空天地一体化应对地灾防治难题 ——聚焦地质

我国是世界上地质灾害最严重、受威胁人口最多的国家之一。地质灾害具有种类多、分布地域广、特征复杂等特点。为实现习近平总书记“建立高效科学的自然灾害防治体系，提高全社会自然灾害防治能力”的要求，我国正在按照研究原理、发现隐患、监测隐患、发布预警“四步”工作方案，针对关键领域和薄弱环节，提升地质灾害的风险调查、重点隐患排查、综合监测、风险早期识别和预报预警等能力。

那么，如何搞清楚“隐患点在哪里”“什么时候可能发生”等地灾防治的核心问题？近日，长安大学地质工程与测绘工程学院教授张勤、公路学院道路灾害防治研究所副教授李家春等专家，从实践出发，谈起了我国地质灾害隐患点早期识别和监测预警技术的现状和发展趋势。

“三查”体系查出大量地灾隐患点

目前，全国范围内已发现的地质灾害隐患点有28.2 万处，威胁约2000 万人的生命安全和4500 亿元的财产安全。

据统计，我国自20 世纪90 年代起，先后开展了全面系统的地质灾害详细调查和多轮针对灾害隐患的拉网式、地毯式排查，由于点多面广，过去的调查工作主要以灾害隐患点调查、汛期巡查等方式，围绕城镇、重大工程等地区开展调查。但由于调查方法的局限性，近年来发生的多数重大地质灾害事件都不在预案点范围内。李家春介绍说，地表变形有一个尺度和研究范围的问题，针对不同尺度的监测对象和精度要求，要采用不同的监测方法。

目前，在地灾监测预警方面，自然资源部强调要综合运用合成孔径雷达测量、高分卫星遥感、无人机航测、机载激光雷达测量等多种新技术手段，进一步提高全国地质灾害预防水平。这也是著名地质灾害专家、成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室常务副主任许强教授提出的空天地一体化的“三查”体系。

具体来说，首先借助高分辨率的光学影像和InSAR 识别历史上曾发生过明显变形破坏和正在变形的区域，实现对重大地质灾害隐患区域性、扫面性的普查；随后，借助机载LiDAR 和无人机航拍，详细调查地质灾害高风险区、隐患集中分布区或重大地质灾害隐患点的地形地貌、地表变形破坏迹象，乃至岩体结构等，实现对重大地质灾害隐患的详查；最后，通过地面调查复核及地表和斜坡内部的观测，甄别并确认或排除普查和详查结果，实现对重大地质灾害隐患的核查。目前使用无人测量船和多波束测深仪等设备，能将这种应用延伸至水域。

据悉，许强教授团队已利用空天地一体化的“三查”体系在四川、贵州等省进行示范应用。贵州省利用InSAR、机载LiDAR，对全省高位隐蔽性灾害进行专业排查，发现新的地质灾害隐患点2000处，其中高位隐蔽性隐患点近900 处。四川省利用InSAR 与光学遥感相结合，对6 万平方千米地质灾害高风险区进行清扫式隐患识别，新发现形变区840 处，经现场调查复核，具有明显变形的点超过70%。

需要清醒认识的是，光学遥感、InSAR、激光雷达、无人机摄影测量等现代遥感技术有独自的优势和能力，但也有各自的条件限制和缺点，所以不能靠单一的技术手段来解决灾害隐患识别问题。如何有效结合，是当下专业人员面对的课题。

高精度监测系统实现及时预警预报

目前，在地质灾害的地面和坡体内部的监测中，位移、应力、含水量、水位、雨量等各种指标的现场自动采集、监测数据的远程无线传输等技术均已成熟。但客观地讲，目前地质灾害的预警预报还是一个国际难题，还不可能提前对灾害发生时间准确预报。对大多数已进行科学、专业监测的地质灾害体而言，在灾害发生前，提前数小时、数分钟发出预警信息还是可能的。

2018 年2 月19 日，G108 周至段发生崩塌，3 万余立方米土石崩塌而下，造成该段公路瞬间被摧毁，交通被阻断，所幸李家春指导的团队提前5 天发出红色预警，避免了重大交通损失和人员伤亡。此次成功监测预警是陕西省首例，也是公路交通部门通过预警和应急响应成功减灾防灾的典型案例。

3 月26 日，甘肃省水靖县盐锅峡镇党川村发生了一起黄土滑坡，滑坡体积约2 万立方米。张勤教授团队和成都理工大学许强教授团队联合监测预警，提前2 天对滑坡发出黄色预警、提前1 天发出橙色预警、提前40 分钟发出红色预警，相关单位做好了相应的防范工作，未造成人员伤亡和财产损失，安装在滑体上的远程视频监测装置记录了滑坡灾害发生的全过程。

文章来源：《中国地质灾害与防治学报》 网址: http://www.zgdzzhyfzxb.cn/qikandaodu/2020/1107/366.html