“唰——”，初秋北京八达岭的海陀塔下，中国科学院空天信息创新研究院（以下简称空天院）的五架无人机同时升空，仅用时10分钟，便完成了对海陀塔目标区域的数据扫瞄。半小时后，一套精确到3厘米分辨率的实景三维模型栩栩呈现在了电脑上。

在近日举行的中国科学院第四届职工技能大赛智能无人机应用领域比赛中，综合“三维模型智能构建”和“特定目标智能识别及定位”两个赛道的高评分，空天院参赛团队一举夺得第一名。

“获得好成绩，得益于全体成员多年在遥感技术、飞行控制与数据处理领域的技术积累。面向千行百业的实际需求，继续探索智能无人机遥感技术的深度应用，我们充满了动力。”空天院参赛团队领队、副研究员时丕龙说道。

比赛中，空天院参赛团队正在操纵5架无人机同时执行任务。

聚是一团火

今年6月，收到比赛通知后，时丕龙第一时间开始召集团队成员。他最先想到的，便是此前在空天院内无人机遥感技能大赛中并肩作战的伙伴。很快，一支8人团队集结完毕。

智能无人机应用作为首次在中国科学院职工技能大赛中举办的比赛项目，比赛细则长达27页。时丕龙坦言：“虽然过往默契合作奠定了基础，但团队成员研读细则后，发现比赛的难度超过预期。”

“三维建模任务要求构建海陀塔及周边环境的实景三维模型，高精度还原塔顶镂空的金属五环结构等局部细节信息。”团队成员、空天院高级工程师黎东介绍道：“目标识别则要求运用无人机识别不同材质的静态标靶，以及隐匿在树下或草丛中的羊和马。这在短时间内完成并非易事。”

对此，他们选择迎难而上，针对任务展开了细致的安排和部署。“比如，为了实现对局部细节的精细建模，我们挑选并组装出了五架协同作业的无人机。通过设计多层航线，将高空整体航线覆盖与贴近塔体的环绕飞行相结合，确保关键部位获得足够重叠度与高分辨率。”黎东说。

“我们聚是一团火。”团队中最年轻的90后成员、空天院助理工程师张银杏感慨道，“以往，我一次最多能使用两架无人机协调作业。但这次比赛中，我和经验丰富的专家们能操控着五架无人机同时、同地完成任务。这启发了我在今后的工作中也要更注重团队的协同与配合。”

团队获得中国科学院第四届职工技能大赛智能无人机应用领域比赛第一名。均由团队供图

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速度与精度的最优解

地上放置着几块相同的板子，无人机是否能识别出这是一块木板、金属板还是塑料板？事实上，不仅可以，空天院团队在赛中用时不到15分钟，便实现了对这些静态标靶材质的百分百准确识别。赛后，不少参赛团队称赞他们的表现是“速度与精度的最优解”。

“速度的提升得益于严格的区域与时间规划；而高精度则源于热红外、多光谱相机的协同使用及成员们的专业研判。”团队成员、空天院工程师陈强表示，基于大家多年来在自身领域的技术积累，有协调、有计划、分区域，“这是能出好成绩的关键”。

“无人机是空间技术体系中的关键一环。”时丕龙说，“从高空的卫星，到中空的有人机，再到贴近地表的无人机以及地面监测，我们构建的是一个立体的观测网络。”他们日常的工作，正是利用这个网络进行持续的监测与评估。

2017年8月8日，四川九寨沟地区发生了7.0级地震。灾后，时丕龙曾迅速参与到灾后恢复重建空天地一体化监测评估工作，让无人机第一时间飞入现场，评估道路修复进度、监测滑坡动态，为决策提供即时依据。

同时，在农业领域，通过分析作物叶片的光谱特征，可以反演出叶绿素含量、水分胁迫程度，甚至提前发现病虫害。“高光谱数据经过反演后，可指导无人机进行精准施药，既节约农药，又减少环境污染。”主要从事高光谱遥感研究的张银杏介绍道。

为未来构建数字基底

“在数字遗产领域，无人机以其灵活、高分辨率的特性，承担着不可替代的角色。”时丕龙特别提到，目前他们正利用这些技术，配合联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心的工作，一起守护全球的文化与自然遗产。

“在这个过程中，社会价值显而易见，通过三维遥感技术为文物‘数字留档’，让历史在数据中永生。精细的三维模型也可用于VR文化旅游，比如为《黑神话：悟空》这类游戏提供实景素材，无形中向世界传播中国文化，也带来了可观的经济价值。”时丕龙说。

与此同时，市场需求也反向推动技术创新。黎东表示，除无人机遥感技术研究外，他们还自主研制了地面数据采集设备，如手持激光扫描仪等，实现不同平台、不同视角的多源数据融合。

“当前的技术仍停留在将空中图像和数据传回地面后，再进行人工智能算法识别。”陈强表示，行业的未来正朝着“算力上天”迈进。“随着无人机算力能耗比的提升，我们计划把地面算力移向天空，让无人机在空中就能完成精准的目标识别。”

除了在此次技能大赛上的惊艳亮相外，他们还将继续在多元的应用场景中发挥价值。“比如，对于发生了生态环境变迁的一些地区，我们正在其关键区域开展系统性记录与动态监测。”时丕龙介绍道，运用高精度无人机遥感与三维建模技术，可以为生态保护与工程决策提供重要的科学支撑。