观云追雨 防灾减灾中的“硬核科技”

地质灾害监测设备—GNSS位移监测站（受访者供图）

福建是全国自然灾害最为严重的地区之一，灾种多、分布广、发生频率高，特别是滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害严重。

近年来，我省探索和部署隐蔽型地质灾害识别、地质灾害气象风险预警模型、群专结合监测预警设备、无人机正射影像与倾斜摄影等新技术、新方法、新设备，努力实现从识别、调查、监测、预警、防御到治理的灾害全过程管理。

拿着“放大镜”摸排隐患

隐患在哪里？仍是我省乃至全国地质灾害防治工作中亟待解决的难题之一。

“以往地质灾害隐患点‘家底’掌握不够精准，直到发生灾情或险情，基层报告了，才知道哪里出事了。”省自然资源厅防灾处处长方燕娜介绍，只有将地灾防治由被动转为主动，才能找出大地上的“潜伏者”，全面识别地灾隐患点。

大数据、多学科的融合，为我省防灾提供了新的调查方法。

2019年，省自然资源厅就探索通过“天上看”的新技术识别泥石流靶区，根据流域面积、坡度占比等因素总结我省泥石流发灾规律，并结合基础地理信息数据在室内圈定泥石流危险区，识别出泥石流隐患靶区沟口近10万条，通过野外对1万多条沟口进行实地验证，发现其中近500条沟口及其影响范围威胁群众安全，大大缩短了调查时间和费用，提高了隐患识别准确性。

今年起，省自然资源厅通过自上而下的新模式，开展“天上看、地上查、动态管”地质灾害隐患大排查，通过卫星遥感影像、1∶10000DEM、农村房屋地籍调查成果等数据进行套合，自主研发了一套流程，按照福建群发性地质灾害、高陡边坡等灾害特征制定筛选规则，提取坡度、坡高、坡向等几何特征，通过人机交互解译的方法全面细致识别，对地灾隐患点进行一次全面大筛选。

初筛出来的隐患点还需要地面人员的实地勘察。“勘察包括两个层次，一个是村干部实地核实，一个是专业技术人员现场核查。”方燕娜说，“我们专门开发了APP，村干部在手机上就可以上传相关数据。”

数据经市县审核后汇总省级，省自然资源厅再组织地勘单位进行专业调查等，最终入库“福建省地质灾害综合信息管理系统”，形成防灾的基础数据，做到了有的放矢。

“就像举着放大镜，我们细筛福建的每一寸土地，不放过任何一个疑似隐患点。”方燕娜做了一个精妙的比喻。

这个放大镜就是悬挂在太空的卫星。它们提供的高分辨率光学遥感影像与高精度1∶10000DEM对潜在灾害体“形态”开展广域调查，“这降低了基层普查的盲目性，也扩大了普查的广度，更节省了时间”。

以高陡边坡为例，省自然资源厅利用“天上看”技术，仅在德化、明溪两个试点县，就确认新增近1．3万处高陡边坡隐患点。

按照以往的工作模式，这两个试点县登记入库的高陡边坡不过2000余处。“下一步将在全省推广应用，实现隐患摸排全覆盖。”方燕娜说。

风雨中的“掌舵者”

沿海地区，每至雨季或台风期，往往面临气象大考。“灾害什么时候发生”是汛期防灾工作的重中之重。

“因雨季暴雨及台风暴雨所诱发的地质灾害，包括滑坡、崩塌、泥石流等。”方燕娜说，只有强化预警会商，根据实时雨量数据进行模型运算，对地灾气象风险预警作出研判，方能掐断其“兴风作浪”的苗头。

她举了一个例子。

7月7日。受台风“暹芭”减弱环流影响，我省多地出现大雨。当天8时许，省地质环境监测中心值班室。从省气象局发来的预报雨量被导入地质灾害气象风险预警系统，3分钟后，生成“福建省地质灾害气象风险预警图”，图上局部的深色小图斑，引起科长黄俊宝的注意。

那是诏安县中西部，此前24小时已下了99毫米雨水，根据推测，未来24小时到48小时可能大雨。“诏安县地貌类型复杂，由中低山、丘陵台地、平原区组成，存在隐患。”黄俊宝说。

经专家组研判后，最终圈定诏安县太平镇东南部、红星乡西南部将受雨势影响，容易诱发崩塌和滑坡等灾害。相关预警信息同步传真至省自然资源厅、漳州市一级及诏安县一级。

此类事件不胜枚举。今年5—7月，我省经历多轮强降雨，创下1961年以来全省平均降水量、降水日数和暴雨日数“3个历史同期纪录”。警钟多次敲响。

只需3分钟，系统就能根据相关算法，给出符合各地实际的初步结论，成为专家会审的基础判断依据。

“根据前期过程雨量和未来预报降雨量，以区域地质环境条件和历史地质灾害发育分布规律为基础，分析预测未来一定时段降雨可能引发的地质灾害的空间范围、可能性大小。”方燕娜说。

早在2019年，省地质环境监测中心就针对不同地区致灾因子、承灾体、减灾能力的不同，将全省划分为300多个不同风险等级模块，通过导入数据自动生成的图示，反映各地区风险分布差异性。

今年，我省正式运行省市县三级联动的地质灾害气象风险自动化预警系统，预警精度由“预警到县”提升到“预警到乡、提醒到村、转移到人”。截至目前，共发布地质灾害气象风险预警984期，累计发送预警短信超过780万条。

就在12月9日，省自然资源厅与省气象局签署《关于深化地质灾害气象风险预警工作的合作协议》，共同加强地质灾害气象风险预警与趋势预测、开展地质灾害气象风险预警科研技术攻关等。

“跑”在滑坡来临前

“灾害的形成不是一瞬间完成的，而是一个累进性变形破坏的演变过程。”方燕娜说。

为此，我省通过监测仪器自动实时监测、采集、传输、分析地质灾害相关数据，监测人员可实时掌握地质、气象状态，对地灾隐患点开展专业监测预警。

在一些山区，可以看到这样的画面：地灾隐患点沿着坡体由上至下分布着裂缝计、倾角仪、含水率计、GNSS等，实时捕捉坡体的变形情况，将“一举一动”转化为大量的数据，及时传输至远程计算机。

“计算机的‘大脑’中，有着一套已被人为制定的数据标准，输出的数据一旦超过临界值，就会自动发出警报。”方燕娜说。

6月14日凌晨，一个难眠之夜。

1时34分，三明市宁化县曹坊镇下曹村山根下22号屋后，倾角仪Z方向变化值超过阈值；2小时后，安装在南平市延平区王台镇洋坑村新村的一个倾角仪X方向变化值超过阈值；不到3小时后的6时30分，安装在泉州市德化县上涌镇东山村的一个倾角仪X方向出现异常变化……多地接连触发了红色预警，第一时间传至省自然资源厅地灾总值班室。

“潜在滑塌方量约2000立方米！”接到预警信息后的3小时内，技术队伍抵达现场调查，测量坡体宽度、高度、土层厚度、滑体方量等。在村干部的配合下，传来一个又一个及时的消息：“下曹村山根下4户23人安全转移！”“洋坑村新村27人安全转移！”“东山村转移3人，无人员伤亡。”

这只是一个缩影。当前，我省已在39个县建成1644处群专结合监测预警实验点，安装设备1万多台（套），受益群众4．6万人。“可以精准、及时向地质灾害群防群测相关责任人和公众靶向发送预警短信，让预警直达地灾隐患点。”方燕娜说。

在与灾害“赛跑”的过程中，要抢占先机，更要根本性消除隐患。

“排危除险工程包的出现，让许多地灾隐患点有了‘救治’的手段。”方燕娜说。

根据轻重缓急，针对危险性较大且规模较大的地灾隐患点，利用抗滑桩、锚索等措施，实施工程治理“大手术”；而针对隐患规模较小的则采用排危除险工程包，将5处需要排危除险的合并成一个，通过排水、削坡、回填压脚等措施消除隐患，“微创手术”即可“根治”。

家住永泰县红星乡过岭村坂庄自然村的陈可标，成为这一技术的受益者。

他住的两层楼房屋，背后的山坡将房屋紧紧包围，最高点是房屋高度的两倍不止，远远望去，黄土坡如同一张硕大的嘴，随时准备吞吃这座砖房。

近期，“微创手术”结束后，陈可标的房屋环境焕然一新。土坡被嫩草皮覆盖，沿着山坡还设置了三级拦挡。“感谢政府！”一见到方燕娜，陈可标兴奋地握着她的手说，“以往一到风雨天，总是心惊胆战，自个家住不得，还得去投靠亲友家。现在不同了，这个环境是踏实又安全。”

“透视”山体“旧伤新痕”

山峦之上，无人机悄然掠过，精准“透视”出植被下山体的“旧伤新痕”。

这是今年省自然资源厅依托在福建的自然资源部山地丘陵地质灾害防治重点实验室，会同成都理工大学等省内外高校科研院所，在寿宁县2个试点乡镇、近50平方千米区域开展的一系列遥感技术应用试验。

科研工作者们想要解决的是，如何进行高位远程隐蔽型地灾识别。

目前，我省地质灾害已经实现了大范围普查，但对于植被覆盖率高、地形高陡的山区，传统地质调查手段难以实现“坡到顶、沟到谷”。

“需要进一步将合成孔径雷达（SAR）、高分辨率卫星遥感、无人机遥感、机载激光雷达（LiDAR）等多种技术手段有机结合、综合应用。”方燕娜说道。

在这次联合实验中，技术人员将机载雷达悬挂于小型无人机和载人直升机上，获取了相关地区的高分辨率遥感数据及相关数字地形产品，获取某些高位高隐蔽性地质灾害隐患点的边界、形变特征等详细信息。

如，寿宁平溪镇测区发现了明显断裂11条，其中已有地质资料证实断层为5条，推测断层为6条；地质灾害隐患点19处。

“从总体上说，这次的联合调查结果不仅能发现新隐患，且能很好发现并圈定历史地质灾害，对于解决我省的痛点与难点提供了思路。”方燕娜说，InSAR、LiDAR等技术手段应用，如同为疑似隐患点做CT、B超。这些技术各有优势和短板，是否患“病”，“病”征如何，最终还得根据各种测试结果和野外调查综合判定。

以此为契机，我省将扩大机载LiDAR数据采集范围，加快普适型检测预警装备的推广，整合水文地质、工程地质、历史灾害发育特征等资料综合分析。同时，加快大数据、云计算、物联网、人工智能等信息化技术的推广应用，以信息化推进地质灾害监测预警能力现代化。

“继续探索‘天—空—地’一体化的多技术融合地质灾害调查遥感监测体系。”方燕娜说，无论是地灾防治模式的改变，还是科技手段的助力，变化的背后，不变的是坚持人民至上、生命至上的初心。

记者手记

科技创新是关键支撑

从传统光学遥感技术应用，到激光雷达LiDAR、无人机正射影像与倾斜摄影、技术模型的应用，我省积极探索气候变化多学科融合、多技术结合，同时，通过多部门联动，建立重大气象灾害预报系统，提高预报预警能力。

显然，我省已初步建立起科学、先进、有效的地质灾害风险防控体系，但面对地质灾害点多面广、地形条件复杂、植被覆盖度高且分层现象严重的现状，基于“天—空—地”一体化的地质灾害遥感调查工作，仍需进一步推进。

具体到操作层面，少不了科技支撑和创新驱动。这需要统筹卫星、航空等多种遥感数据资源，融合高分辨率光学遥感、激光雷达等技术手段，解决植被密度大、水汽干扰等问题，得出更高分辨率的数据，提高地灾识别与监测预警能力。

在城市发展建设时，更要加强对气象环境、资源能源、减灾防灾等利弊的评估与规划。为此，相关部门需加快推进，掌握数值预报模式、数据融合与再分析技术、雷达和卫星设备及应用等重点领域核心技术，做到监测精密、预报精准和服务精细。