劉鐵研究員（中）和他指導(dǎo)的4名博士研究生科考隊(duì)員在第三次新疆科考阿爾金山野外科考途中合影。　中新社記者 孫自法　攝

　　中新網(wǎng)新疆阿爾金山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)4月7日電 （記者 孫自法）第三次新疆綜合科學(xué)考察（新疆科考）阿爾金山野外科考隊(duì)一行4月上旬在阿爾金山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)開展調(diào)研工作，空天地網(wǎng)一體化綜合科考監(jiān)測(cè)體系建設(shè)（簡(jiǎn)稱“空天地網(wǎng)一體化”）是本次科考任務(wù)兩大項(xiàng)目之一，其主要建設(shè)內(nèi)容有哪些？如何利用先進(jìn)科技手段支撐、服務(wù)新疆科考事業(yè)？目前有何進(jìn)展？……這些問題備受關(guān)注。

劉鐵研究員冒著強(qiáng)沙塵暴天氣在阿爾金山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)庫木庫里沙漠沙子泉考察調(diào)研?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　第三次新疆科考空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所劉鐵研究員，在此次阿爾金山野外科考行程中接受中新社記者專訪，詳細(xì)解讀空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展情況。

　　全面開展新疆科考的基礎(chǔ)支撐

　　劉鐵介紹說，第三次新疆科考空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目從政策上說，即構(gòu)建“無人機(jī)-衛(wèi)星遙感-地面測(cè)站-物聯(lián)網(wǎng)”一體化資源調(diào)查與環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，是“山水林田湖草沙冰”一體化保護(hù)和系統(tǒng)治理的重要保障，也是全面開展新疆綜合科學(xué)考察的基礎(chǔ)支撐。

　　從體系上說，現(xiàn)有測(cè)站分屬多個(gè)部門，觀測(cè)要素、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，存在監(jiān)測(cè)空白區(qū)，該項(xiàng)目推行一體化監(jiān)測(cè)理念，有利于整合力量，提高精度。從手段上說，大型科考項(xiàng)目需要空天地網(wǎng)協(xié)同、統(tǒng)一管理、彌補(bǔ)數(shù)據(jù)尺度空白。從數(shù)據(jù)上說，無地面驗(yàn)證的干旱區(qū)遙感信息產(chǎn)品難以獲取較高精度，需結(jié)合地面觀測(cè)資料和無人機(jī)信息驗(yàn)證。

　　他指出，空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目具體工作內(nèi)容是結(jié)合新疆科考各項(xiàng)目的數(shù)據(jù)需求，補(bǔ)充建設(shè)重點(diǎn)空白區(qū)、完善少資料區(qū)野外觀測(cè)站點(diǎn)和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集及傳輸系統(tǒng)；研發(fā)覆蓋新疆及周邊區(qū)域基于無人機(jī)和衛(wèi)星的統(tǒng)一地理框架、多尺度、多源遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)覆蓋全疆的空天地網(wǎng)一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

　　提高多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演精度

　　劉鐵表示，第三次新疆科考空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目實(shí)施以來，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)111人在野外作業(yè)149天，作業(yè)區(qū)涉及6河、7湖、22縣，安裝維護(hù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)26個(gè)，調(diào)查樣區(qū)60個(gè)，無人機(jī)作業(yè)面積4萬多平方公里。

　　項(xiàng)目取得主要進(jìn)展包括：完成移動(dòng)終端APP和后端管理平臺(tái)上線；完成傳感器研發(fā)測(cè)試和樣機(jī)開發(fā)及改版，提升穩(wěn)定性、降低功耗，并在帕米爾高原完成相關(guān)測(cè)試；提高多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演精度；完成“新疆科考無人機(jī)組網(wǎng)管控系統(tǒng)”建設(shè)；順利開展無人機(jī)地表驗(yàn)證工作。

　　其中，提高多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演精度方面，一是提高了農(nóng)田地塊自動(dòng)劃分的精度；二是采用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)方法在全疆農(nóng)田地塊、水體、冰川建模和制圖；三是改進(jìn)土壤濕度反演方法，結(jié)合地面觀測(cè)和無人機(jī)開展信息驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)遙感土壤水分動(dòng)態(tài)反演。

　　“新疆科考無人機(jī)組網(wǎng)管控系統(tǒng)”建設(shè)方面，將第三次新疆科考塔里木河流域、伊犁河流域、額爾齊斯河流域、天山北坡經(jīng)濟(jì)帶、吐哈盆地五大片區(qū)設(shè)立的所有項(xiàng)目和課題，都納入到管控系統(tǒng)的組織架構(gòu)，可支持新疆科考所有無人機(jī)科考隊(duì)。

　　總之，空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目硬件上已初步形成跨部門聯(lián)合觀測(cè)效果，軟件上形成科考APP和無人機(jī)平臺(tái)及一體化平臺(tái)。

　　亟需加密新疆區(qū)域地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)

　　劉鐵指出，空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目為第三次新疆科考提供了實(shí)時(shí)地表觀測(cè)，以及驗(yàn)證過的，耦合的、精度高的遙感產(chǎn)品，從而提高新疆生態(tài)環(huán)境一體化監(jiān)測(cè)水平，為宏觀決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

　　空天地網(wǎng)一體化項(xiàng)目建設(shè)正處于中期積極開展階段，目前面臨的最主要挑戰(zhàn)是行業(yè)部門壁壘嚴(yán)重，無法順暢開展數(shù)據(jù)共享。

　　他也坦言，該項(xiàng)目當(dāng)前技術(shù)水平與國內(nèi)同行持平，但與國外還有較大差距，未來發(fā)展可選擇三條路徑：一是從如何服務(wù)當(dāng)?shù)鼐G色發(fā)展著手，服務(wù)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展；二是聯(lián)合可以聯(lián)合的所有觀測(cè)力量，形成良性循環(huán)的數(shù)據(jù)共享環(huán)境；三是形成數(shù)據(jù)生產(chǎn)和應(yīng)用的互惠互利機(jī)制，促進(jìn)大數(shù)據(jù)事業(yè)健康發(fā)展。

　　劉鐵表示，中國新疆擁有166萬多平方公里陸地面積，地廣人稀，當(dāng)前水土氣生（水資源、土壤、大氣、生態(tài)）等行業(yè)的國家級(jí)基準(zhǔn)站乃至自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（國測(cè)站點(diǎn)）的空間密度，相對(duì)低于國際平均水平甚至國內(nèi)其他省份，為了能匹配青山綠水生態(tài)文明的國家政策，強(qiáng)化空天地網(wǎng)一體化中“地”的力量，有效提高地面監(jiān)測(cè)站網(wǎng)密度是必要手段之一。因此，新疆區(qū)域亟需加密建設(shè)地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，整合全行業(yè)觀測(cè)力量，希望通過全社會(huì)共同努力，早日實(shí)現(xiàn)平均一千平方公里建有一個(gè)國測(cè)站點(diǎn)的目標(biāo)。（完）