疫情面前，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G實實在在的露了一次臉，從各個方面和環(huán)節(jié)都成功助力疫情防控。那么在地質(zhì)災(zāi)害面前，我們能否成功進行復(fù)制？用科技的力量防災(zāi)減災(zāi)。2019年四川長寧地震讓地震倒計時預(yù)警技術(shù)成功的在社交媒體上被國人熟知，這就是科技力量的成功應(yīng)用和展現(xiàn)。

 

進入20世紀(jì)以來，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)和頻發(fā)的趨勢越來越明顯，地災(zāi)防控面臨著巨大挑戰(zhàn)，但同時對地災(zāi)防控行業(yè)來說也是一個新的機遇。我國通過多年的不懈的努力，目前已基本查明了我國地質(zhì)災(zāi)害的成因及孕災(zāi)規(guī)律，在地災(zāi)調(diào)查、監(jiān)測預(yù)警及工程治理等方面均取得社會成效。而這一切，無不受益于新興科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展，如何在傳統(tǒng)的地災(zāi)調(diào)查和防控中最大限度融合新技術(shù)的優(yōu)勢，將是今后地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查防控工作者們必然且持續(xù)面對的問題。

 

 

徒步山野—用腳丈量的空間

 

“有女莫嫁地質(zhì)郎”，這是幾乎所有人都認同的觀點，這句話除了表達地質(zhì)工作者的艱辛和不易之外，還很直觀地闡述了地質(zhì)工作者的工作性質(zhì)。的確，地質(zhì)工作者每年都需要花費大量的時間和精力開展野外地質(zhì)調(diào)查工作，這是因為野外調(diào)查是地質(zhì)工作者獲取第一手資料最為重要的步驟。

 

470年前，當(dāng)維薩里在大量一手人體解剖資料的基礎(chǔ)上系統(tǒng)闡述人體結(jié)構(gòu)時，他讓上帝用男人身上的肋骨造女人、耶穌通過復(fù)活骨使死人復(fù)活的神話徹底破滅。他的研究開始讓人們對認知客觀事物的觀念得到了質(zhì)的改變，并開始注意到第一手資料的重要性，這種思維模式的改變也深刻影響著地質(zhì)災(zāi)害這一學(xué)科的探索進程。

 

野外調(diào)查是取得一手資料的最重要步驟，人們會經(jīng)�？吹揭恍┐┲�粗布衣褲、戴著大沿草帽、手拿地質(zhì)錘、羅盤和放大鏡的地質(zhì)工作者們，頂著烈日忙碌于田野間。為了獲取不同類型的野外數(shù)據(jù)，地質(zhì)工作者需要隨身攜帶各種各樣的裝備，除了必帶的三大件外，還隨身挎著照相機、GPS、卷尺、標(biāo)桿、記錄本等等，身上的負重可想而知。而且經(jīng)常需要穿過荊棘密布的灌叢、淌過刺骨的河水、攀爬陡峭的山崖等等，隨時都有潛在的危險相隨。

 

在交通設(shè)施和交通工具極不發(fā)達的過去，對地災(zāi)開展地面調(diào)查都是靠地質(zhì)工作者的雙腿徒步完成，這是一個很艱苦的工作。現(xiàn)代交通的發(fā)達也使得傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查工作得到了極大的改善。但從另一個角度看，發(fā)達的交通系統(tǒng)也讓地質(zhì)工作者們徒步穿行山野的機會相對少了許多，與那些年過花甲仍能健步如飛的老地質(zhì)工作者們相比，現(xiàn)代地質(zhì)工作者們的體格該是望塵莫及，這是一個新的時代問題，值得深入探討。 

 

俯視地面—遙感技術(shù)打開新局面

 

遙感技術(shù)(RemoteSensing，RS)是通過衛(wèi)星、飛機或其它航空器從空中乃至宇宙空間對大范圍地區(qū)進行對地觀測和拍攝，并從中獲取有價值的遙感數(shù)據(jù)使其成像的一種現(xiàn)代信息獲取技術(shù)。該方法對于那些自然條件惡劣和人類難以到達的沙漠、沼澤、高山峽谷等地區(qū)而言具有極大的優(yōu)勢。近年來，遙感技術(shù)不但已悄然融入了我們的日常生活中，也對地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究方法有著極大的促進深遠的影響。

 

遙感技術(shù)的進步使得地災(zāi)調(diào)查研究受益匪淺。遙感技術(shù)可以讓地質(zhì)工作者從更宏觀的視角觀察地面，在開展傳統(tǒng)地面調(diào)查之前就能獲取工作區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害總體發(fā)育規(guī)律及更為直觀的圖件。當(dāng)我們從數(shù)萬米高空的視角俯視地面時，讓地質(zhì)工作者曾認為在自然面前渺小的感覺被徹底改變，對地質(zhì)災(zāi)害進行有效控制的自信心也就自然更足。但很少有人體會到，這種科學(xué)技術(shù)方法的進步已經(jīng)在潛移默化地改變著地質(zhì)工作者們認識世界的模式和觀念。

 

 

遙感技術(shù)的應(yīng)用不但可以讓我們直觀明了地找出其分布規(guī)律，還可以讓我們從更清晰更廣的視角看到地質(zhì)災(zāi)害可能威脅到的區(qū)域，為地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)對策的制定提供極大的便利。遙感技術(shù)還讓以地面調(diào)查為主的傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N模式：地質(zhì)工作者可以坐在電腦面前通過放大或縮小遙感影像，從不同的高度視角了解地表特征，并對地災(zāi)的數(shù)量及分布特征進行早期識別。遙感技術(shù)的進步使得地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究工作的效率、質(zhì)量及可信度均得到了極大的提升。

 

物聯(lián)網(wǎng)的“救”與“防”

 

在時間就是生命的災(zāi)難面前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為在各種情況下的突發(fā)事件贏得了更多的應(yīng)急和救援時間，從地震發(fā)生前的安防預(yù)警，地震救援中的視頻監(jiān)控與生命探測，到人員救援中的遠程救災(zāi)指揮系統(tǒng)的應(yīng)用等，物聯(lián)網(wǎng)都大顯身手。

 

一、物聯(lián)網(wǎng)的“救”

 

物聯(lián)網(wǎng)安防技術(shù)，作為一個與人類生命安全息息相關(guān)的行業(yè)，從地震發(fā)生前的安防預(yù)警、地震救援中的視頻監(jiān)控與生命探測，到人員救援中的遠程救災(zāi)指揮系統(tǒng)的應(yīng)用等，都能大顯身手，為抗震救災(zāi)提供技術(shù)上的有力支撐。

 

生命偵測儀：搜索被掩埋的生命

生命偵測儀是通過測試被探測者的呼吸運動或者移動來工作的。由于呼吸的頻率較低，一般每分鐘16次，就可以把呼吸運動和其他較高頻率的運動區(qū)分開來。偵測儀的原理也大致是這樣。在2008年5月12日的四川汶川大地震的搜救中，中國及世界各國的專家，利用生命探測儀進行探測，搜救出數(shù)萬名被困的同胞。

 

 

遠程醫(yī)療：助力震后解救

在道路受阻，專家醫(yī)生無法快速到達災(zāi)區(qū)現(xiàn)場進行施救的情況下，遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)打破了空間限制，將后方寶貴的專家醫(yī)療資源及時傳送到災(zāi)區(qū)一線，及時為災(zāi)區(qū)需要救護的災(zāi)民提供權(quán)威醫(yī)療指導(dǎo)。在救災(zāi)活動中，遠程醫(yī)學(xué)系統(tǒng)充分發(fā)揮了后方對前方的醫(yī)療支援作用。災(zāi)區(qū)各醫(yī)院的遠程醫(yī)學(xué)衛(wèi)星站點和醫(yī)療隊的機動遠程醫(yī)療裝備，成功地進行了多例遠程醫(yī)療會診。遠程醫(yī)學(xué)系統(tǒng)還將災(zāi)區(qū)醫(yī)療救治的動態(tài)視頻、音頻信息等第一手資料，在第一時間直接傳送到了總后衛(wèi)生部指揮組和前方軍區(qū)抗震救災(zāi)指揮部，使抗震救災(zāi)指揮部門能夠及時了解和掌握一線救治情況，發(fā)揮了前后方醫(yī)療救治信息溝通和網(wǎng)上指揮協(xié)調(diào)的作用。

 

 

遙感飛機：觀測災(zāi)區(qū)現(xiàn)場

遙感飛機作為遙感平臺，裝載各種傳感器。在機腹設(shè)置不同的窗口，便于對地觀測。航空側(cè)視雷達從飛機側(cè)方發(fā)射微波，在遇到目標(biāo)后，其后向散射的返回脈沖在顯示器上掃描成像，并記錄在膠片上，產(chǎn)生雷達圖像。在地震中，遙感飛機相當(dāng)于“數(shù)碼相機”，能夠通過高空作業(yè)，對當(dāng)?shù)貫?zāi)情進行連續(xù)實時拍攝。

 

 

二、物聯(lián)網(wǎng)的“防”

 

近年來，中國接二連三遭遇“地震”，每次都有那么多的同胞因此喪命。對于地震，我們一直在“救”上面做文章，殊不知，“防”才更重要。

 

地震預(yù)警

物聯(lián)網(wǎng)最重要的技術(shù)之一就是RFID標(biāo)簽。英國科學(xué)家研究出一種“自治愈”房屋，主要原理是利用RFID和傳感器來監(jiān)控。這種房屋在墻中專門設(shè)計了縫隙空間，并且墻體中加入了可在強壓下變?yōu)榱黧w的材料。如果受到地震引起的壓力，流體回流到縫隙中，不會對固體墻面產(chǎn)生影響。其結(jié)果是，房屋依舊存在，但可能會移動位置。如果建筑沒有坍塌，通過RFID和傳感器收集的數(shù)據(jù)會用來判別位置偏移量。此外更重要的作用是建筑中的RFID標(biāo)簽和傳感器可以共同構(gòu)建一套警報系統(tǒng)，在地震來之前預(yù)警，給予人們更多逃生的時間。

 

 

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）預(yù)測滑坡

作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，在災(zāi)難中的RFID的識別和引導(dǎo)作用應(yīng)用較大，而物聯(lián)網(wǎng)的另一技術(shù)在災(zāi)難預(yù)警中也同樣出色。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)曾在長江三峽庫區(qū)特殊地帶滑坡災(zāi)難監(jiān)測預(yù)警中發(fā)揮了很好的作用。它利用各種傳感器實時采集信息，通過無線的方式將信息傳輸給控制中心，能夠解決布設(shè)有線監(jiān)測系統(tǒng)的缺陷，而且適用于GMS網(wǎng)絡(luò)信號無法覆蓋的偏遠山區(qū)滑坡災(zāi)害監(jiān)測。正是由于WSN本身的冗余性、無線性、網(wǎng)絡(luò)的自組織性，還同時具有較強的抗破壞能力，所以可以在基礎(chǔ)通信設(shè)施可能被毀壞的情況下，完成一定的通信任務(wù)，能成功適用于滑坡危險地帶的災(zāi)難監(jiān)測預(yù)警中。

 

 

關(guān)于加強地災(zāi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的建議

 

近些年，地質(zhì)災(zāi)害在中國屢見不鮮，汶川地震、玉樹地震、雅安地震、臨汾泥石流、云南滑坡泥石流等，對于人們的生命、生活、生產(chǎn)都造成了巨大的損失，這些災(zāi)害也反映出我國實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)的滯后，迫切需要建立我國地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)的地震、滑坡、泥石流的智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，通過快速感知地質(zhì)災(zāi)害的前兆信息，快速預(yù)警和實施應(yīng)急避險，最大限度地避免造成人員的傷亡。盡管目前已有一些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中，但是整體結(jié)果還是差強人意，如果做到以下四點，或許很夠較好地加強地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警。

 

 

加大科技投入：突破地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)性問題；加強地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成和示范應(yīng)用研究；為加快地質(zhì)災(zāi)害傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣應(yīng)用，應(yīng)盡快建立我國地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的系列標(biāo)準(zhǔn)，并制定鼓勵地質(zhì)災(zāi)害傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣應(yīng)用的政策措施。值得欣慰的是，在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害方面，國家已經(jīng)開始了嘗試。 

 

小結(jié)

 

一百多年前，當(dāng)尼采喊出“上帝已死”時，除了對人們世界觀和價值觀的震撼之外，更多的是讓人們開始不再迷信神的力量，開始思考科學(xué)技術(shù)對世界的客觀影響。隨著西方工業(yè)革命的接踵而至，科學(xué)技術(shù)不僅徹底改變了世界，也讓人們開始重新構(gòu)建更為理性的價值體系。同樣，地災(zāi)調(diào)查研究及科普方面也緊隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展步伐融入了先進整體潮流，并讓人們對地質(zhì)災(zāi)害的未知感和神秘感開始了新的審視，不再迷信神話而開始相信科學(xué)，即把地質(zhì)災(zāi)害過程看作是客觀存在的地質(zhì)現(xiàn)象并從唯物論的視角去認識它。

 

 

也許有一天，當(dāng)我們仰望星空時，會發(fā)現(xiàn)承載著地質(zhì)事業(yè)和夢想的這個星球，正在把宇宙的浩渺與我們的渺小無限拉近。世間萬物，皆遵道法自然，地質(zhì)工作者的未來，亦會在周行不殆的一次次技術(shù)革新中，面朝大海，春暖花開�；蛟S，這就是科學(xué)技術(shù)進步帶給地質(zhì)工作者們的無窮魅力，雖然我們還有很長的路要走。

 

— END —

 

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