科技护航，为滑坡预警装上“望远镜”

地大新闻网讯（记者 王俊芳）我国地质环境条件复杂，气候类型多样，构造活动强烈，地质灾害种类多、分布广、危害大，诱发因素复杂，是世界上地质灾害严重的国家之一。当前，全球范围内地质灾害频发，滑坡预警监测是全球性难题，科学家们致力于开发更准确、更经济的预测方法，减少滑坡等自然灾害带来的损失。我校地理与信息工程学院副教授周超所在研究团队联合国内外专家，通过卫星影像获取滑坡灾害精细变形，实现了滑坡灾害的有效预测，为大区域范围内滑坡灾害的普适性监测预警提供了新解决方案。

地灾预警系统正在向智能化和空天地一体化发展

“地灾隐患在哪里？”“什么时间可能发生？”……地质灾害风险预警是地灾防治的核心问题。目前的地质灾害监测预警多基于地面监测手段，精度很好，但使用成本较高，在大区域范围的推广使用受到限制。“通过长期调研、讨论，我们发现发展卫星遥感驱动的地质灾害监测与预测预报是解决方案之一。”围绕基于卫星遥感技术的滑坡预测和地质灾害监测预警系统，周超所在团队作了大量研究。

周超在调试无人机雷达设备

“利用卫星数据，我们可以获取地表的精确变形，分析变形演化机制；通过人工智能模型，建立变形失稳与外界环境的量化关系。”周超介绍，卫星技术为滑坡灾害观测提供了新手段。该预测方法通过多时相合成孔径雷达干涉测量（MT-InSAR）技术，从卫星影像中提取滑坡的变形信息，为预警预报提供低成本基础数据。研究团队通过卫星观测数据，揭示了水库滑坡的时空变形机制，并应用机器学习技术，构建滑坡运动对环境驱动因素的动态响应函数，提升了预测的有效性。

依托我校与重庆市万州区政府共建的“三峡库区地质灾害野外监测与预警示范中心”，该方法已在我国三峡库区得到了成功应用。研究结果显示，MT-InSAR可以精准地监测滑坡变形，机器学习算法能准确建立滑坡变形与其驱动因素之间的复杂非线性关系。通过整合MT-InSAR和机器学习技术优势，该预测方法不仅能考虑滑坡灾害演化的物理机制，而且能在大尺度范围内进行高效、准确地预测。

周超表示，随着卫星观测技术不断发展和完善，地质灾害预警系统正在逐步向智能化、普适化和空天地一体化方向发展。这项研究不仅能为地质灾害预警领域带来新技术突破，也为地质灾害风险管控的长期研究提供了经验和启示。

学科交叉深度融合提供监测预警新方案

周超师从地质灾害风险预测预报领域的知名专家、我校工程学院教授殷坤龙，攻读地质工程专业硕士研究生。殷坤龙教授聚焦地质灾害风险研究40余年，创建了水库滑坡—涌浪灾害链风险防控体系，打造了地质灾害“风险—隐患”双控新模式，出版了我国第一部《滑坡灾害风险分析》专著，是我国地质灾害风险研究领域的开拓者和创新者。

2015年6月24日，三峡库区巫山县大宁河左库与长江交汇处发生滑坡并引发巨大涌浪。当时周超正驻守在三峡库区万州区建立的地质灾害野外观测基地，导师便通知他一同前往现场参加应急调查。“这是我第一次直面滑坡灾害造成的伤亡，让我感受到提升地质灾害风险的监测预警能力任重道远，坚定了我开展地质灾害风险研究的决心。”这次应急调查带给周超很大触动，他决定继续攻读博士，并选定了“应用时序InSAR开展滑坡风险的监测预警”为下一步的研究方向。

当时，InSAR技术作为一种新型遥感技术，在地面沉降和地震等研究中得到了应用，但是在滑坡灾害中的应用较少。于是，周超在国家留学基金委的资助下，前往在地质灾害遥感研究上处于全球领先的佛罗伦萨大学开展联合培养，并完成了博士论文《集成时间序列InSAR技术的滑坡早期识别与预测研究》。

2019年1月，周超留校后结合学院在地理信息平台研发的优势，开始了地质灾害风险预警系统研究的新方向。2022年，他再次获得国家留学基金委资助下，前往德国波茨地学中心进行访学，开展多源遥感观测技术及其在滑坡预测预报中的应用研究。

星载遥感驱动的地质灾害监测与预测预报是遥感和工程地质学科深度融合的课题，需要解决耦合遥感数据和滑坡变形的物理机制建立准确的预测模型的问题。依托三峡库区万州区地质灾害野外监测预警中心，周超与导师和同事们一道，近十来年几乎跑遍了三峡库区所有的典型滑坡，逐渐摸清了滑坡演化的规律。在查明滑坡驱动因素对其变形演化作用效应的基础上，团队应用人工智能技术解决了预测模型构建的问题。

依托重庆市地质灾害气象预警模型项目，周超负责研发了重庆市地质灾害气象风险精细化预警系统。目前该系统已在重庆市政府地质灾害综合服务平台稳定运行1年多，每天都自动发布各类预警产品，在防灾减灾实践中经受住了考验。

为普适型防灾提供科技支撑

我国是地质灾害高发、易发地区。地质灾害发育的山区，通常经济也相对落后。虽然全国已有众多“高精尖”的地灾监测预警设备，有的已经达到世界级水平，但往往价格不菲，对于地灾点多面广的国情而言，大规模布设难度很大，需要有更加普适的监测预警体系，实现经济、有效的地质灾害预测预报。

“星载雷达遥感技术可以进行大区域的地表变形监测，且不受天气影响。随着越来越多的雷达卫星发射，如我国的陆探一号，海量雷达数据的积累，将为地质灾害的预测预报提供基础数据支撑，使经济适用的地质灾害预测预报成为可能。”周超说。

近年来，周超团队主要应用地理和遥感技术促进地质灾害的预测预报与风险管控，为预警地灾装上“望远镜”。基于多学科的研究，该团队取得了多方面研究进展：一是依托我校在三峡库区万州区建立的地质灾害野外观测基地，对三峡库区的大型滑坡开展了长期的星地协同监测，精细揭示了水库滑坡的时空变形机制，为预测预报奠定了基础。二是融合滑坡变形机理和雷达遥感技术特征，提出了面向滑坡灾害的三维变形监测方法；建立了耦合遥感数据与物理驱动机制的滑坡预测方法，克服了传统单点预测精细化程度不高的问题。三是综合多源遥感技术，提出了不同尺度的滑坡早期识别方法，研发了滑坡灾害的解译识别系统平台，一定程度上解决了早期识别中自动化程度和精细程度不高的问题。四是应用星载雷达遥感技术，建立了地质—形变—气象耦合的滑坡灾害动态危险性预测方法；开展了斜坡单元的气象风险预警研究，并负责研发了重庆市地质灾害气象风险精细化预警系统。

“科学技术一定要解决国家急需的问题。”周超表示，基于卫星遥感的优势，研究成果可以服务普适型监测预警设备的研发，降低地质灾害风险预警成本，聚焦地灾高发、易发地区，形成天空地一体化作战方式，在地灾防治工作中发挥更好的作用。此外，我国一些重大工程也受到地质灾害的威胁，布设专业监测设备难度大。可利用遥感技术的非接触观测优势，应用遥感数据开展高位隐蔽性地质灾害的识别和监测预警，为国家重大工程的建设和运维安全保驾护航。

未来，该团队将持续围绕地理遥感技术和地质灾害风险监测预警这一交叉方向，重点研究地质灾害多源遥感监测技术、地质灾害精细化预警预报方法和地质灾害风险智能防控大数据平台，用科技力量守护群众的生命财产安全。(审稿 尚东光)