探访顶尖实验室 | 织一张“天罗地网”！这个实

四川在线记者 徐莉莎

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全景。受访者供图

“龙一过，山就垮。”过去农村的这句老话，将滑坡、泥石流等大型地质灾害描述为“走龙垮山”。移山湮谷、地移村掩，让人望而生畏的地质灾害长期威胁着人类的生命财产安全。

尽可能全面识别和发现灾害隐患并提前主动防控，成为当务之急。

滑坡隐患点在哪里？什么时间可能发生？如何针对“恶龙”进行科学监测预警？在成都理工大学，地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室里有这样一群硬核“驯龙”高手，他们建立起天—空—地一体化的“天罗地网”，2020年汛期已成功“剧透”60余起滑坡线索。

近日，记者走进这家全国地质灾害领域唯一的国家重点实验室，探访这群“驯龙师”如何让滑坡灾害提前说话。

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天-空-地一体化“寻龙”提前“剧透”滑坡线索

走进实验室主楼大厅，一块分区的大屏实时闪动。这是四川省地质灾害实时监测预警系统。3D四川地图上，布满1.39万个监测隐患点，一旦有隐患点发生位移，这里将会在两三秒内响应，显示出“走山恶龙”的踪迹。

实验室内，各种数据采集终端设备。徐莉莎 摄

仪器设备研发中心主任王刚带记者走进设备间，一排排自主研发的传感器、大大小小的无人机、高光谱相机、制作地质模型的3D激光打印机、各类雷达……实验室有各类设备近6000台（套），价值近2亿元。这些都是“寻龙利器”。

一个看似普通的黄色铁盒，就是价值250多万元的地表微变监测系统。它能在4公里外，对岩土体进行远距离监测，精度还能达到0.1毫米。

实验室内，各种数据采集终端设备。徐莉莎 摄

山高坡陡，茂林隐蔽，如何利用这些设备“寻龙”？在2017年茂县新磨村滑坡发生后，实验室研究提出了天—空—地一体化的“三查”体系。

“好比流行病筛查。”成都理工大学副校长巨能攀教授说，先利用现代卫星观测技术，对大面积区域进行扫描性筛查，对地质的形变进行全面体检，快速粗略地查出“病号”。

卫星离得这么远，也能看得清？巨能攀说，现代光学影像的分辨率已经可以达到米级、亚米级，合成孔径雷达能获取地面厘米级甚至毫米级的形变信息。

实验室内的各种设备。徐莉莎 摄

当变形发生在山体中上部人们不常活动的区域时，卫星影像就非常管用了。山体发生开裂、下错、局部垮塌后，相应部位的光谱特性会发生变化，并显示出与周围环境的差别，就可以据此识别和发现山体已发生的变形。

他谈到2018年“堵住”金沙江的白格滑坡，卫星影像存档数据显示，早在1966年相关区域就已有明显的变形迹象，说明该滑坡至少已孕育了50余年。

无人机摄影测量可快速获取高分辨率的三维立体影像；对于植被覆盖区，机载激光雷达可以去除地表覆盖的植被，让隐藏在植被之下的“伤疤”暴露无遗。

在地面，铺设巨量的监测设备，“好比给山体绑上血压计，山岩体的位移数据可以实时传输到信息中心，我们再对这些数据‘普查'‘详查'的资料，进行分析研判，向目标区域居民通过短信等手段发出预警。”

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打破“狼来了”效应 让监测预警更精准

“传统监测预警设备通常是设定固定的采集时间和频率。”巨能攀说。但是“地质灾害不等人”，如果岩土体失稳的瞬间，刚好在采集间隙，监测系统就形同虚设了。

团队为此想了不少办法。巨能攀说，团队在对斜坡地质充分认识的基础上，把斜坡体地质知识写进芯片中，来判断一个斜坡体的属性。一旦斜坡体发生位移，传感器联动数据采集终端，开始采集数据。通过位移触发传感器，绕开了采集频率的难题。

回过头，再结合不同地质体的模型分析，这是渐变、突变，进行地质过程的机制分析和量化评价。巨能攀介绍，基于整套的理论方法，实验室耗时十余年开发出“一球两库”，即数字地球和隐患点属性库、卫星和无人机获取的空间图像库，两个库的数据可以互相印证，支撑判断。

锁定了隐患点，还要回答“滑坡何时发生”。传统的阈值预警就是针对某一滑坡，设定一个预警阈值，一旦监测数据超过此阈值即发送预警信息。这个方法简单易行，但不同的滑坡具有不同的阈值，一旦滑坡稍有变形或稍有一定的降雨，就发送预警信息，容易产生“狼来了”效应。

文章来源：《分析试验室》 网址: http://www.fxsys.cn/zonghexinwen/2021/0616/1005.html