近日，40余名專家匯集四川省北川縣，開展了為期兩周的地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)。借助高分辨率衛(wèi)星、無人機(jī)、機(jī)載對(duì)地激光掃描儀等手段，突破傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)收集方式。

　　專家介紹，相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成，將意味著我國(guó)在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急方面進(jìn)入快速、準(zhǔn)確的“高效模式”。

　　“通過衛(wèi)星、飛機(jī)等手段構(gòu)建空天一體的災(zāi)害監(jiān)測(cè)與應(yīng)急系統(tǒng)，可以確保在最短時(shí)間內(nèi)掌握災(zāi)情信息，為應(yīng)急救災(zāi)提供科學(xué)決策依據(jù)。”參與實(shí)驗(yàn)的西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院教授朱慶說。

　　多維數(shù)據(jù)搭信息平臺(tái)

　　數(shù)小時(shí)內(nèi)為救災(zāi)搶險(xiǎn)提供決策依據(jù)

　　“地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)仍然是世界性難題，但通過提高減災(zāi)救災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)的效率，可以盡量減少災(zāi)害損失。”參與項(xiàng)目的西南交大地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院副院長(zhǎng)齊華告訴記者，針對(duì)不同的地質(zhì)災(zāi)害，項(xiàng)目起到的作用也將有所不同。比如，針對(duì)地震，主要監(jiān)測(cè)具體受損情況、災(zāi)難范圍等震后災(zāi)情，以災(zāi)后快速響應(yīng)、減災(zāi)和災(zāi)后重建為主;而泥石流和滑坡等則主要以災(zāi)前監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)與預(yù)警分析等防災(zāi)方式為主。

　　專家介紹，此次實(shí)驗(yàn)中，由衛(wèi)星、航空飛機(jī)、無人機(jī)和星載高分辨率成像、機(jī)載激光對(duì)地掃描等地面掃描系統(tǒng)構(gòu)建的多維數(shù)據(jù)成為最大的亮點(diǎn)。“以前完全依賴人工走訪災(zāi)區(qū)收集災(zāi)情信息，而現(xiàn)在空天一體的災(zāi)情數(shù)據(jù)收集方式提高了效率。這種技術(shù)依賴空中平臺(tái)，不受災(zāi)后地面交通中斷的影響，擺脫了次生災(zāi)害對(duì)災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查人員人身安全的威脅。”朱慶說。

　　“大的災(zāi)情發(fā)生時(shí)，人工走訪可能需要花上數(shù)天時(shí)間，但衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)可將災(zāi)區(qū)的地表狀態(tài)在第一時(shí)間形成數(shù)據(jù)，加上高空飛機(jī)監(jiān)測(cè)、無人機(jī)對(duì)具體區(qū)域進(jìn)行全方位航拍等手段，數(shù)小時(shí)內(nèi)就能為救災(zāi)搶險(xiǎn)提供決策依據(jù)。”齊華說。

　　據(jù)了解，目前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已取得諸多關(guān)鍵突破，滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)模型及評(píng)估方法、全天候地震應(yīng)急遙感信息支持與快速反應(yīng)系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害損毀目標(biāo)特征庫(kù)、高分辨率遙感影像實(shí)物量評(píng)估技術(shù)體系等，均能形成對(duì)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息的快速獲取、快速處理和快速評(píng)估，從而為應(yīng)急搶險(xiǎn)救援決策提供信息支持。

　　據(jù)介紹，地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)屬于國(guó)家863計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目，同時(shí)也是國(guó)家衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化重大專項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)所屬項(xiàng)目全稱為“典型地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)與應(yīng)急關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”，該項(xiàng)目于2012年1月啟動(dòng)，預(yù)計(jì)今年12月結(jié)束，目前已通過中期評(píng)估。

　　監(jiān)測(cè)量化準(zhǔn)確率超70%

　　能精確到受損房屋數(shù)量和損毀程度

　　此次實(shí)驗(yàn)動(dòng)用了眾多的“高精尖”監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，“資源三號(hào)”衛(wèi)星是最耀眼的主角之一。

　　2012年成功發(fā)射的“資源三號(hào)”是中國(guó)第一顆自主的民用高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星。該衛(wèi)星綜合技術(shù)指標(biāo)在國(guó)際同類衛(wèi)星中名列前茅，可通過生成可量測(cè)實(shí)體模型，在運(yùn)行時(shí)有效避開天氣因素影響。

　　“衛(wèi)星遙感、機(jī)載激光掃描測(cè)量和高性能計(jì)算與通信相結(jié)合，相比以往依賴人工空中觀察和人工解譯遙感影像的方式，提高了量化指標(biāo)和地質(zhì)災(zāi)害損毀程度評(píng)估的科學(xué)性。”齊華介紹，人工解譯，即依靠人工識(shí)別和提取衛(wèi)星監(jiān)測(cè)影像。這次實(shí)驗(yàn)采用高性能計(jì)算機(jī)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行高速測(cè)算，測(cè)算結(jié)果將適用于地震、滑坡、泥石流、崩塌等引發(fā)的災(zāi)害損失評(píng)估，主要特點(diǎn)是“快、準(zhǔn)、全”，對(duì)災(zāi)情判斷的準(zhǔn)確率將至少達(dá)到70%以上。

　　此次實(shí)驗(yàn)中，研究人員引進(jìn)先進(jìn)的航空攝影測(cè)量方式，不僅能拍攝垂直地面情況，還能以傾斜角度拍攝建筑物立面，災(zāi)情統(tǒng)計(jì)能精確到受損房屋數(shù)量和損毀程度。

　　“以前，災(zāi)害發(fā)生時(shí)，人們能立即知道的只有災(zāi)害的大致情況和范圍。”參與實(shí)驗(yàn)的西南交大副教授湯家法告訴記者，通過衛(wèi)星、高空飛機(jī)和無人機(jī)構(gòu)建的空天一體災(zāi)情監(jiān)控系統(tǒng)，避免了大的災(zāi)害初期人們?nèi)葹?zāi)而無法及時(shí)準(zhǔn)確全面掌握災(zāi)情的情況，能在最短時(shí)間內(nèi)為科學(xué)決策提供依據(jù)。而此次在北川進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)尚處于數(shù)據(jù)獲取階段，項(xiàng)目若成功，將意味著我國(guó)在地質(zhì)災(zāi)害損失評(píng)估與防災(zāi)減災(zāi)方面進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

　　3D還原北川地震遺址

　　囊括地震和次生災(zāi)害全部特征

　　北川縣“5·12”特大地震遺址幾乎囊括了地震和地震次生災(zāi)害的全部特征。“遺址保留有典型的地裂斷層和山體滑坡的巨大災(zāi)害遺跡，其中的建筑群遺址幾乎涵蓋了所有現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)類型的受損狀況。”湯家法告訴記者，項(xiàng)目組選擇在北川開展實(shí)驗(yàn)，是由于這里具有豐富而典型的地質(zhì)災(zāi)害損毀特征，將為后續(xù)研究提供十分接近于真實(shí)情況的數(shù)據(jù)。

　　實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員對(duì)北川地震遺址中的主要街道進(jìn)行了3D數(shù)字還原，“這并不在實(shí)驗(yàn)的預(yù)先設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，而是我們?cè)讷@取了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，臨時(shí)決定做的一個(gè)‘副產(chǎn)品’。”齊華告訴記者，對(duì)北川地震遺址進(jìn)行數(shù)字化還原，既能利用還原的虛擬環(huán)境開展地質(zhì)災(zāi)害研究，還能為當(dāng)?shù)乇４嫒宋氖妨稀?/p>

　　據(jù)了解，北川地震遺址迄今仍是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)易發(fā)地區(qū)，曾多次受到泥石流、山體滑坡等災(zāi)害侵襲。實(shí)驗(yàn)在對(duì)遺址的地震損毀數(shù)據(jù)進(jìn)行收集后，復(fù)原出遺址原貌，也是對(duì)項(xiàng)目成果的延伸。

　　“實(shí)際應(yīng)用中，在對(duì)災(zāi)情進(jìn)行準(zhǔn)確快速的了解后，數(shù)字還原技術(shù)可在后期的災(zāi)后恢復(fù)重建中提供參考。”朱慶告訴記者，北川地震遺址的3D還原影像，無疑將對(duì)防災(zāi)減災(zāi)起到宣傳教育作用