編者：

及時準確地獲得災害的地理定位，這對高效的應急響應至關重要，也是災害風險防控與韌性發展的關鍵。2月6日，《中國科技信息》雜志專訪了在定量遙感、地球大數據及天空地一體化對地觀測領域取得卓越成就的薛勇院士，薛勇院士介紹了如何加快空天信息與低空系統技術融合，從而迅速獲取災害地理定位的相關研究。

采寫：執行主編 鄭挺穎

薛勇院士

03

無人機在跨區域應急協同中的

獨特優勢

提問

在跨區域災害聯動中，無人機

相比傳統手段有哪些獨特優勢？

回答

無人機在跨區域災害聯動與信息共享中的優勢，可以從三個維度理解：技術能力、操作特性和系統融合。相較于傳統手段如人工勘察、衛星、有人機，無人機提供了一個快速、靈活、精細且低成本的空中信息節點，徹底改變了災害應急的“信息獲取—共享—決策”循環。

首先是無與倫比的響應速度與靈活機動性。無人機可在地面交通中斷前后迅速起飛，通常在數十分鐘內抵達受災核心區，實現“第一時間到場”。它能輕松飛越塌方、洪水、廢墟等極端復雜地形，直達孤島化的災區，獲取關鍵信息。作為移動的信息節點，可在不同行政區域、不同救援隊伍之間進行偵查和信息中繼，打破地理與行政壁壘。

其次是低成本、高分辨率的實時態勢感知。無人機既可進行大范圍的災情普查，如洪水淹沒范圍，也可對重點目標如損毀橋梁、被困人員進行厘米級精度的抵近偵查和三維建模。通過集成可見光、熱成像、多光譜、激光雷達等傳感器，在單一架次中同步獲取多種數據。通過4G/5G或自組網鏈路，可將實時畫面、高清圖片、三維模型直接推送至后方聯合指揮中心及各聯動單位，實現“前方一目了然，后方協同決策”。

提問

我注意到您特別強調“通信中繼”

功能，這在應急中有什么特殊

意義？

回答

重大災害往往導致地面通信基站損毀，形成“信息孤島”。搭載通信載荷的無人機可快速升空，構建臨時移動通信網絡，恢復災區手機信號或為救援專網提供中繼，保障指揮指令和災情信息的上傳下達。這是實現跨區域、跨部門聯動的物理基礎。

提問

無人機在應急中還能發揮哪些

獨特作用？

回答

除了通信中繼，無人機在應急中還有多個關鍵作用。一是快速災情評估與態勢感知。災害發生后，無人機可迅速飛抵受災區域，通過高清攝像、紅外熱成像、多光譜傳感器等設備，實時傳回災害現場的影像與數據。結合衛星提供的宏觀背景信息，應急指揮中心能夠在短時間內全面掌握災情分布、受災程度、關鍵基礎設施損毀情況等，為資源調配和力量部署提供科學依據。

二是物資投送與生命救援。在道路中斷、地形復雜的災區，無人機能夠實現小批量應急物資如藥品、食品、救生設備的精準投送。同時，配備喊話器、探照燈、生命探測儀的無人機可以協助搜尋被困人員，提高救援效率。

三是跨區域協同指揮平臺。通過統一的云平臺，不同地區、不同部門的無人機可以接入同一指揮系統，實現任務協同、數據共享。指揮中心能夠根據災情動態，跨區域調度無人機資源，形成“一處受災、多方支援”的協同作戰模式。

四是災后重建與監測。在應急階段之后，無人機可以持續對災區進行定期監測，評估重建進度，防范次生災害，為恢復重建提供長期的數據支持。

提問

在跨區域聯動中，無人機如何

實現信息共享的標準化？

回答

無人機生成的正射影像圖、三維實景模型、視頻流等，本身就是最直觀、最易理解的信息載體。無人機數據自帶高精度時空標簽，能與衛星數據、地面報告在統一的地理信息平臺上無縫融合，消除信息歧義。多支來自不同區域的無人機隊伍，可通過云平臺共享飛行計劃、空域信息和成果數據，避免重復偵查和空域沖突，實現高效協同。

提問

為了方便大家理解，您能否

舉個跨區域聯動的具體案例？

回答

比如在A省發生洪災、下游B省面臨壓力的場景中。A省無人機快速獲取的洪峰過境、堤壩險情、淹沒范圍等高清數據和模型，可實時共享給B省防汛指揮部。雙方基于同一套高精度、可視化的事實數據進行會商和決策，可極大提升聯動響應的科學性和協同效率。

另外，在救援力量調度方面，多支來自國家、省、市及社會力量的救援隊同時抵達災區時，聯合指揮中心可依托無人機實時回傳的全局態勢，動態指派各支隊伍前往最急需的區域，實現救援力量的精準調度和跨區域互補。

在效果評估方面，對某堰塞湖進行爆破處置后，無人機可立即進行后效偵查，將處置后的影像、水文數據與之前模型對比，結果快速共享給地質、水利專家和一線指揮官，形成“偵查—決策—行動—評估”的敏捷閉環，指導下一步行動。

04

邁向智能化的應急協同體系

提問

無人機在應急領域展現出巨大

潛力，但目前還面臨哪些主要

挑戰？

回答

挑戰主要來自四個方面。第一是空域管理與協調機制。跨區域飛行涉及復雜的空域審批與協調問題，需要建立應急狀態下的綠色通道。目前應急狀態下跨區域、多無人機協同飛行的空域快速審批與動態避讓機制還不完善。

第二是技術標準與數據共享。不同廠商、不同型號的無人機數據格式不一，缺乏統一的數據融合與共享標準。不同品牌、型號無人機數據格式、傳輸協議的統一與互通仍是難題。

第三是續航與載荷限制。目前大多數民用無人機續航時間有限，難以適應大范圍、長時間的應急任務。同時，在極端惡劣天氣和復雜電磁環境下，遠程、可靠的數據鏈保障也面臨挑戰。

第四是安全與隱私問題。無人機采集的數據可能涉及個人隱私和敏感區域，需要完善相關法律法規。同時具備跨區域協同操作能力的專業隊伍，以及常態化的聯合演練機制也需要加強。

提問

針對這些挑戰，未來發展方向

是什么？

回答

未來發展方向主要包括四個方面。一是智能化與自主化。發展具備自主規劃、集群協同能力的智能無人機系統，實現從“遙控操作”到“自主決策”的轉變。通過深度學習、強化學習等AI技術，提升無人機在復雜環境下的感知、決策和行動能力。

二是多源信息融合。深化空天信息與低空無人機數據的融合分析，提升災害預警與評估的準確性。打通衛星遙感、無人機偵察、地面監測等多源數據的融合鏈路，構建真正的“空天地一體化”監測體系。

三是制度與標準建設。建立健全跨區域應急無人機協同的法規、標準與協作機制。制定空天地數據接口、質量、安全標準體系，參考ISO/TC211等國際標準；開發開放式協同框架，支持多廠商設備接入；建立應急狀態下跨區域、多無人機協同飛行的空域快速審批與動態避讓機制。

四是新型動力與平臺。研發長航時、大載荷的專業應急無人機平臺。發展太陽能無人機、氫燃料電池無人機等新型動力技術，實現數天甚至數周的持續飛行能力；研制耐高溫、抗強風、防電磁干擾的特種無人機，適應極端環境作業需求；開發模塊化、可快速更換任務載荷的無人機平臺，提升任務適應性。

提問

最后，想請您展望一下無人機

在應急協同領域的發展前景。

回答

展望未來，我認為無人機在應急協同領域將發揮越來越重要的作用。從空天信息到低空系統的技術融合，特別是無人機系統的深度應用，正在重塑跨區域應急協同的模式。無人機以其快速響應、靈活部署、多維感知的優勢，成為連接宏觀監測與現場處置的關鍵節點，顯著提升了應急響應的效率和精準度。

空天遙感、衛星數據與無人機低空感知的協同，正從“簡單數據疊加”向“智能任務協同”演進。未來通過打通技術壁壘、構建空天地一體化網絡，將進一步提升全球精細化監測與應急響應能力，為自然資源管理、防災減災、智慧城市等提供核心支撐。

構建“空—天—地”一體化信息體系，需以“數據驅動、智能協同、應用導向”為核心，通過技術整合、標準統一、機制創新，逐步形成全域覆蓋、實時精準、智慧響應的數字感知能力。這不僅將提升國家綜合治理與應急響應水平，也為數字經濟、生態文明建設提供關鍵基礎設施支撐。

隨著技術的不斷成熟和機制的完善，無人機必將在構建“空天地一體化”應急體系中發揮越來越核心的作用，為保護人民生命財產安全提供有力保障。

薛勇，定量遙感和地球大數據專家，國際歐亞科學院院士、國際宇航科學院通訊院士、入選國家高層次人才（A類）、江蘇省重大人才工程個人和團隊領軍人才，“英國皇家物理學家”榮譽稱號獲得者。國家科學技術進步二等獎獲得者（2010），2014年獲中國科學院“優秀研究生指導教師”榮譽稱號，2012年和2017年獲得了中國科學院研究生院BHP Billiton導師科研獎。“國際數字地球學會中國國家委員會數字能源專業委員會”副主任，“中國測繪學會—大數據與人工智能工作委員會”副主任委員，“中國地球物理學會—韌性減災與應急專業委員會”副主任，“中國氣象學會—公共氣象服務委員會”副主任，二級教授。

編輯：柯欣

審核：王汝霖

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