张文 张芳曼制图

近日，40余名专家汇集四川省北川县，开展了为期两周的地质灾害应急应用联合实验。借助高分辨率卫星、无人机、机载对地激光扫描仪等手段，突破传统的地质灾害数据收集方式。

专家介绍，相关实验项目的完成，将意味着我国在地质灾害应急方面进入快速、准确的“高效模式”。

“通过卫星、飞机等手段构建空天一体的灾害监测与应急系统，可以确保在最短时间内掌握灾情信息，为应急救灾提供科学决策依据。”参与实验的西南交通大学地球科学与环境工程学院教授朱庆说。

多维数据搭信息平台

数小时内为救灾抢险提供决策依据

“地质灾害预报仍然是世界性难题，但通过提高减灾救灾应急响应的效率，可以尽量减少灾害损失。”参与项目的西南交大地球科学与环境工程学院副院长齐华告诉记者，针对不同的地质灾害，项目起到的作用也将有所不同。比如，针对地震，主要监测具体受损情况、灾难范围等震后灾情，以灾后快速响应、减灾和灾后重建为主；而泥石流和滑坡等则主要以灾前监测、预测与预警分析等防灾方式为主。

专家介绍，此次实验中，由卫星、航空飞机、无人机和星载高分辨率成像、机载激光对地扫描等地面扫描系统构建的多维数据成为最大的亮点。“以前完全依赖人工走访灾区收集灾情信息，而现在空天一体的灾情数据收集方式提高了效率。这种技术依赖空中平台，不受灾后地面交通中断的影响，摆脱了次生灾害对灾情现场调查人员人身安全的威胁。”朱庆说。

“大的灾情发生时，人工走访可能需要花上数天时间，但卫星遥感监测可将灾区的地表状态在第一时间形成数据，加上高空飞机监测、无人机对具体区域进行全方位航拍等手段，数小时内就能为救灾抢险提供决策依据。”齐华说。

据了解，目前实验项目已取得诸多关键突破，滑坡灾害监测模型及评估方法、全天候地震应急遥感信息支持与快速反应系统、地质灾害损毁目标特征库、高分辨率遥感影像实物量评估技术体系等，均能形成对地质灾害灾情信息的快速获取、快速处理和快速评估，从而为应急抢险救援决策提供信息支持。

据介绍，地质灾害应急应用联合实验属于国家863计划科技攻关项目，同时也是国家卫星应用产业化重大专项。实验所属项目全称为“典型地质灾害遥感监测与应急关键技术及应用”，该项目于2012年1月启动，预计今年12月结束，目前已通过中期评估。

监测量化准确率超70%

能精确到受损房屋数量和损毁程度

此次实验动用了众多的“高精尖”监测设备，其中，“资源三号”卫星是最耀眼的主角之一。

2012年成功发射的“资源三号”是中国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星。该卫星综合技术指标在国际同类卫星中名列前茅，可通过生成可量测实体模型，在运行时有效避开天气因素影响。

“卫星遥感、机载激光扫描测量和高性能计算与通信相结合，相比以往依赖人工空中观察和人工解译遥感影像的方式，提高了量化指标和地质灾害损毁程度评估的科学性。”齐华介绍，人工解译，即依靠人工识别和提取卫星监测影像。这次实验采用高性能计算机对卫星数据进行高速测算，测算结果将适用于地震、滑坡、泥石流、崩塌等引发的灾害损失评估，主要特点是“快、准、全”，对灾情判断的准确率将至少达到70%以上。

此次实验中，研究人员引进先进的航空摄影测量方式，不仅能拍摄垂直地面情况，还能以倾斜角度拍摄建筑物立面，灾情统计能精确到受损房屋数量和损毁程度。

“以前，灾害发生时，人们能立即知道的只有灾害的大致情况和范围。”参与实验的西南交大副教授汤家法告诉记者，通过卫星、高空飞机和无人机构建的空天一体灾情监控系统，避免了大的灾害初期人们全力救灾而无法及时准确全面掌握灾情的情况，能在最短时间内为科学决策提供依据。而此次在北川进行的实验尚处于数据获取阶段，项目若成功，将意味着我国在地质灾害损失评估与防灾减灾方面进入世界先进行列。

3D还原北川地震遗址

囊括地震和次生灾害全部特征

北川县“5·12”特大地震遗址几乎囊括了地震和地震次生灾害的全部特征。“遗址保留有典型的地裂断层和山体滑坡的巨大灾害遗迹，其中的建筑群遗址几乎涵盖了所有现代建筑结构类型的受损状况。”汤家法告诉记者，项目组选择在北川开展实验，是由于这里具有丰富而典型的地质灾害损毁特征，将为后续研究提供十分接近于真实情况的数据。

实验过程中，研究人员对北川地震遗址中的主要街道进行了3D数字还原，“这并不在实验的预先设计范围内，而是我们在获取了大量的实验数据后，临时决定做的一个‘副产品’。”齐华告诉记者，对北川地震遗址进行数字化还原，既能利用还原的虚拟环境开展地质灾害研究，还能为当地保存人文史料。

据了解，北川地震遗址迄今仍是地质灾害高发易发地区，曾多次受到泥石流、山体滑坡等灾害侵袭。实验在对遗址的地震损毁数据进行收集后，复原出遗址原貌，也是对项目成果的延伸。

“实际应用中，在对灾情进行准确快速的了解后，数字还原技术可在后期的灾后恢复重建中提供参考。”朱庆告诉记者，北川地震遗址的3D还原影像，无疑将对防灾减灾起到宣传教育作用。