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在气候变化和人类活动影响下，山区生态系统变化显著。研究人员开展 “山区立体遥感观测” 研究，发现该技术可提升山区监测、建模水平。这为山区灾害管理、气候适应和可持续发展提供关键支持。
在地球的陆地上，山脉占据了约 24% 的面积，它们不仅是地球上淡水的重要源头，还支撑着至关重要的生态系统服务。想象一下，那连绵起伏的山脉，山间清泉潺潺流淌，滋养着无数生命；茂密的森林覆盖着山体，为众多动植物提供了栖息地。然而，如今气候变化的浪潮和人类活动的冲击，让山区生态系统面临着巨大的挑战。气温升高、降水模式改变，再加上人类对资源的开发、土地利用的变化，使得山区生态系统就像脆弱的天平，开始失衡，成为全球变化的 “前哨站”。
为了更好地了解和保护山区生态系统，中国科学院山地灾害与环境研究所等机构的研究人员开展了关于山区立体遥感观测的研究。研究结果表明，立体遥感观测能从多维度获取山区信息，在山区监测、建模和管理方面发挥着不可替代的作用，这对于实现山区的可持续发展意义重大。该研究成果发表在《The Innovation》杂志上。
在研究方法上，研究人员综合运用了多种立体遥感观测技术。通过地面观测、基于塔的近地表观测、跨地形梯度的网络化地面观测、多高度无人机观测以及卫星 - 无人机 - 地面一体化观测等方式，获取多模态、多分辨率、多角度、多光谱和多时间的立体观测数据。同时，结合物理模型和基于大数据分析、机器学习的方法进行正向建模128。
下面来看看具体的研究结果：
- 3D 山区特征对遥感观测的要求：山区具有复杂的三维特征，如崎岖的地形和垂直分布的气候、土壤、植被等。这些特征使得获取准确的立体数据变得极为困难，像地形会改变太阳辐射分布，影响地面观测的时空代表性；无人机飞行路径受地形干扰，卫星观测中地形会扭曲几何关系，产生阴影影响数据分析。因此，在立体遥感观测中融入山区三维特征至关重要，例如优化地面观测采样技术、考虑地形影响校正数据等345。
- 立体遥感观测推动山区监测与管理：立体遥感观测为山区监测和管理带来了变革。在地形测绘方面，高分辨率数据可生成详细的数字高程模型（DEM），助力土地利用规划等；在地质灾害监测评估中发挥关键作用，为预警和灾害管理提供信息；还能有效监测山区植被覆盖和生态过程，如通过光谱分析和垂直分区观测网络，了解植被健康状况等。此外，它也有助于分析山区人类活动，推动实现可持续发展目标267。
- 基于立体遥感观测的正向建模深化对山区地表过程的理解：基于立体遥感观测的正向模型是研究山区环境的重要工具。传统物理模型在山区应用存在局限，而融入立体观测数据可增强三维实景重建，3D 辐射传输模型能模拟辐射与山区表面的相互作用。同时，大数据分析和机器学习的发展，结合大量立体山区数据集，推动了适用于山区环境的人工智能应用，如改进参数反演和土地覆盖分类8910。
研究结论和讨论部分强调，立体遥感观测为我们观察和理解山区环境带来了全新视角，它整合多平台三维数据，为山区生态系统提供了全面动态的信息，这对于灾害管理、气候适应和可持续发展至关重要。随着人工智能与立体遥感观测的融合，以及物理和数据驱动模型的不断发展，将为山区生态系统的预测和管理提供强大工具，有助于在促进山区社区可持续发展的同时，保护山区的生态完整性。
