由于到達難度和崩塌爆炸的危險性，活火山視頻成像一直是火山學研究的一大挑戰(zhàn)。近日，來自德國GFZ研究中心的研究人員利用搭載了FLIR TAU 2熱像儀的大疆Phantom 4 Pro四旋翼無人機，對火山進行了多次飛行拍攝，展示了在危地馬拉圣瑪麗亞火山。德國研究者將利用無人機觀察熔巖丘（熔巖丘是由高黏度的熔巖噴出形成的許多單個的熔巖流形成）的研究成果發(fā)表在《科學報告》（Scientific Reports）雜志上。

該無人機將4K光學相機圖像與FLIR熱像儀圖像進行數字結合，實現了可見光與熱成像相結合的視頻。利用算法對這些視頻分析后，能夠完成厘米級精度的火山三維模型。該模型包含了多種無法從地面收集到的參數信息，這些參數對于預測火山爆發(fā)的危險性很重要。

研究發(fā)現，熔巖穹丘在兩個不同的時間尺度上都有運動：緩慢的擴張和生長，以及粘性熔巖的快速擠壓。該項研究的第一作者、來自GFZ的 Edgar Zorn博士說：“我們給無人機配備了不同的攝像頭。然后以不同時間間隔在火山口上空飛行，并利用特殊的立體攝影技術測量熔巖流和熔巖穹丘的運動，其精度前所未見。”通過比較無人機的數據，研究小組能夠確定火山的流速、運動模式和表面溫度。

研究人員還成功地從這些數據中得出了熔巖的流動特性。Zorn表示：“我們已經證明，使用無人機可以幫助徹底重新測量地球上最危險、最活躍的火山，而且是在安全距離之外?！备鶕@項研究，該無人機在圣瑪麗亞火山卡里恩特火山錐上使用的兩種攝像頭，既可以拍攝高分辨率照片，又可以完成熱成像測繪。研究人員表示，利用無人機便可實現對危險火山的定期、系統(tǒng)的調查。

研究人員利用算法能夠從這些圖像創(chuàng)建出完整、詳細的3D模型，以獲得該火山的三維地形和溫度模型。無人機執(zhí)行任務大大降低了火山學家的風險，而最大的挑戰(zhàn)在于對模型的處理和計算。Zorn總結道：“在這項研究中，我們提出了測量某些地面運動的新可能性，這對于未來項目來說大有益處。”