给 高 原 海 子 做 “ 体 检 ”

卫星＋AI “看透”300处川西秘境

测量湖泊使用的无人船。受访者供图

采用“空天地一体”监测技术和最新监测设备，技术人员对九寨沟长海进行测量。 　　四川日报全媒体记者 韦维 摄（资料图片）

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川西高原某湖泊水下地形三维模型。 受访者供图

□四川日报全媒体记者王若晔

　　在川西高原星罗棋布的湖泊群中，阿黑木措海子像一个“小透明”。
　　它不显赫，坐落在阿坝州金川县毛日乡海拔4200米的山间；它不壮阔，0.07平方公里的湖面，约10个足球场大小；它很安静，依偎在雪山脚下，一汪澄澈湛蓝的湖水，鲜有人踏足。
　　卫星从这里“路过”，拍下一张它的平面照，黑色线条勾勒出湖泊的身形轮廓。再经技术人员一番妙手加工，用深浅不一的蓝，还原湖泊本来的模样：平均水深约1.8米，最大水深约5.6米，还有水下地形、水储量、水面面积，全都一目了然。
　　广袤的川西高原上，散落着上万个高山湖泊，大多深藏无人区，如同散落的蓝宝石。近日，四川首次完成了300余个高原无人区湖泊水下地形精准探测，揭开了它们的神秘面纱。

“体检”的故事
走进无人区，用无人船采集数据，形成高原海子的“三维照”
　　2025年8月，王江又一次踏上去阿坝州的道路。
　　作为自然资源部第三地理信息制图院工程师，王江此行的目的地是位于金川县的牛肝马肺海子。通往湖泊的车行小路很快到了尽头，王江和两名队友停下车，背着100多斤重的设备，徒步向湖泊进发。
　　夏天是高原最美的时候，天蓝云阔，连风里都带着草的清香。不过，他们无暇欣赏，在海拔4000米处向上攀爬，走不了一会儿，就要停下来大口喘气。
　　“没有租到马，只能自己背了，好在距离公路不算远，徒步半小时就能到达。”王江背着一米多长的无人船，这是测量湖泊的重要设备。
　　牛肝马肺海子风景秀丽，是当地面积较大的湖泊之一。架好发电机、GPS接收机、电台等设备，精准定位后，王江将无人船放到湖面上，小船按照既定航线向湖中央驶去。
　　出发前，王江和队友就根据牛肝马肺海子的情况，确定了10多条航线，“无人船会测量湖泊水下地形，加上水位高度，可以算出水储量。”
　　高原野外作业，充满很多变化。无风的时候，湛蓝色的湖面平滑如镜；前一刻可能还是晴空万里，转瞬间狂风便裹挟着乌云笼罩了水面。很多湖区没有信号，无人船的遥控器有距离限制，万一信号断了，小船就可能“迷路”，还得提防船桨被水下的水草缠住。
　　技术人员采集的数据会生成牛肝马肺海子的“三维照”。王江点开照片，屏幕上密密麻麻的“打卡点”，像一张细密的网，把牛肝马肺海子的水下地形彻底“织”了出来：平均水深约10米，最大水深约26.5米。
　　不过，更多高原湖泊的“底细”还是一片空白。它们藏在更深的无人区，气候多变、交通闭塞，用传统方法测水深，不仅花钱多、风险大，还测不全。
　　那么能不能用牛肝马肺海子的实测数据，推算出更多无人区湖泊数据？听起来有些不可思议，可科研人员还真做到了。

“体检”的细节
卫星影像+AI计算，首次测量出川西高原300余个湖泊的水下地形
　　电脑屏幕上，金川县的阿黑木措海子有两副截然不同的面孔。
　　左侧是卫星遥感影像，湖泊只是一团暗沉的黑影；右侧经过技术处理，湖面被“上了色”，化作层次分明的蓝，就像镶嵌在高原上的“蓝宝石”，深蓝色代表湖水深，浅蓝色代表湖水浅。
　　“这可不是简单的上色，是AI计算并叠加遥感卫星影像生成的‘透视照’。”自然资源部第三地理信息制图院高级工程师袁野介绍，除了能直观看清湖水深浅，这张图里还藏着阿黑木措的“身高”（水位）、“腰围”（水面面积），还有它的“体重”（水储量）。
　　一张平面影像，怎么能算出立体水深？“原理很简单，就像小时候玩的‘找规律’游戏。”袁野说。科研人员先拿着前期实测的200多个高原湖泊数据，搭配湖泊对应的卫星遥感影像，把这些数据交给AI“学习”。AI就像一个聪明的学生，通过大量数据训练，慢慢摸清了“卫星遥感影像光谱”和“湖水深度”之间的对应关系。简单说，就像生成了湖泊“函数公式”，只要输入有效的卫星影像，就能算出对应的湖泊“家底”。
　　技术人员马浚之打开软件，放大阿黑木措海子的影像，蓝色湖面被分割成无数细小方块，每个方块上都有一长串数据，组成阿黑木措海子的“水下密码”。
　　“有效的卫星图片很重要。”袁野说，“如果卫星经过的时候，湖面上有云层遮挡，或者有冰雪覆盖，这张照片就废了，只能等卫星下次‘路过’再拍。”为了拿到可用的数据，团队用了近一年，从几十张卫星影像里挑出能用的，算出了阿黑木措的“家底”。
　　用这种方式，科研人员用1年时间，首次测量了川西高原无人区300余个湖泊的水下地形。相较传统实地作业，这种方式突破高海拔、偏远地区的限制，无需技术人员亲临现场，就能快速获取大范围数据。

“体检”的意义
高原湖泊如同生态调节器，而湖泊“底细”能反映重要的生态环境变化
　　费时费力，为何还要摸清高原无人区湖泊的“底细”？
　　先从水资源基础调查讲起。2023年，全国水资源基础调查启动。2024年，四川开启首次全省水资源基础调查，湖泊水下地形测量，是其中的基础工作之一。
　　“湖泊测量，看似遥远，实则和大家的生活息息相关。”四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院高级工程师刘灏介绍，“只有摸清湖水有多深、能装多少水，才能准确核算水资源储量，为生态安全评估、水资源管控提供核心依据。”
　　比如在九寨沟，高山峡谷之间分布着100多个海子。早在景区开发之初，就对九寨沟部分湖泊进行了库容调查，后续也持续开展了水量水质水生态“三位一体”监测，这些数据为后续九寨沟湖群景观的评估、保护和开发，提供了重要水文数据支撑。
　　作为我国重要的生态屏障，川西高原有上万个湖泊。这些湖泊如同生态调节器，在水量调蓄、气候调节、生物多样性保护上发挥着不可替代的作用。
　　“湖泊水位涨落、面积变化，可能反映了重要的生态环境变化。”刘灏举例说，“冰川融水增多会让湖泊面积扩大，水域面积扩大会改变周边草场长势，为野生动物提供更多栖息地。如果湖泊面积持续缩小，则表明生态系统可能正在退化。”
　　这只是一个开始。随着AI和机器学习技术迭代，未来，科研人员还会进一步提高水深测量的精度，融合更多遥感数据，搭建实时动态监测系统。除了监测高原湖泊，这项技术还能给海洋测绘增添新手段，和水质监测结合，进一步做好水体全方位评估。