南极大陆98%被冰雪覆盖，基岩露头稀少、自然环境恶劣、作业窗口期短、后勤保障困难，依赖人工穿越与追索的传统地质填图手段在南极大陆效率较低，地质调查人员面临较高的安全风险，由离散地质点和地质路线信息连图而成的地质图也难以精准刻画地质体真实形态，长期制约南极大陆大-中比例尺地质调查和研究工作。探索绿色、高效且适用南极的地质填图新技术，对获取基础地质资料、支撑南极地质研究与环境工程评价具有重要意义。

      近日，中国极地研究中心（中国极地研究所）（以下简称“极地中心”）联合黑龙江测绘地理信息局、中国地质科学院地质研究所、新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室等单位，在南极大陆地质填图技术探索方面取得新进展，在《地球物理学报》（中科院二区）上发表题为《无人机遥感在南极大陆地质填图中的应用：以西福尔丘陵为例》的学术论文。该研究以东南极普里兹湾东岸西福尔丘陵北部为试验区，首次将轻量化、抗低温、长航时无人机系统引入南极地质填图工作，在南极夏季开展高精度航空摄影测量（图1），利用专业软件生成厘米级分辨率正射影像图，结合辅助性路线地质调查与室内岩矿鉴定，完成试验区主要岩性单元和构造形迹的解译与地质图清绘，获得了与前人1：3万地质图整体相当、局部更加精细的地质成果（图2）。

图1 无人机类型(a)、快拆与折叠设计(b)及南极作业照片(c)

图2 西福尔丘陵研究区无人机正射影像解译地质图

      研究结果表明，相比传统路线地质调查和卫星遥感解译（图3），无人机遥感辅助地质填图技术具备以下技术优势：

     1.地质单元边界刻画更加准确：无人机高分辨率影像能够真实反映地质单元的空间展布与边界形态，有效修正传统地质图中部分岩性单元划分偏差与边界过度平滑问题，解译结果显著提升地质界线表达精度。

     2.小型岩墙与岩脉识别更加高效：无人机高分辨率影像可显示传统路线调查容易疏漏的细小岩墙与岩脉，本研究从影像中系统提取381条辉绿岩墙的空间分布与产状信息，清晰分辨多期岩墙的穿切、错断关系，重建了区内岩墙的形成时序，为区域构造演化研究提供了更为丰富的基础数据。

     3.微小断裂构造信息提取更加全面：无人机高分辨率影像更直观呈现出褶皱、断层、节理等构造形迹，能够快速提取被岩墙充填的早期断裂及切割地质体的晚期破裂构造，弥补了传统填图在微小构造识别上的不足，进一步完善了区域构造格架。

     4.形成绿色安全、可推广的地质填图新模式：无人机遥感以低空全覆盖观测替代大规模野外地质调查，大幅减少野外作业人员暴露时间与后勤保障压力，降低极端天气与复杂地形带来的安全风险，同时减轻对南极脆弱生态环境的扰动，形成了高效、环保、安全、可控的南极地质填图新方案，具备良好的推广应用前景。

图3 典型地质体的谷歌影像 (a, d, g, j)、传统地质图 (b, e, h, k) 和无人机正射影像解译地质图 (c, f, i, l) 对比

     研究团队还提出，未来可将无人机航空摄影与高光谱遥感、航空物探、人工智能解译、三维地形重建、无人机集群作业等技术深度融合，构建多功能一体化、多层次探测、高分辨率的极地智能探测体系，不断提升南极地质调查的精细化、智能化、高效化水平，为南极大陆地质演化研究、超大陆重建及极地环境评价提供更有力的技术保障。

     论文第一作者和通讯作者分别为极地中心陈绍聪副研究员和崔迎春正高级工程师，黑龙江测绘地理信息局极地测绘工程中心刘沼辉工程师和朱李忠正高级工程师、中国地质科学院地质研究所王彦斌研究员、新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室沈宏飞副教授共同参与了此项工作。研究得到国家自然科学基金（42406257）和国家重点研发计划（2022YFC2807405）项目联合资助，野外工作得到中国第40次南极考察队的大力支持。

研究论文：

陈绍聪, 刘沼辉, 崔迎春, 王彦斌, 朱李忠, 张浩, 宗师, 孙阳, 沈宏飞. 2026. 无人机遥感在南极大陆地质填图中的应用：以西福尔丘陵为例. 地球物理学报, 69(5): 2246-2261. http://www.geophy.cn/article/doi/10.6038/cjg2025T0034

  来源：中国极地研究中心（中国极地研究所）