近日，中国第42次南极考察队圆满完成任务，平安归来。中山大学遥感科学与技术学院副教授梁琦在此次考察中聚焦企鹅栖息地高分辨率遥感监测，在长城站周边开展地面光谱与企鹅形态观测，利用多载荷无人机实施航空遥感监测，开展企鹅种群“空—天—地”协同观测试验。

图为在阿德利岛开展企鹅无人机观测

在长城站附近的阿德利岛企鹅繁殖区域，梁琦完成了多次无人机航测飞行。现有遥感手段在企鹅识别、栖息地精细刻画及种群数量反演等方面存在算法泛化性差、缺乏地面验证样本等问题，梁琦利用深度学习目标检测与实例分割算法，从无人机影像中精确提取企鹅个体，同时对企鹅的姿态进行判别——区分站姿和趴姿，并测量体长、腰围等相关体型参数。

梁琦表示，尽管这一结果会因无法测量趴姿企鹅的尾部、观测方位角差异导致部分企鹅被误判等各种因素而产生误差，但该结果初步展现出利用无人机影像测量企鹅个体体型的潜力。

图为在菲尔德斯半岛开展野外企鹅栖息地调查

除了测量企鹅个体体型，梁琦还对企鹅巢穴进行了精准提取。“以前我们常用的是卫星监测，但卫星拍摄的距离较远且易受天气影响，无人机的应用为这些问题提供了解决方案。”梁琦说。

企鹅巢穴数量或繁殖企鹅对数是评估当前企鹅栖息地内种群规模、预测未来企鹅种群数量动态的关键参数，是目前南极企鹅现场调查记录的核心参数之一。一般情况下，需要考察队员克服南极恶劣环境，多次前往企鹅繁殖地，通过人工计数获得。梁琦采用无人机拍照的方式，实现了对种群企鹅巢穴的精准提取。

图为企鹅个体检测与姿态判别结果

在长城站，由于野外没有路，去开展实地观测基本靠走，在雪地或泥地走七八公里是常事。菲尔德斯半岛的企鹅分布广泛。为实现“空—天—地”协同观测，梁琦有时需要野外步行10公里去往企鹅栖息地进行光谱测量以及种群数量人工观测，来回就是20公里。考察期间，他共完成无人机飞行60余架次，获取了包括可见光、多光谱、热红外、激光雷达在内的多种企鹅栖息地观测数据。此外，针对企鹅形态，他还开展了地面SLAM扫描。

据了解，中山大学遥感科学与技术学院极地遥感团队融合遥感科学与技术、海洋工程、大气科学、海洋科学等多学科优势，聚焦极地环境快速变化这一国际前沿，重点发展极地地空天遥感观测技术、极地海洋立体观测技术、极地环境认知与应用三大研究方向。团队成员多次参与国家南北极科考以及极地相关重大项目。

来源：光明日报全媒体记者 雷爱侠 吴春燕 通讯员 曹宁

责编：张永群

编辑：朱晓帆 常莹

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