中科院*生地所塔吉克斯坦无人机航拍纪实

无人机小组成员拍照。

本报记者王通讯员姜惠平

7月30日，中国科学院*地黄研究所的科学家们在塔吉克斯坦的萨雷斯湖上进行了首次成功的航空摄影。这是萨雷斯科尔历史上的第一次飞行，也是中国人第一次来到这个地区。

为什么塔吉克斯坦萨雷斯科尔的第一张航空照片让中国科学家这么做？《中国科学报》记者疑惑地采访了*盛迪学院飞行作业队。

萨雷斯·科尔急需国际援助

萨雷斯科尔的问题是悬在塔吉克斯坦人民头上的“达摩克利斯之剑”。

1911年2月18日，塔吉克斯坦穆尔加布河谷发生7.4级地震，导致山体崩塌。滑坡从海拔4500米处滑了1800米，形成了世界上最高、最大、蓄水最多的天然大坝。大坝塞子被称为乌索大坝。堵塞河流后，河流堆积形成萨雷斯科尔。今天，湖的最深处超过500米，有超过170亿立方米的丰富淡水储备。自萨雷斯科尔成立近一个世纪以来，塔吉克斯坦等中亚国家乃至国际社会越来越担心萨雷斯科尔再次发生人间悲剧。帕米尔高原是一个活跃的地震带。近年来，由于地震和其他原因，萨雷斯湖岸边的岩崩时有发生。幸运的是，强度不够高，不会造成任何重大灾难。目前，在湖区右岸的木子山有一条2公里长的构造裂缝。如果这座山坍塌，它将导致洪水，摧毁数百平方公里的村庄，并在几分钟内淹没庄稼和植物。根据地震学家的研究，类似于1911年的大地震的重现间隔是80到120年。目前，有地震活跃期的迹象。地震可能会导致天然湖堤决堤。如果萨雷斯科尔出现问题，受害者将不仅仅是塔吉克斯坦，还有下游沿岸的阿富汗、乌兹别克斯坦和土库曼斯坦，总共有500多万人。这将是一场生态灾难。

塔吉克*非常重视萨雷斯·科尔问题。早在1997年，它就成立了一个专门机构来研究和监测湖泊的安全。在日本的资助下，塔吉克斯坦在萨雷斯科尔建立了一个地震站。塔吉克斯坦*还组织了一次关于“萨雷斯科尔的安全问题及其解决办法”的国际会议，包括俄罗斯和美国在内的十几个国家的代表提出了建议。

“这次飞行源于我们与塔吉克斯坦科学院地质、地震工程和地震学研究所的合作项目。塔吉克*非常重视萨雷斯·科尔问题。双方将依托中亚生态与环境研究中心，在塔吉克斯坦的萨雷斯科尔开展无人机监测。它将扩大与“一带一路”沿岸国家塔吉克斯坦在生态环境监测领域的交流与联系，共同促进双方在生态环境和区域可持续发展领域的合作，为塔吉克*解决萨雷斯科尔的生态安全问题提供新的方法和新思路。”项目负责人之一、*盛迪研究所高级工程师王伟生告诉《中国科学》。

在“一带一路倡议”的指引下，中国与中亚国家的经济合作不断深化，各领域合作日益深化。塔吉克斯坦和中国都是上海合作组织的成员，有着长期良好的合作关系。该项目的发展将有助于加强中亚的生态和环境安全，在欧亚大陆建立一个“安全共同体”和“命运共同体”，在中亚及其周边地区建立一个更加牢固的安全稳定区。

乌索大坝一天半

中国飞行队成员于2017年初开始准备，进行了多次高空飞行试验，制定了多项飞行计划，并准备了两套固定翼无人机航空摄影设备和两套四旋翼无人机航空摄影设备，以确保至少完成坝体的航空摄影。

7月26日，王伟生、李耀明、赵峰、巴音、郭立新等飞行作业队携带装备抵达塔吉克斯坦杜尚别。他们与塔吉克斯坦科学院谈判了空中摄影计划，该科学院协调了塔吉克斯坦应急部和军队，并组成了一个由11名成员组成的联合视察队前往萨雷斯科尔的乌索伊大坝地区。

“萨雷斯科尔的地理环境非常复杂，交通条件恶劣，车辆无法到达，运输只能依靠骡子或直升机，最近的村庄距离Usoy水坝20公里，人们需要在夏天走一整天，在冬天走3-4天。这个湖的平均海拔为3268米，四面环山，平均海拔为4800米。”王伟生说。

联合检查组计划使用军用直升机前往大坝地区。由于直升机的协调使用，任务时间要求在一天半内完成。

“7月29日，我们乘坐塔吉克斯坦军方的一架米-8型直升机从杜尚别杜尚别杜尚别军事机场起飞，两小时后抵达萨雷斯科尔。直升机着陆点位于萨雷斯科尔地质调查营地以西的开阔地带。同时，我们选择了与无人机着陆点相同的地方。”王伟生和他的同事通过卫星图像选择了大坝区域的直升机着陆点。经过现场检查，该场地是一个小型直升机着陆场，地面铺有碎石，长度不到50米，前后被群山覆盖。用作无人机着陆点是完全不合适的。

航空摄影在当地时间上午10点开始。在那一天，他们完成了20厘米分辨率的摄影任务，总面积70平方公里，完成了5次完整的飞行。平均航空摄影高度是海拔5000米。总共拍摄了1513张照片，耗时7.5小时，成功完成了20厘米的正常航空摄影任务。

根据当天的飞行情况，他们决定第二天在坝区进行倾斜飞行，并讨论确定了倾斜飞行计划尽管第一天的工作很辛苦，王伟生和他的家人已经很有信心了。

第二天，通过前一天的拍摄体验，我们降低了飞行高度，提高了照片的分辨率。以大坝为主体，完成了大坝10厘米的倾斜拍摄，总面积10平方公里，完成2架次，1次辅助飞行。拍摄高度为海拔3800米，共拍摄了2109张照片，历时5小时，成功完成了10厘米的倾斜航拍。

塔吉克斯坦*和军队对此行动给予了大力支持和帮助。在短短的一天半时间内，*盛迪学院飞行作业队顺利完成任务，没有任何设备损失。

“这个无人机航空摄影区是一个高海拔山区，气象条件多变，山区风向和风速变化迅速，作业区周围山脉陡峭，飞行条件极其恶劣。事实上，在最后一次飞行着陆后，天气状况突然变坏，无法满足再次起飞的条件。我们仍然需要在未来的山地飞行中保持高度谨慎，我们需要为更长的飞行时间做好准备。”当听到王伟生对飞行过程的描述时，记者也为他们感到焦虑。

此次行动创下了多项纪录，也是*盛迪学院飞行作业队创下的无人机最高野外纪录。这些高精度的航空地理数据对USOY大坝的安全、萨雷斯科尔的工程地质、水文地质、地球物理、测绘等相关研究工作具有重要意义。

《中国科学日报》(第六版，2017年8月7日)