(tǒng)與國內(nèi)的地面接收系統(tǒng)“前后聯(lián)動”，在一天中的不同時(shí)段，接收有限時(shí)間內(nèi)的有效數(shù)據(jù)。
記者了解到，今年中國南極考察隊(duì)主要使用國產(chǎn)自主衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了海洋動力環(huán)境、極區(qū)海冰密集度、高分辨率遙感影像等多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用，改變了過去該類數(shù)據(jù)產(chǎn)品主要依賴國外進(jìn)口的局面，完成了國產(chǎn)化替代。
石立堅(jiān)表示，下一步，國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心將結(jié)合極區(qū)海冰衛(wèi)星監(jiān)測產(chǎn)品和人工智能模型，更好開展極區(qū)海冰預(yù)報(bào)預(yù)測工作，讓國產(chǎn)“千里眼”破解海冰預(yù)報(bào)難題。
無人機(jī)：星載遙感的關(guān)鍵補(bǔ)充
“基于無人機(jī)的遙感技術(shù)能彌補(bǔ)野外觀測與星載遙感之間的空白。”考察隊(duì)員、同濟(jì)大學(xué)測繪與地理信息學(xué)院教授喬剛為記者展示用于南極測繪遙感的無人機(jī)設(shè)備。
他這樣解釋在南極地區(qū)應(yīng)用衛(wèi)星與無人機(jī)遙感觀測的區(qū)別：衛(wèi)星遙感觀測有大范圍宏觀觀測的優(yōu)勢，而無人機(jī)航拍可以實(shí)現(xiàn)小范圍上的冰川和海冰狀況觀測，用于更加詳細(xì)的冰面信息提取與分析，兩者之間可以互補(bǔ)。
“在識別海冰表面裂隙和微地形、分析冰川表面融化、觀測冰坑和冰川表面塌陷事件等方面，無人機(jī)數(shù)據(jù)有優(yōu)勢。”喬剛說。
在近幾次南極考察中，喬剛及其團(tuán)隊(duì)先基于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)規(guī)劃破冰航線，再使用無人機(jī)在固定冰區(qū)“探路”，為考察隊(duì)完成各項(xiàng)任務(wù)提供支撐。2019年至2023年期間，團(tuán)隊(duì)利用無人機(jī)進(jìn)行了南極達(dá)爾克冰川表面微地形三維重建及其演化分析，揭示了冰川流速的變化。
冰海為卷，“星”“空”聯(lián)動，不僅為“雪龍”兄弟在重重冰障中指明了航向，更展現(xiàn)著中國各項(xiàng)自主極地保障科技的快速發(fā)展。
專家認(rèn)為，中國海洋衛(wèi)星目前正處于全面升級換代、逐漸由“跟跑”向“并跑”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，將加強(qiáng)拓展海流、極地等新型觀測能力，支撐海洋強(qiáng)國建設(shè)。
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焦作網(wǎng)免責(zé)聲明： | |||||||
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近年來，從九天之上的國產(chǎn)海洋衛(wèi)星，到無人機(jī)在極寒空域精準(zhǔn)盤旋，中國極地科考的自主創(chuàng)新之路不斷延伸。面對復(fù)雜冰情海況，衛(wèi)星與無人機(jī)如何聯(lián)動，為“雪龍”兄弟尋找“最佳路線”？新華社記者連線國內(nèi)及“雪龍”號上的專家。
海洋衛(wèi)星：尋找破冰最優(yōu)路線
“船長，大前天圖上這個(gè)地方有一條水道，不過這兩天的大風(fēng)又把海冰吹到了一起，水道封住了。”
“是的領(lǐng)隊(duì)，您看這張衛(wèi)星圖像，‘雪龍2’號現(xiàn)在準(zhǔn)備從這座大冰山的北邊繞過去，突破亂冰區(qū)，從西側(cè)這片平整冰區(qū)繼續(xù)破冰。”
這是北京時(shí)間11月29日，“雪龍”號會議室內(nèi)，考察隊(duì)領(lǐng)隊(duì)魏福海與“雪龍”號船長朱兵商議的一幕。他們面前的屏幕上，是國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心發(fā)來的中山站附近衛(wèi)星遙感高清圖。
即使在南半球的夏天，南極大陸邊緣仍有堅(jiān)硬海冰。“雪龍”兄弟須艱難破冰，才能抵近考察站，開展生活保障、科研裝備等關(guān)鍵物資卸貨。
“今年卸貨任務(wù)很重，但冰情年年不同，天氣說變就變，很多情況下需要現(xiàn)場決策。而我國自主海洋衛(wèi)星觀測體系提供的信息是探冰、破冰的重要參考。”魏福海說。
一組數(shù)據(jù)顯示，自2002年第一顆自主海洋衛(wèi)星升空以來，我國已成功發(fā)射海洋水色、海洋動力環(huán)境、海洋監(jiān)視監(jiān)測三個(gè)系列共14顆海洋衛(wèi)星，目前11顆在軌運(yùn)行，構(gòu)建了高精度、定量化、高重訪，覆蓋全球大洋、極地與我國管轄海域的業(yè)務(wù)化觀測體系。
“近年來，我中心負(fù)責(zé)承擔(dān)南北極科學(xué)考察衛(wèi)星遙感保障任務(wù)。”中心極地遙感監(jiān)測部主任石立堅(jiān)介紹，目前，團(tuán)隊(duì)正安排衛(wèi)星對中山站站區(qū)和周邊海冰分布情況加密觀測，為“雪龍”兄弟尋找更多破冰潛在路徑。
完成國產(chǎn)替代：“千里眼”破解海冰預(yù)報(bào)難
船時(shí)11月29日深夜，隨船衛(wèi)星保障人員、國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心工程師紀(jì)元在電腦前接收中國“1米C-SAR衛(wèi)星01”與“02星”數(shù)據(jù)，第一時(shí)間處理轉(zhuǎn)化，并最終形成高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)圖片。
“‘1米C-SAR衛(wèi)星’是我國首批業(yè)務(wù)化運(yùn)行的多極化合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，能夠穿透云層，十分清晰地觀測到地面各類物體及地形地貌。”紀(jì)元說，“1米C-SAR衛(wèi)星”具備多種觀測模式，其中在南極冰區(qū)常用的精細(xì)條帶模式可以實(shí)現(xiàn)5米分辨率、50公里成像幅寬，實(shí)現(xiàn)對大范圍冰區(qū)的精細(xì)觀測。
紀(jì)元介紹，極軌衛(wèi)星繞地球按照一定周期重復(fù)觀測地表，因此需要“雪龍”船衛(wèi)星接收系統(tǒng)與國內(nèi)的地面接收系統(tǒng)“前后聯(lián)動”，在一天中的不同時(shí)段，接收有限時(shí)間內(nèi)的有效數(shù)據(jù)。
記者了解到，今年中國南極考察隊(duì)主要使用國產(chǎn)自主衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了海洋動力環(huán)境、極區(qū)海冰密集度、高分辨率遙感影像等多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用，改變了過去該類數(shù)據(jù)產(chǎn)品主要依賴國外進(jìn)口的局面，完成了國產(chǎn)化替代。
石立堅(jiān)表示，下一步，國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心將結(jié)合極區(qū)海冰衛(wèi)星監(jiān)測產(chǎn)品和人工智能模型，更好開展極區(qū)海冰預(yù)報(bào)預(yù)測工作，讓國產(chǎn)“千里眼”破解海冰預(yù)報(bào)難題。
無人機(jī)：星載遙感的關(guān)鍵補(bǔ)充
“基于無人機(jī)的遙感技術(shù)能彌補(bǔ)野外觀測與星載遙感之間的空白。”考察隊(duì)員、同濟(jì)大學(xué)測繪與地理信息學(xué)院教授喬剛為記者展示用于南極測繪遙感的無人機(jī)設(shè)備。
他這樣解釋在南極地區(qū)應(yīng)用衛(wèi)星與無人機(jī)遙感觀測的區(qū)別：衛(wèi)星遙感觀測有大范圍宏觀觀測的優(yōu)勢，而無人機(jī)航拍可以實(shí)現(xiàn)小范圍上的冰川和海冰狀況觀測，用于更加詳細(xì)的冰面信息提取與分析，兩者之間可以互補(bǔ)。
“在識別海冰表面裂隙和微地形、分析冰川表面融化、觀測冰坑和冰川表面塌陷事件等方面，無人機(jī)數(shù)據(jù)有優(yōu)勢。”喬剛說。
在近幾次南極考察中，喬剛及其團(tuán)隊(duì)先基于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)規(guī)劃破冰航線，再使用無人機(jī)在固定冰區(qū)“探路”，為考察隊(duì)完成各項(xiàng)任務(wù)提供支撐。2019年至2023年期間，團(tuán)隊(duì)利用無人機(jī)進(jìn)行了南極達(dá)爾克冰川表面微地形三維重建及其演化分析，揭示了冰川流速的變化。
冰海為卷，“星”“空”聯(lián)動，不僅為“雪龍”兄弟在重重冰障中指明了航向，更展現(xiàn)著中國各項(xiàng)自主極地保障科技的快速發(fā)展。
專家認(rèn)為，中國海洋衛(wèi)星目前正處于全面升級換代、逐漸由“跟跑”向“并跑”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，將加強(qiáng)拓展海流、極地等新型觀測能力，支撐海洋強(qiáng)國建設(shè)。
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