成理重器（二）“空-天-地-内”的顶级“防火墙”（地质灾害实时监测预警系统）

编者按

成理重器，既是质量之重，也是科研之重。它们是成理人敢为人先的创造，是正在重点攻坚的课题，也是锐意进取的未来……它们是成理人科研图景中的浓墨。

我校科研学者创新灾害预警理念，在灾害试验中分析数据，用前沿科技赋能防灾减灾，锻造与灾害斗争的利器。诞生于地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室中的“重器”，正诉说着地质灾害防治的故事。

今年3月召开的全国两会上，全国人大代表、成都理工大学校长许强教授提出，系统提升防灾减灾救灾能力，既是切实保障人民生命财产安全的应有之义，也是全面贯彻新发展理念、为高质量发展提供安全保障的关键抓手。而强化科技赋能，筑牢协同监测预警屏障，是其中的重要方面。

地质灾害是我国面临的重大安全问题之一。

地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室（以下简称“实验室”）自主研发的“地质灾害实时监测预警系统”在滑坡预警领域贡献突出，在防灾减灾中发挥着重要作用。

截至日前，该预警系统已覆盖我国多地，300余次成功预警，避免了数以万计的人员伤亡。其中，对贵州兴义岩质滑坡的预警，更是国际上首个基于监测数据预警大型顺层岩质滑坡的成功案例。团队研究成果还为青藏高原铁路、重大水电工程、藏中联网工程等国家重大工程建设规划提供了科技支撑。

5秒——地灾“舆情”的成理速度

在实验室主厅大楼，一块屏幕格外“吸睛”：屏幕主体被分成几个区域，中国全域地形图依据地质灾害预警紧急度被标注上了不同颜色，各类精确的数据被实时传送到屏幕上，被检测区域的坐标点不断闪烁，呈现出满满的“科技感”……这个显示屏就像是地质灾害监测预警系统的信息中心。来自千里之外的数据汇聚于此，一目了然。

目前呈现在公众面前的预警系统，已经到了3.0版本。

早期的地质灾害实时监测预警系统，主要基于传统的地质勘测方法，尽管取得了一定成果，但在实时性和准确性方面存在很多不足。经三代锻造与打磨，最初的单一平台发展为云平台，实现了数据共享和远程监控。

据实验室相关负责人介绍，四千多套设备预警一次原先需要约4分钟，在优化算法的加持下，时间缩短到5秒内，“系统目前的预报准确率在80％左右，处于国际领先地位。”同时，2018年12月，经过多位院士、专家的严格评审，我校研发的地质灾害实时监测预警系统（3.0版本）已经达到世界先进水平。目前，该系统不仅在四川省内全面业务化运行，还广泛应用于山西、重庆、大渡河流域等地区。该系统得到了广泛应用和认可，为地质灾害防治工作提供了有力支持。

“驯龙”——让地质灾害无所遁形

面对天灾，人们往往渺茫如粟，对其既有天生的畏惧，又逐渐生出抵抗的勇气。

在我国西部山区，以大型山体滑坡为代表的地质灾害多年不绝，而地质气候条件复杂的四川，则是此类地质灾害的高发区。早先人们以身躯与天斗，他们将防控难度极大的滑坡称作“走龙”。“走龙垮山”几乎成了人人畏怕的传说，山民只好以“定风水找龙”的准则徙居定址，翻山越岭，躲避灾害。

因此，人们一直在不断寻找“驯龙”方法。滑坡这一地质灾害是酝酿中产生的激变，其形成可以分为初始变形、等速变形、加速变形三个阶段。透过“静悄悄”的外表，察觉到潜藏的危险，便是地灾监测的使命。

其中，甘肃黑方台是个典型案例。由于地下水的渗透侵蚀，该地区的黄土滑坡频繁“复活”，还在逐渐扩大。数十年来，黄土滑坡灾害倾泻而下，摧毁农田公路，威胁民居安全，对当地经济可持续发展构成严重制约。

2022年2月26日10时，我校地质灾害实时监测预警系统发出信号，成功对黑方台滑坡进行预警，留出了充足的疏散时间，未造成人员伤亡，这已是预警系统在此地的第10次成功预警。早在2017年，实验室就应用监测仪器和预警系统，开启了在此地的预警历程。

对于甘肃黑方台焦家7号滑坡等一系列灾害，预警系统为何能“料事如神”？

其底气来自我校许强教授提出并构建的“天-空-地-内”全时空实景三维地质灾害防治体系。这个体系涵盖天空、航空、地表、地下，兼顾“室内+室外”“水上+水下”全要素。

他曾把监测比喻为“照CT”，通过卫星、无人机、航空雷达、地表检测仪的“组合剂”，识别地质灾害隐患的“病因”，实现多技术的协同监测与综合利用，就如同在崇山峻岭间铺设了一张天罗地网，一旦发现了地灾苗头，数据信息便会实时传送至信息中心，让地灾无处遁形。

从人防到技防“三查”体系，再到进一步提出推行“全域激光雷达计划”，我国对正在变形区和历史变形破坏区的隐患识别能力得到了巨大提升，这让人们看到了难题破解的曙光。

实验室不断深化研究滑坡时空演化规律，三阶段变形演化过程及其变形破坏的内在行为机理。并将“一刀切”式的阈值预警转变为过程预警，形成了以过程预警为主，阈值预警为辅的多模型综合预警理论和方法，进行滑坡变形演化阶段识别及动态跟踪预警，极大地提升了预警成功率。

这也让实验室团队成为“目前世界范围内，唯一一个敢说可以精准预警滑坡灾害的团队”。

最后一公里：是更近一步，也是更远一步

地质灾害实时监测预警系统能够将预警信息及时有效地传递于民，是保障人民生命和财产安全的至关重要的“最后一公里”。过去的地灾预警常常陷入“叫应”不通的囹圄：预警信息早已发出，但仍有大量民众接收信息延迟，最终酿成悲剧。

实验室不断证明，“叫应”机制是可以打通的。预警系统创新应用了多终端接收，将预警平台弹窗提醒、预警短信（邮件）、手机APP相结合；双管齐下，“预警处置机制”通过对管理人员的不断提醒，降低漏报风险，同时也能对症下药，防止“狼来了”效应发生。

服务国家重大战略工程建设，也是地质人的初心。团队一直在向更远的险路跋涉，将地灾预警的触角延伸至更狭细的角落，应用到更多样复杂化的实地场景。许强教授曾指出，近年来重大工程建设逐渐向极端复杂环境地区迈进，很多区域为人迹罕至、难至区域，传统地质调查已受到限制和挑战。

一方面，团队不断吸纳更先进的技术手段为系统“赋能”，另一方面，团队立足预警前沿，锚定新方向，以期更大突破。2022年以来，我校地质灾害实时监测预警系统结合西南地区减防灾需求，联合彩云科技，拓展出气象地质灾害风险预警模块，“点面双控”的精细化地质灾害风险预警初见成效。 而当团队再次迈步，用AI之光照亮防灾之路，“科技赋能”这个词也变得掷地有声。近日，范宣梅教授团队在全球地震诱发地质灾害智能预测方面取得重要进展，首个全球地震诱发滑坡数据库，基于深度学习算法的地震诱发滑坡近实时智能预测模型的应用，为实时监测预警系统插上“智能化”的翅膀。

“路漫漫其修远兮”，未来的地质灾害实时监测预警系统“4.0”版本也将基于组合预警、精细化预警及气象数据的应用，拓展对相关数据的研究与利用，提高双控精度，更好地造福我国多灾种监测预警，让人民群众的生命财产安全得到最大限度的保障。

2008年汶川地震发生当晚，实验室团队在灾区一线立下要将汶川地震研究清楚的誓言。在这一背景下，初代版本的“地质灾害实时监测预警系统”应运而生。十多年来，他们兑现了这份承诺，如今实现三代蝶变的预警系统，便是他们向人民递交的一份答卷。这个曾获得“国土资源科学技术进步奖二等奖（2007）、四川省科学技术进步奖一等奖（2012）、国家科学技术进步奖二等奖（2019）”等的系统，还将应用到“一带一路”沿线的合作国家，为地灾频发的国家提供滑坡监测预警服务，同时分享重大自然灾害应急处置的“中国经验”。

（曾灵 吴秋婷 陆屹凡 陈岁禾 安月 代雨彤/文 地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室/图）