劉鐵介紹說，第三次新疆科考空天地網(wǎng)一體化項目從政策上說，即構(gòu)建“無人機-衛(wèi)星遙感-地面測站-物聯(lián)網(wǎng)”一體化資源調(diào)查與環(huán)境監(jiān)測體系，是“山水林田湖草沙冰”一體化保護和系統(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)有測站分屬多個部門，觀測要素、標(biāo)準不統(tǒng)一，存在監(jiān)測空白區(qū)，該項目推行一體化監(jiān)測理念，有利于整合力量，提高精度。從手段上說，大型科考項目需要空天地網(wǎng)協(xié)同、統(tǒng)一管理、彌補數(shù)據(jù)尺度空白。從數(shù)據(jù)上說，無地面驗證的干旱區(qū)遙感信息產(chǎn)品難以獲取較高精度，需結(jié)合地面觀測資料和無人機信息驗證。
他指出，空天地網(wǎng)一體化項目具體工作內(nèi)容是結(jié)合新疆科考各項目的數(shù)據(jù)需求，補充建設(shè)重點空白區(qū)、完善少資料區(qū)野外觀測站點和數(shù)據(jù)自動采集及傳輸系統(tǒng)；研發(fā)覆蓋新疆及周邊區(qū)域基于無人機和衛(wèi)星的統(tǒng)一地理框架、多尺度、多源遙感監(jiān)測系統(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)一體化項目實施以來，項目團隊111人在野外作業(yè)149天，作業(yè)區(qū)涉及6河、7湖、22縣，安裝維護監(jiān)測點26個，調(diào)查樣區(qū)60個，無人機作業(yè)面積4萬多平方公里。
項目取得主要進展包括：完成移動終端APP和后端管理平臺上線；完成傳感器研發(fā)測試和樣機開發(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“新疆科考無人機組網(wǎng)管控系統(tǒng)”建設(shè)；順利開展無人機地表驗證工作。
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)田地塊自動劃分的精度；二是采用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，實現(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；三是改進土壤濕度反演方法，結(jié)合地面觀測和無人機開展信息驗證，實現(xiàn)遙感土壤水分動態(tài)反演。
“新疆科考無人機組網(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)濟帶、吐哈盆地五大片區(qū)設(shè)立的所有項目和課題，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科考隊。
總之，空天地網(wǎng)一體化項目硬件上已初步形成跨部門聯(lián)合觀測效果，軟件上形成科考APP和無人機平臺及一體化平臺。
亟需加密新疆區(qū)域地面監(jiān)測站點
劉鐵指出，空天地網(wǎng)一體化項目為第三次新疆科考提供了實時地表觀測，以及驗證過的，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)測水平，為宏觀決策提供準確的數(shù)據(jù)支撐。
空天地網(wǎng)一體化項目建設(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)部門壁壘嚴重，無法順暢開展數(shù)據(jù)共享。
他也坦言，該項目當(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)用的互惠互利機制，促進大數(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)的國家級基準站乃至自動監(jiān)測點(國測站點)的空間密度，相對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，強化空天地網(wǎng)一體化中“地”的力量，有效提高地面監(jiān)測站網(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)測站點，整合全行業(yè)觀測力量，希望通過全社會共同努力，早日實現(xiàn)平均一千平方公里建有一個國測站點的目標(biāo)。(完)
