为研究气候变化对青藏高原湖泊和冰川的影响，以及评估人工智能在气候变化研究中的适用性，7月29日至8月6日南方科技大学地球与空间科学系助理教授冉将军课题组一行5人，赴青藏高原地区进行科学考察。

本次科学考察的湖泊区域主要为那曲地区色林错湖泊、拉萨地区纳木错湖泊以及羊卓雍错湖泊，冰川区域为山南地区卡若拉冰川。其中色林错湖泊原为西藏地区第二大湖泊，近几十年受气候变化影响湖泊面积迅速扩张，现已超过纳木错成为西藏地区第一大咸水湖，这对于分析青藏高原以及全球气候变化具有重要的研究意义与价值。

▲比深圳面积还大的色林错湖泊

▲拍摄纳木错过程中的无人机

▲卡若拉冰川

▲采集羊卓雍错湖泊边界数据

本次科学考察获取了湖泊边界实测GPS数据及古湖岸线和冰川无人机影像数据，后期将数据进行处理后，将用于对深度学习神经网络结果的评估，可使得人工智能技术更好地用于对全球气候变化研究方面的应用。

▲色林错西部边界实测数据

▲轻量级多任务卷积神经网络模型

课题组使用自主设计的用于遥感影像智能区域分割与边界提取多任务的神经网络算法，使用轻量级的卷积层提取出遥感影像中的区域特征，使得各层特征都能被高效利用，另外还设计了边界梯度变化分析模块，使得神经网络可以同时执行边界提取任务。所得实验结果经过与实测数据对比后表明，人工神经网络模型在遥感精准智能识别方面有很高的准确度和较好的鲁棒性（Robustness）。

本研究分析了近半个世纪以来青藏高原地区主要湖泊的时空变化，以色林错为例，近十年间色林错湖泊出现明显扩张趋势，但在2015至2016年间湖水水量出现减少（图中由红框中颜色表示），这可能与厄尔尼诺现象造成的气候变化有关。这些长时序的水量及湖泊面积变化现象，可为青藏高原及全球气候变化提供有利佐证。

▲2010-2018年色林错湖泊西部边界时空变化

▲静谧的布达拉宫

在科考期间我系和西藏大学工学院资源与土木工程系达成长久合作伙伴关系，吴华院长凭借西藏大学研究生对于西藏环境的熟悉与了解，在野外数据采集方面为我们提供了强有力的向导和支持。在此我们表示衷心的感谢。

借用王安石的《游褒禅山记》：世之奇伟、瑰怪、非常之观，常在险远，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。我觉得可以很好地诠释地球科学在大自然数据采集过程中的危险与美景并存，我们将高山草原、草甸、针叶林、高山湖泊和冰川尽收眼底，领略了好多人迹罕至的美景，也见识了不同的风土人情。巍巍华夏，美哉壮哉！

欢迎访问课题组网页了解详情。Gravity and Cryosphere Lab @SUSTech (https://grav-cryo.gitee.io/)

▲Gravity-Cryosphere Lab野外数据采集成员合影