7月18日,由自然资源部科技发展司、地质勘查管理司、部科技创新平台办公室指导,云南省科学技术厅、自然资源厅支持,高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室主办的全国地质灾害领域学术交流会在昆明召开。
科技赋能,共赴平安。交流会上,来自国内40余家创新平台以及20余个省份地质环境监测单位的代表,围绕解决“大量地质灾害发生在已知隐患点之外”“非易发区灾害多发频发”“城镇建设工程建设面临地质灾害威胁”等问题,结合地质灾害预警防控理论、技术、方法、装备等方面的最新进展及应用前景等,展开深入的交流研讨,为提升新形势下地质灾害防治工作科技水平建言献策。
硬核科技手段上新,解决“隐患在哪里”问题
我国地质灾害隐患点多面广,且往往地处高位和植被覆盖区,传统的人工调查和排查已很难发现这些隐患点。早期识别与监测预警,对降低滑坡灾害风险、主动防范滑坡灾害至关重要。会上,多家创新平台和单位展示了各自在监测预警和隐患识别方面的理论创新与技术突破。
为突破传统人工调查和排查的局限,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)提出可通过构建基于星载平台[高分辨率光学+合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)]、航空平台[机载激光雷达测量技术(LiDAR)+无人机摄影测量]、地面平台(斜坡地表和内部观测)的天—空—地一体化的多源立体观测体系(以下简称“三查”体系),进行重大地质灾害隐患的早期识别。
地质灾害隐患识别的“三查”体系类似于医学上大病检查和确诊过程,先通过全面体检筛查出可能存在的重大病患,再通过详细检查和临床诊断,确诊或排除病患。贵州省利用InSAR、机载LiDAR,对全省可能存在高位隐蔽性灾区域害进行排查,发现新的地质灾害隐患点近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6万平方千米范围内的地质灾害高风险区进行扫面性隐患识别,新发现形变区840处,经现场调查复核,具有明显形变的点超过70%。
中国自然资源航空物探遥感中心成立的地质灾害隐患遥感识别与监测工程技术创新中心,围绕地质灾害天—空—地协同观测技术、广域识别监测方法、智能遥感解译系统、应用技术标准规范研发四个方向,建立了基于视觉大模型和跨模态特征匹配技术的 Segment-RS 遥感智能交互解译软件,并正式上线 Hugging Face 平台,实现了高辨识度滑坡、典型承灾体遥感目标快速识别。
地质灾害自动化监测技术创新中心围绕西南高山峡谷区地质灾害隐患高效、精准识别关键技术难题,建立了山区弱信噪比条件下地表形变InSAR识别技术,开发了InSAR与图谱目标检测融合AI算法,构建光学-InSAR-LiDAR地质灾害综合遥感识别技术体系,实现高山峡谷区地质灾害隐患有效识别率从20%提升至70%。同时,基于地质灾害应急监测时效性需求,研发行业首套动态边缘解算GNSS系列监测设备,具有携带方便、安装迅速、部署灵活等特点,同时具备快速动态解算、实时高精度监测和数据无缝上传功能。
以云南省地质环境监测院为依托单位的高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室,构建了适合云南区域特点的技术解决方案,即集成InSAR、光学遥感、无人机倾斜摄影、LiDAR等天—空—地一体化解译手段获取工作区形变特征、光学特征和高精度三维地形信息,目前已初步实现了“看住已有隐患、发现新增隐患、服务防灾减灾”的应用目标。
新一代监测预警设备升级,解决“狼来了”的问题
目前,我国地质灾害监测预警中存在设备在线率低、虚警条数多、漏报时有发生、数据质量差等问题,尤其是“虚警条数多”的问题,引发地方政府不必要的损失,导致当地群众警觉性下降。如何解决“狼来了”的问题?各创新平台持续研究改进监测预警设备各项功能,进一步提升地质灾害监测预警的精度,为公众提供更为准确有效的信息。
中国地质调查局水文地质环境地质调查中心成立的地质环境监测工程技术创新中心正在开展新一代地质灾害智能监测预警技术与装备研发示范,优化改进滑坡裂缝、雨量监测预警设备、研发形成滑坡微震监测系统样机,采用多种模型和算法实现滑坡多源传感信息融合,建立多种基于机器学习的位移耦合预测模型,有效提升预测预报精确度。
贵州省地质环境监测院推出超大规模北斗地灾监测技术的应用方案,在实际工程复杂监测环境中,相较于GPS监测算法,北斗优先算法能够显著提升变形监测的精度和可靠性。
云南省地质环境监测院搭建了云南省第三代地质灾害气象风险预警平台,建成了最新一代实时动态、多时间尺度预警的系统平台,可实时自动完成1小时、3小时、24小时、3天、1周、半个月等不同尺度的地质灾害气象风险预警成果。2012年至今,全省16个州市共完成各类监测预警点建设8506处,安装监测预警设备40000余台(套),应用物联网、大数据、信息化等技术扩大监测预警“技防”覆盖面,解决隐患何时发生的问题。该平台与群测群防相结合,形成全省“人防+技防”“专群并重”的监测预警体系,有力提升了全省科技防灾水平。
还有一些科技机构在会上展示了新一代改进性监测预警设备,这些设备具有耗电低、可新旧兼容、实现由点到面非接触式高分辨率面状监测、自适应变频跟踪式监测、视觉AI赋能、多源感知等特点,有助于提高地质灾害监测预警的精度。
构建生态安全智慧支撑体系,解决地灾防治“长治久安”
加强生态保护修复,既是加强生态文明建设的需要,更是地质灾害防治工作走向高质量发展的必由之路。许多与会代表都提出了类似的观点。
国土空间生态治理数字工程技术创新中心提出,要根据自然资源生态安全理论和技术方法,从技术方法体系、智慧决策体系和体制保障体系三方面构建我国自然资源生态安全预测预警体系。通过开展监测与评价、预测与预警、预案与决策等三重技术保障体系,实现对自然资源生态安全的有效管控。通过开展大数据采集与标准化、数据融合、数据库构建、智能决策模型、可视化平台“全程智治”技术集成,构建自然资源生态安全智慧支撑体系。
黄土地质灾害重点实验室和黄土高原地质灾害野外科学观测研究站积极探索地质灾害生态化治理的有效方法,将生态功能的构建与恢复纳入地质灾害防御的全过程,着力通过生态化治理,减轻甚至是消除地灾隐患的威胁,既提升隐患治理的成效,又促进生态环境的保护修复。
老矿山地质灾害防治与生态修复专业技术创新中心服务辽宁山水林田湖草沙修复工程的监测成效评估工作,坚持“山水林田湖草沙”是一个命运共同体的理念,改变单一生态目标和要素的评估方式,从生态系统整体最优出发,建立一体化保护和修复的综合成效评估制度。监测成效评估技术集成了“天—空—地”多专业领域监测技术,采用场地调查、取样的方式对生态环境多要素开展测试、分析及评价监测,准确掌握了辽河流域浑太水系上中下游区域内山水林田湖草各环境要素的生态环境状态及其变化趋势,为建立全流域生态环境结构、质量和功能评价体系,以及生态保护修复治理工程决策部署、竣工验收、成效评估和适应性管理,提供可量化指标和参考依据。