从无人机视角监测南极洲

安达卢西亚海洋科学研究所研究员亚历杭德罗·罗曼 (Alejandro Román) 是南极洲首 个无人机摄影测量数据库的合著者，鉴于这些偏远地区的难以进入，CSIC 已将其作为宝贵的开放信息来源发布。 他呼吁不仅要保护这一地区，还要保护整个环境。

亚历杭德罗·罗曼 (Alejandro Román，加的斯省圣卢卡尔德巴拉梅达，1996 年) 是安达卢西亚海洋科学研究所 (ICMAN-CSIC)的研究员，他在无人机中找到了父亲对航空的热爱与他自己从多学科角度研究海洋环境现象的个人兴趣的交集。他拥有加的斯大学的海洋科学学位和海洋学硕士学位，从本科论文开始就一直从事无人机研究，但在 ICMAN-CSIC 进行博士研究期间，他以更深入和专注的方式进行研究。他与安东尼奥·托瓦尔 (Antonio Tovar) 和加布里埃尔·纳瓦罗 (Gabriel Navarro)（他的论文导师，用他的话说，是“我的两大灵感来源”）一起，刚刚发布了第 一个开放获取的摄影测量数据存储库，该数据是在 2022 年 1 月至 3 月期间PiMetAn项目第二次南极战役期间在迪塞普申岛和利文斯顿岛进行的多达 28 次无人机飞行中收集的。

“这第 一个公开数据集包含了描述南极生态系统及其功能的信息，”罗曼说，并补充说，在当前气候紧急情况下，这是极地研究的宝贵资源。他说，无人机是介于现场采样技术和卫星遥感之间的中间监测工具，适用于生态价值高、气候条件极端、难以进入和研究人员面临潜在风险的地区。大部分冰冻圈都符合这些要求。

罗曼回忆说，摄影测量技术使得生成地形和正射影像产品成为可能，这些产品已成功用于制作极地地形图、鸟类和海洋哺乳动物普查、植被测绘、冰川研究以及土壤和地质结构监测。

“南极洲在地球气候、海洋环流调节和全球生态系统中发挥着重要作用，也是最容易受到快速气候变化影响的地区之一。了解气候变化的运作方式是一项科学挑战，以便预测和预防当地和全球范围内的风险。”

毋庸置疑，技术在罗曼所从事的科学领域中发挥着关键作用。但这不仅仅是无人机和传感器这些华而不实的东西，还有幕后的东西：机器学习、编程语言和地理信息系统，它们将收集到的原始数据转换成用户（环境管理者、决策者、科学家、普通民众）可以理解和操作的格式。人工智能也是关键，它可以加快流程、优化算法并提高无人机携带的一些传感器的性能。

根据 ICMAN-CSIC 无人机在连续行动中收集的数据，南极洲有明显的退化迹象，而南极洲在地球气候、海洋环流调节和全球生态系统中发挥着根本性作用。它也是地球上最容易受到快速气候变化影响的地区之一。例如，藻类在雪和冰川冰上出现的频率越来越高，从空中很容易看到红色或绿色的图案，这有助于降低雪面的反照率，从而加速融化过程，罗曼说。

“在我的研究领域，合作是根本，因此，建立人际网络与发表论文一样重要，有助于专业成长。在攻读博士论文的三年半时间里，我有幸与世界各地机构的杰出团队合作。”

“了解它们的工作原理，以便预测和预防当地和全球范围内的风险，这是一个科学挑战，”罗曼说。行星规模的后果在许多方面都是未知的，可能包括海平面上升，也可能改变海洋环流模式。“我们可能会给整个地球带来大问题，”他警告说。

这位研究员尚未能够前往南极洲。第 一次机会出现时，由于最近爆发的新冠病毒疫情，人员配备受到限制；第二次机会就在他以富布赖特奖学金抵达马里兰大学环境科学中心（美国）并在那里停留七个月之后到来，这是一次“独特”的经历，他于二月份返回，并帮助他在职业和个人方面都得到了成长。

在技术方面，他在马里兰州参与了一个研究项目，旨在开发一种开源算法来解决无人机调查在观察水面局部现象方面的主要局限性。在体验方面，他在那里遇到了“很棒的人”，并驾车游览了美国国家公园网络。“这让我更加欣赏我的工作，更加相信自己，也让我明白，那些努力工作的人最终总会以某种方式得到回报，”他说。

“气候变化必须成为每个人的首要任务。我们已经看到了一些后果。我不需要走太远。我和多尼亚娜一起在对岸长大，我看到了河水干涸的过程，以及在迁徙季节过河的鸟儿越来越少。”

也许这也加强了他从家乡带来的团队合作精神。例如，与世界各地机构的“杰出团队”合作，让罗曼得以涉足其他遥感工具，如卫星或现场光谱辐射测量。如今，他主要与加的斯大学的“邻居”合作，在国际上，他与法国南特大学和美国宇航局戈达德太空飞行中心的同事合作。

罗曼希望有一天能踏上南极洲。他认为，信息不应该是保护南极洲很重要，而应该是“保护环境和所有从中衍生的生命”，他说。要做到这一点，需要让更多人意识到这一点。“少说多做”，他说。