刘铁研究员：空天地网一体化如何服务新疆科考

中新网新疆阿尔金山国家级自然保护区4月7日电 (记者 孙自法)第三次新疆综合科学考察(新疆科考)阿尔金山野外科考队一行4月上旬在阿尔金山国家级自然保护区开展调研工作，空天地网一体化综合科考监测体系建设(简称“空天地网一体化”)是本次科考任务两大项目之一，其主要建设内容有哪些？如何利用先进科技手段支撑、服务新疆科考事业？目前有何进展？……这些问题备受关注。

第三次新疆科考空天地网一体化项目负责人、中国科学院新疆生态与地理研究所刘铁研究员，在此次阿尔金山野外科考行程中接受中新社记者专访，详细解读空天地网一体化项目建设发展情况。

全面开展新疆科考的基础支撑

刘铁介绍说，第三次新疆科考空天地网一体化项目从政策上说，即构建“无人机-卫星遥感-地面测站-物联网”一体化资源调查与环境监测体系，是“山水林田湖草沙冰”一体化保护和系统治理的重要保障，也是全面开展新疆综合科学考察的基础支撑。

从体系上说，现有测站分属多个部门，观测要素、标准不统一，存在监测空白区，该项目推行一体化监测理念，有利于整合力量，提高精度。从手段上说，大型科考项目需要空天地网协同、统一管理、弥补数据尺度空白。从数据上说，无地面验证的干旱区遥感信息产品难以获取较高精度，需结合地面观测资料和无人机信息验证。

他指出，空天地网一体化项目具体工作内容是结合新疆科考各项目的数据需求，补充建设重点空白区、完善少资料区野外观测站点和数据自动采集及传输系统；研发覆盖新疆及周边区域基于无人机和卫星的统一地理框架、多尺度、多源遥感监测系统；研发基于物联网覆盖全疆的空天地网一体化监测系统。

提高多种卫星遥感数据反演精度

刘铁表示，第三次新疆科考空天地网一体化项目实施以来，项目团队111人在野外作业149天，作业区涉及6河、7湖、22县，安装维护监测点26个，调查样区60个，无人机作业面积4万多平方公里。

项目取得主要进展包括：完成移动终端APP和后端管理平台上线；完成传感器研发测试和样机开发及改版，提升稳定性、降低功耗，并在帕米尔高原完成相关测试；提高多种卫星遥感数据反演精度；完成“新疆科考无人机组网管控系统”建设；顺利开展无人机地表验证工作。

其中，提高多种卫星遥感数据反演精度方面，一是提高了农田地块自动划分的精度；二是采用深度学习网络，实现深度学习方法在全疆农田地块、水体、冰川建模和制图；三是改进土壤湿度反演方法，结合地面观测和无人机开展信息验证，实现遥感土壤水分动态反演。

“新疆科考无人机组网管控系统”建设方面，将第三次新疆科考塔里木河流域、伊犁河流域、额尔齐斯河流域、天山北坡经济带、吐哈盆地五大片区设立的所有项目和课题，都纳入到管控系统的组织架构，可支持新疆科考所有无人机科考队。

总之，空天地网一体化项目硬件上已初步形成跨部门联合观测效果，软件上形成科考APP和无人机平台及一体化平台。

亟需加密新疆区域地面监测站点

刘铁指出，空天地网一体化项目为第三次新疆科考提供了实时地表观测，以及验证过的，耦合的、精度高的遥感产品，从而提高新疆生态环境一体化监测水平，为宏观决策提供准确的数据支撑。

空天地网一体化项目建设正处于中期积极开展阶段，目前面临的最主要挑战是行业部门壁垒严重，无法顺畅开展数据共享。

他也坦言，该项目当前技术水平与国内同行持平，但与国外还有较大差距，未来发展可选择三条路径：一是从如何服务当地绿色发展着手，服务生态环境的可持续发展；二是联合可以联合的所有观测力量，形成良性循环的数据共享环境；三是形成数据生产和应用的互惠互利机制，促进大数据事业健康发展。

刘铁表示，中国新疆拥有166万多平方公里陆地面积，地广人稀，当前水土气生(水资源、土壤、大气、生态)等行业的国家级基准站乃至自动监测点(国测站点)的空间密度，相对低于国际平均水平甚至国内其他省份，为了能匹配青山绿水生态文明的国家政策，强化空天地网一体化中“地”的力量，有效提高地面监测站网密度是必要手段之一。因此，新疆区域亟需加密建设地面监测站点，整合全行业观测力量，希望通过全社会共同努力，早日实现平均一千平方公里建有一个国测站点的目标。(完)