广西:从“天罗地网”到“云平台”

2021年6月,广西的项目组经过努力,把224处隐患点全部给找出来了,这里面滑坡有180处、危岩29处、地裂缝22条,还有13个塌陷坑。他们通过各种技术手段,把这些原本藏在大山里的“炸弹”一一编号、定位和归档,给后续治理工作提供了详细的数字底图。 当灾害真的发生时,这套“天罗地网”就能发挥作用。卫星星座只需要15分钟,就能把从指令上传到影像下发的整个过程完成;无人机群起飞后30分钟内就能生成灾害的三维模型;北斗监测网也能实时传回沉降曲线的数据;最后通过人机交互解译,受灾范围就能以红色斑块的形式动态标注在三维地形图上。这套流程让广西在应对地质灾害时,从原来靠经验判断变成了现在靠数据做决策。 为了把科技驯龙的事做好,项目组还在提炼“初查—详查—核查”的三查流程。初查时用InSAR加上卫星遥感快速圈定异常区域;详查时用LiDAR加上无人机航拍来建立厘米级的数字高程模型;最后核查阶段就用北斗加上GNSS进行地面实时监测来验证风险等级。未来这套体系还会推广到桂北、桂中、桂西所有岩溶和非岩溶山区,让每一处山体裂缝都有数字留痕,每一次暴雨都能在云端被守望。 以前人们只能靠巡查员的脚板去丈量、用肉眼去辨识山体里的“恶龙”,现在一张“天—空—地”一体化监测网已经把潜伏在山体里的危险给牢牢锁进了数据坐标。这个网主要由三个部分组成:天网负责用InSAR给大地做“CT”检查;空网负责用LiDAR加上无人机航拍做“放大镜”观察;地网负责用北斗和GNSS实时监测山体的“心跳”。 在云贵高原东南边缘的广西,因为山地丘陵和岩溶地貌交错在一起,地层岩性复杂又加上降雨丰富,“隐身”的地质灾害随时都可能爆发。气象部门预测说未来极端天气会越来越多越来越强,台风和强降雨一起作用时,“暴雨—库水位—山体应力”的连环攻击很容易引发群发性的地质灾害。经济建设加快了速度,切坡建房还有交通水利隧道的开挖这些工程活动也越来越多,导致隐患点像补丁一样到处蔓延。以前的调查手段已经无法覆盖到这么广的范围和这么高的精度了,解决“灾害在哪里、什么时候发生”的问题就成了当务之急。 这时候就需要通过InSAR小基线集形变监测、热红外植被覆盖度反演还有反立体研究等手段来帮忙。团队把高分辨率的光学影像和InSAR拼接起来形成了一套“普查套餐”,一次就能覆盖数百平方公里的面积。大厂—车河矿区完成了0.01米级的微小形变扫描后,所有变形和正在变形的区域都被标记成了红点。 无人机升到百米高空时用激光脉冲每秒扫描上万点,岩体节理、危岩带还有滑坡后缘裂缝都像是被拉直了阳光一样清晰可见;航拍的倾斜相机同步获取了纹理信息后生成了厘米级的三维模型。野外考察的时候团队只要对照屏幕上的高清纹理信息,就能在十分钟内锁定一条潜在泥石流沟的源头所在。 特别是在塌陷最危险的铜坑矿区,基准站和9个监测站组成了北斗地表形变监测网。GNSS模块每秒都在刷新三维坐标数据并汇入基准站解算偏移量再通过5G上传到“云平台”,实现了分钟级的预警功能。一旦沉降速率超过3厘米/天系统就会自动触发短信和电话双通道进行告警。