長(zhǎng)期威脅著人類的生命財(cái)產(chǎn)安全
顯得尤為重要
滑坡是指在重力作用下，受自然或人為因素的影響，斜坡巖土體沿某一弱面滑動(dòng)、垮塌的現(xiàn)象，俗稱“走山”。
我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多面廣，自上世紀(jì)八十年代起，國(guó)家相關(guān)部門通過(guò)多輪詳細(xì)地調(diào)查和排查、篩查，已發(fā)現(xiàn)近 30 萬(wàn)處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)。然而，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，近年來(lái)發(fā)生的重大地質(zhì)災(zāi)害事件有近80%都不在已發(fā)現(xiàn)的隱患點(diǎn)范圍內(nèi)。據(jù)此推斷，我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)可能會(huì)超過(guò)100萬(wàn)處——盡可能全面識(shí)別和發(fā)現(xiàn)災(zāi)害隱患并提前主動(dòng)防控，便成為當(dāng)前我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)最為重要的工作內(nèi)容。
通常，最容易發(fā)生滑坡的區(qū)域和部位，主要有以下三類：
目前正在發(fā)生明顯變形的斜坡，處于滑坡的孕育期，成災(zāi)可能性大。就像一位正在生病的病人，具有明顯的生病征兆。
歷史變形破壞區(qū)域，如古老滑坡、震裂山體、長(zhǎng)期重力作用導(dǎo)致的變形體，以及各種成因（如崩塌、滑坡、泥石流堆積、冰川、冰水泥石流堆積、人工棄渣等）的集中松散堆積體等。這些歷史上曾遭受過(guò)“損傷”但已穩(wěn)定的區(qū)域和部位，在條件發(fā)生改變后（如人工開(kāi)挖坡腳、水庫(kù)蓄水局部埋沒(méi)等）可能“復(fù)活”，再次發(fā)生變形并成災(zāi)。其道理類似于人身上曾經(jīng)受過(guò)傷，或生過(guò)病的部位和器官，比較容易再次病變和受傷。
潛在不穩(wěn)定斜坡，有些山體歷史上從未發(fā)生過(guò)變形，目前也無(wú)明顯的變形跡象，但因其穩(wěn)定性相對(duì)較差，在強(qiáng)烈擾動(dòng)和條件改變后可能突發(fā)性失穩(wěn)破壞并成災(zāi)。此類隱患類似于免疫力低的人群，平時(shí)身體狀況一切正常，也無(wú)異常的癥狀，但一旦遭遇天氣突變、以及流感、新冠肺炎等流行病爆發(fā)時(shí)，因自身抵抗力低而容易染病甚至快速死亡。
滑坡尤其是大規(guī)模高速遠(yuǎn)程滑坡因具有超乎尋常的運(yùn)動(dòng)速度（最大速度可達(dá)每小時(shí)700-800公里，相當(dāng)于飛機(jī)巡航時(shí)的速度）、超遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)距離（最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)距離可達(dá)數(shù)公里、數(shù)十公里，海底滑坡最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)距離可達(dá)200公里）、高度的隱蔽性和突發(fā)性，往往會(huì)釀成災(zāi)難性事故，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
歷史上發(fā)生過(guò)很多災(zāi)難性滑坡事件，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)造成極大的危害。
1970年，秘魯Yungay城
發(fā)生一起由地震誘發(fā)的滑坡—碎屑流，運(yùn)動(dòng)距離超過(guò)10公里，掩埋了整個(gè)城市，造成18000人死亡。
祿勸滑坡掩埋了5個(gè)村莊，造成444人死亡。華鎣山溪口滑坡瞬間將一座水泥廠掩埋，造成221人死亡。小林村滑坡瞬間將小林村掩埋，致使500多人的死亡。茂縣新磨村滑坡瞬間將整個(gè)新磨村全部掩埋，致使83人死亡和失蹤。
▲無(wú)人機(jī)航拍新磨村滑坡前后影像：因滑坡的發(fā)生，山下的新磨村被巖土體完全掩埋。
若滑坡下方為河流，還可堵塞河道形成滑坡壩和堰塞湖，不僅上游形成淹沒(méi)災(zāi)害，隨著水位的不斷上漲，堰塞湖潰決形成的洪澇災(zāi)害可將滑坡的危害范圍和損失放大數(shù)十甚至數(shù)百倍。
例如，2000年4月9日在西藏發(fā)生的易貢滑坡堵塞易貢藏布，形成約60米高的滑坡壩，兩個(gè)月后的6月10日壩體潰決，形成的洪水最大流量超過(guò)12萬(wàn)立方米每秒（超過(guò)1998年長(zhǎng)江洪峰流量），不但完全摧毀其下游雅魯藏布江沿途幾乎所有道路、橋梁和水電站等基礎(chǔ)設(shè)施，巨量洪水流經(jīng)數(shù)百上千公里到達(dá)印度，致使印度超過(guò)十萬(wàn)人受災(zāi)，94人死亡。2018年11月金沙江白格滑坡—堰塞湖的潰決洪水也使下游700多公里的麗江一片汪洋，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)100億元。
我國(guó)西部山區(qū)滑坡的特點(diǎn)
西南山區(qū)山高坡陡，滑坡源區(qū)大多位于山體頂部，人員難以達(dá)到。植被茂密，滑坡變形裂縫和跡象難以被發(fā)現(xiàn)，具有高度的隱蔽性。
正因?yàn)槲覈?guó)西部山區(qū)部分滑坡具有高位、隱蔽性特點(diǎn)，傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查和人工隱患排查手段已無(wú)能為力，這就是前文所說(shuō),近年來(lái)實(shí)際發(fā)生的重大地質(zhì)災(zāi)害近80%都不在已發(fā)現(xiàn)的隱患點(diǎn)范圍內(nèi)的重要原因之一。
隱患提前識(shí)別和發(fā)現(xiàn)難是當(dāng)前我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治的“痛點(diǎn)”！
隱患點(diǎn)在哪里？——滑坡隱患早期識(shí)別
什么時(shí)間可能發(fā)生？——滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警
為了破解“高位隱蔽性”滑坡隱患識(shí)別難題，在2017年茂縣新磨村滑坡發(fā)生后，實(shí)驗(yàn)室研究提出了天-空-地一體化的“三查”體系。該體系一經(jīng)提出，立即得到了包括自然資源部、應(yīng)急管理部等部門、地勘和測(cè)繪行業(yè)以及多個(gè)省市的高度認(rèn)可和積極響應(yīng)，目前已在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用。
重大地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別“三查”體系，是由基于衛(wèi)星平臺(tái)的光學(xué)遙感+合成孔徑雷達(dá)（InSAR）為主要觀測(cè)手段的“普查”；由基于航空平臺(tái)的激光雷達(dá)（LiDAR）+無(wú)人機(jī)三維攝影測(cè)量為主要測(cè)繪手段的“詳查”；以及地面人工調(diào)查復(fù)核+監(jiān)測(cè)的“核查”等三部分共同組成。
“三查”體系實(shí)際上是“地災(zāi)醫(yī)生”們利用“中西醫(yī)結(jié)合”手段進(jìn)行山體病害（即地質(zhì)災(zāi)害）診斷的技術(shù)方法體系。就是利用現(xiàn)代衛(wèi)星觀測(cè)技術(shù)對(duì)一個(gè)大的區(qū)域進(jìn)行掃描性篩查，其主要目的是快速粗略地篩查出“病號(hào)”，類似于醫(yī)學(xué)上的全面體檢。是在通過(guò)“普查”發(fā)現(xiàn)災(zāi)害隱患發(fā)育的重點(diǎn)區(qū)域（段）或重大隱患后，進(jìn)一步利用航測(cè)飛機(jī)、無(wú)人機(jī)搭載光學(xué)、激光、多光譜等傳感器，對(duì)重點(diǎn)隱患進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，在醫(yī)學(xué)上相當(dāng)于通過(guò)體檢發(fā)現(xiàn)疑似“病號(hào)”后，進(jìn)一步通過(guò)CT、B超等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)深入檢查。主要是地質(zhì)專家對(duì)通過(guò)“普查”和“詳查”發(fā)現(xiàn)的隱患進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核、驗(yàn)證，并最終確認(rèn)或否定，相當(dāng)于醫(yī)學(xué)上的門診醫(yī)生根據(jù)各種檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合當(dāng)面對(duì)病人的“望聞問(wèn)切”，綜合分析判斷病人是否得病、得了什么病，以病癥的嚴(yán)重程度。“三查”體系將現(xiàn)代綜合遙感手段（相當(dāng)于西醫(yī)）與傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查（相當(dāng)于中醫(yī)）有機(jī)結(jié)合，綜合分析判斷。
其主要技術(shù)途徑遵循由大到小，由面到點(diǎn)，逐漸收縮范圍；同時(shí)針對(duì)隱患的不同特征，采用不同技術(shù)針對(duì)性的識(shí)別判斷，這樣便可最大限度地減少漏判和誤判。
請(qǐng)和阿重一起實(shí)踐剛剛學(xué)到的理論知識(shí)，看看你能從下列監(jiān)測(cè)圖片中解鎖哪些信息哦~現(xiàn)代光學(xué)影像的分辨率已經(jīng)可以達(dá)到米級(jí)、亞米級(jí)，地面的變形跡象便可借助于光學(xué)影像來(lái)提前識(shí)別和發(fā)現(xiàn)。尤其是當(dāng)變形發(fā)生在山體中上部人們不?；顒?dòng)的區(qū)域時(shí)，衛(wèi)星影像就非常管用了。山體發(fā)生開(kāi)裂、下錯(cuò)、局部垮塌后，相應(yīng)部位的光譜特性會(huì)發(fā)生變化，并顯示出與周圍環(huán)境的差別，我們據(jù)此可以識(shí)別和發(fā)現(xiàn)山體已發(fā)生的變形。例如，2018年發(fā)生的金沙江白格滑坡，通過(guò)調(diào)取衛(wèi)星影像存檔數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)早在1966年相關(guān)區(qū)域就已有明顯的變形跡象，說(shuō)明該滑坡至少已孕育了五十余年。
合成孔徑雷達(dá)InSAR是從衛(wèi)星同時(shí)向地面發(fā)射多束電磁波，然后接收從地面反射回的電磁波，通過(guò)對(duì)發(fā)出和反射回的電磁波的分析處理，尤其是差分干涉處理，便能獲取地面厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的形變信息。InSAR最大的長(zhǎng)處是能對(duì)地表正在發(fā)生的大范圍、持續(xù)緩慢的變形進(jìn)行有效識(shí)別和持續(xù)監(jiān)測(cè)。對(duì)于地質(zhì)調(diào)查人員難以到達(dá)區(qū)域，InSAR可以彌補(bǔ)這一不足，有效識(shí)別和提前發(fā)現(xiàn)正在變形部位。
詳查—機(jī)載LiDAR+無(wú)人機(jī)航拍無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量可快速獲取高分辨率的三維立體影像。對(duì)于植被覆蓋區(qū)，機(jī)載LiDAR可以去除地表覆蓋的植被，讓隱藏在植被之下的災(zāi)害隱患無(wú)處藏身。如同人身上的傷疤，一旦脫掉衣服就會(huì)暴露無(wú)遺。LIDAR獨(dú)特的“透視”能力對(duì)歷史上曾發(fā)生過(guò)變形破壞而留下的“陳舊傷”的探測(cè)極為有用，是識(shí)別“第II類”隱患的利器。
核查—地面調(diào)查復(fù)核+地表、斜坡內(nèi)部觀測(cè)理論上講，利用“天－空”綜合遙感技術(shù)便可全面識(shí)別出地表正在變形區(qū)和歷史曾經(jīng)變形區(qū)。但是，光學(xué)影像很容易受到云霧天氣的影響，而植被、水汽等也會(huì)影響InSAR數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此，通過(guò)“天-空”手段識(shí)別出的結(jié)果是否正確，還得靠地質(zhì)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查復(fù)核和綜合評(píng)判，最終確定是否存在滑坡隱患，從而完成“三查”體系“天—空—地”一體化的整個(gè)環(huán)節(jié)。就像去醫(yī)院看病，哪怕是有再先進(jìn)、再多的儀器設(shè)備檢測(cè)，最終還得靠門診醫(yī)生根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和自己對(duì)病人的“把脈”來(lái)判斷和確定病人的實(shí)際病情。
“三查”體系將現(xiàn)代綜合遙感技術(shù)與傳統(tǒng)人工地質(zhì)調(diào)查有機(jī)結(jié)合，大大提高了地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別能力，相關(guān)部門也已用此識(shí)別和發(fā)現(xiàn)數(shù)千上萬(wàn)處新的滑坡隱患。那么，是不是運(yùn)用這些手段就能識(shí)別出所有的滑坡隱患，揪出藏匿于山中的所有“老虎”？理論上講，只要工作足夠細(xì)致到位，運(yùn)用“三查”體系，基本可識(shí)別出具有明顯特征的第I類、第II類隱患，但對(duì)于第III類隱患，一是因?yàn)槠湓诨掳l(fā)生前無(wú)明顯的變形跡象，二是其具有突發(fā)性特征，所以目前還很難提前識(shí)別。例如，2019年7月23日由強(qiáng)降雨誘發(fā)的貴州水城雞場(chǎng)鎮(zhèn)滑坡，人們事后通過(guò)InSAR的反演分析發(fā)現(xiàn)，滑坡區(qū)在7月22日前都無(wú)明顯的變形，滑坡可能是在降雨過(guò)程中突發(fā)性失穩(wěn)破壞的。相當(dāng)于一個(gè)免疫力低下或有基礎(chǔ)性疾?。ǖ珶o(wú)外在表現(xiàn)）的人在無(wú)明顯征兆的情況下突發(fā)性死亡，此類問(wèn)題目前還難以提前發(fā)現(xiàn)和主動(dòng)防范。
另一方面，現(xiàn)代綜合遙感技術(shù)也會(huì)受到云霧天氣、植被覆蓋、水汽、高山峽谷區(qū)因山體遮擋不能獲取所有區(qū)域影像等多種因素的影響和限制，并不能對(duì)所有已存在的隱患進(jìn)行全面識(shí)別。同時(shí)“天-空”技術(shù)畢竟是非接觸式探測(cè)，其離地面越遠(yuǎn)其分辨率和探測(cè)精度就越低，小范圍的滑坡隱患往往也很容易被漏掉。針對(duì)上述問(wèn)題，學(xué)者們還在不斷努力，嘗試尋求新的技術(shù)，最大限度的快速、全面識(shí)別出已經(jīng)存在的滑坡隱患。比如：構(gòu)建航空遙感聯(lián)盟，盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)甚至全球航空遙感數(shù)據(jù)的全覆蓋；發(fā)展航空物探技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)體地下結(jié)構(gòu)的快速探測(cè)；利用人工智能，實(shí)現(xiàn)滑坡隱患的快速自動(dòng)識(shí)別，等等。當(dāng)然，要想實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、快速、全面的識(shí)別，還需要多學(xué)科交叉融合、多部門跨界合作、多技術(shù)綜合應(yīng)用、多方面協(xié)同創(chuàng)新，不斷豐富完善“三查”體系。
