地质灾祸监测预警是主动防备、削减严重人员伤亡的重要手法。试验室自2010年自主研制完结“地质灾祸实时监测预警体系（1.0版）”以来，至今已更新晋级至

  据统计，到日前该预警体系在四川、山西、甘肃、贵州、重庆等区域已成功预警地质灾祸

  确保了数万人的生命财产安全。例如2022年2月26日晚10时成功预警的甘肃黑方台焦家7号滑坡，已是该体系在甘肃黑方台第10次成功预警！这一“黑科技”确保该区域至今未因滑坡而形成人员伤亡！也正是它的存在，让许强等“地灾医师”在与滑坡等地质灾祸“抢占时刻”时，有了十足的底气。

  只要搞清楚滑坡的演化机理及普适性规则，才干完成精确的预警。“比如医师治病大多会经过看气色、量体温、测血压、抽验血等办法，确诊病因、剖析病理、确认病况，判别是否该下病危通知书。”汤明高教授向记者解释道，“而滑坡活动与生命停止却恰恰相反，滑坡是从停止到活动，滑坡产生进程中最直接的‘症状’便是变形和决裂，为什么产生变形和决裂便是其内涵机理。”可是

  的学术思想。2001年，在三峡库区地质灾祸防治期间，许强教授带领汤明高级学术主干正式组成“地质灾祸监测预警团队”，敞开了滑坡预警模型和判据研讨，至今已取得一系列滑坡机理及预警预告方面的严重杰出作用：先后取得“国土资源科学技能进步奖二等奖（2007）、四川省科学技能进步奖一等奖（2012）、国家科学技能进步奖二等奖（2019）”等。此外，团队出书的专著《大型滑坡监测预警与应急处置》已再版；编制的《三峡库区滑坡灾祸预警预告手册》被作为技能要求履行，在三峡库区成功预告和处置了400多处滑坡险情，撤离近10万人，确保了接连18年“零逝世”，得到了三峡工程验收专家组和中国工程院第三方独立评价课题组的充分肯定。也正是这一系列科技作用支撑着“地质灾祸实时监测预警体系”更新换代，屡试不爽！

  人们常说“十年磨一剑”，试验室滑坡预警之剑从“起步—成形—有用”整整磨了二十年。

  在开端的时代，国内外学者首要是依托滑坡裂缝等微观现象进行预警，可是出现裂缝并不代表会产生滑坡。尔后，使用数学办法进行滑坡变形的拟合外推预警预告，可是滑坡预警成功率仍是不尽人意。实践上，滑坡进程适当杂乱，简略的现象预警和数值预警只能是形似而神不似！

  为此，试验室将其与滑坡机理有机结合，发现了滑坡时空演化规则，三阶段变形演化进程及其变形损坏的内涵行为机理。并将“一刀切”式的阈值预警转变为进程预警，

  如果说三峡库区滑坡监测预警国家需求是团队动身的“起点”，那么汶川地震后大规模滑坡预警国家火急需求则是团队启航的“助推剂”。

  作为滑坡预警模型研讨规划的负责人，许强、汤明高教授及团队从滑坡演化规则和机理下手，捉住规则和机理这条主线，结合降雨和人类工程活动等影响要素，树立了一套滑坡实时预警预告办法体系，提出了与《中华人民共和国突发事件应对法》四级预警等级“蓝、黄、橙、红”相匹配的预警判据，

  2020年6月24日，贵州省晴隆县安谷乡行进村团坡组大寨产生滑坡前，该预警体系主动实时发布橙色预警，相关责任人第一时刻发动防灾预案，滑坡要挟目标及邻近居民紧迫撤离避险，未形成一人伤亡。

  成功预警31次，防止人员伤亡3724人，防止直接经济损失10762万元。”

  试验室大厅一楼的LED屏上，首要映入眼帘的满屏的1.4万余处监测点以及四川省3D版地图。大屏不停地实时闪耀“满屏尽是黄金甲”，这是预警体系正在实时剖析预警。看似简略的屏幕作用，背面作业却是错综杂乱、环环相扣。

  地质灾祸触及杂乱地质布景、多源监测数据等，欲将其明晰明晰地出现给普通用户，需求多重技能的加持。最开端是使用微软的Virtual Earth（虚拟地球）开发出现三维可视化，可是Virtual Earth功用扩展的研制难度较大、具有局限性，无法满意地质灾祸数据的展示与剖析需求。并非核算机科班出世的团队主干何向阳等另觅佳径，先后测验了国内外多种三维渠道，最终根据相关开源软件架构和资源，不断地进行二次开发，树立全球规模高精度的数字高程模型，研制周游、印象剖析、高程剖面及地质剖析等多种功用，完成了“天-空-地”多元立体数据一体化归纳展示。

  数据的收发与办理等后台运转作业非常要害。跟着数据类型及数据量的不断添加，原有数据库办理功率下降。何向阳博士等开端

  “这套渠道适当于咱们建的一座邮局。”各个厂家的设备将收集的监测数据装入“信封”，经过MQTT协议将“函件”寄到“邮局”，总服务器收到后拆开“信封”，将数据解析后放进数据库。这个“拆信、读信”的解码进程，便是渠道的首要功用。该渠道给各个监测单位及厂家供给一致的数据接入渠道，确保了数据传输的一致性、实时性。然后确保了数据接纳的有效性及实时性，这样才干确保预警剖析处理的牢靠度。

  2009年，试验室“地质灾祸监测预警团队”，一改国内外遍及选用的阈值预警形式，立异性地提出“进程预警”，进行滑坡变形演化阶段辨认及动态盯梢预警，可极大地提高预警成功率。

  这一先进理论和预警模型的使用需求核算机算法予以完成。例如怎样主动判别滑坡变形演化拐点，然后精确核算切线角判据，是进程预警理论的魂灵与中心。“最难的便是算法，怎样去研讨这个算法，这个进程是很绵长且需求死磕的。”何向阳说道。“压力最大的时分，天天都在想这些算法模型，睡觉做梦都在写代码、编程序。梦里有了创意，在清晨4点我立马起床把那段代码写了出来。”向记者谈及这段“玄乎”的回想时，何向阳笑了。

  ▲进程预警的可视化展示（2019年2月17日贵州兴义滑坡成功预警事例）

  这种办法完成起来简略，经过必定的时刻距离，定时处理监测数据能够进行地质灾祸预警，但不能确保预警的实时性。为此引入了数据驱动办法，即在渠道收到监测数据时当即发动预警核算，这种办法核算量很大，可是能够确保预警的实时性。为此，选用两种办法，好坏互补，处理了不同预警场景的需求。

  有了这把斩妖除魔之剑，才干在“江湖上”行侠仗义。可是，在监测预警渠道大规模使用进程中又遇到了新的问题和应战。

  从2019年开端，地质灾祸实时监测预警体系开端使用于四川省，跟着全省上万套监测设备的接入，面临大规模大量级的预警服务需求，体系运转和预警剖析速度显着下降，用户体会感下降。

  为了处理这一问题，巨能攀教授带领何向阳等不断考虑和测验，总算找到了优化核算机算法的“良药”——

  此前，四千余套监测设备进行一次预警需求耗时3~5分钟，经过算法的不断优化，时刻缩短到5秒内，体系运转功率得到了极大的提高。现在，地质灾祸实时监测预警渠道已广泛使用于四川、山西、重庆等省市以及大渡河流域等严重工程区的地质灾祸监测预警作业，完成了地质灾祸日常办理、实时监测与动态预警的事务化运转。

  如果说滑坡预警模型判据是“地质灾祸实时监测预警体系”的“里子”，那么监测预警渠道便是“体面”，而实践使用便是里子和体面的“枢纽”。

  该体系整合物联网、大数据、5G等新技能，增强了数据传输操控、剖析使用、交融展示才能，完成了“卫星遥感+无人机测绘+钻探剖析”的新的“空-天-地”一体化“三查体系”的使用，引入和吸收立异了高分辨率航天遥感、无人机测绘、多孔电磁波层析成像等新技能。

  地质灾祸监测预警团队首要负责人之一巨能攀教授共享道：“从2007年左右至今，预警研讨及体系开发者已历经 3代更迭， 这其间不乏老一辈的成理地质作业者。面临未来，除了传承，咱们还有很多发力点。 ”历经十余年开发的

  即数字地球和地灾数据库、空间数据库，两库数据相互印证，支撑地质灾祸监测预警决议计划作业。经多位院士、专家判定，“地质灾祸实时监测预警体系（3.0版）”所展示的技能已居于国际领先水平。谈及地质灾祸监测预警发展趋势，许强教授以为根据深度学习和人工智能的预警将是团队尽力的方向之一。

  例如，区域地质灾祸气候预警方面，能够将其从比较“粗、泛”形式，发展为精细化预警形式。智能化预警经过研讨算法，进行海量数据的智能化剖析，以期完成更大规模、愈加精准的地质灾祸预警。

  地质灾祸实时监测预警体系，从机理到算法、再到使用，环环相扣、缺一不可，每一个环节都需求不断探究、试验和研究，体系也将一代代更迭，一步步晋级。从张倬元教授等老一辈工程地质学家到黄润秋教授，再到许强、巨能攀、汤明高、何向阳等中青年专家学者，地灾国重室将防灾减灾国家需求深深地刻进了传承的基因中，赓续传递地质灾祸防治与地质环境保护的“接力棒”。