由无人机拍摄到的危地马拉圣玛玛丽亚火山高分辨率照片以及光学热成像照片（右下）

利用无人机光学热成像监测火山活动

朱崇恺

由于活火山存在坍塌或爆发的风险，迄今为止，对其进行实时监测一直是火山学的一大挑战。为解决这一难题，德国地球科学研究中心（GFZ）的研究人员在危地马拉圣玛丽亚火山使用无人机进行了一系列光学和热成像的可重复成像研究。

圣玛丽亚火山的火山口是一个由黏性熔岩组成的结构，称为熔岩穹顶，形状上类似于瓶塞。研究人员使用这些图像能够证明，熔岩穹顶在两个不同的时间尺度上显示出运动轨迹，分别是穹顶的缓慢生长和黏性熔岩的快速挤出。该研究发表在《科学报告》杂志上。这项研究的第一作者埃德加·佐恩（Edgar Zorn）表示：“我们为无人机配备了不同的摄像头，以不同的时间间隔让无人机飞越火山口，使用特定的立体成像技术，以前所未有的精度测量熔岩流和熔岩穹顶的运动轨迹。通过数据的比对，我们能够确定火山的流速、运动方式和表面温度。”这些参数对于预测火山爆发的危险性而言非常重要，研究人员还成功地从这些数据中得出了熔岩的流动特性。

科学家在圣玛丽亚火山的卡连特火山锥上使用的无人机均安装有两台摄像机，一台能拍摄高分辨率的照片，另一台能够进行光学热成像。结合特殊的计算机算法，研究人员能够通过这些图像创建出完整而详细的3D模型以及温度模型，其分辨率高达厘米级。……