47年前的7月28日,唐山發生7.8級強烈地震,造成24.2萬人遇難、16萬人重傷,百年工業城市瞬間被夷為平地,地質災害的強大破壞力震人心魄。時至今日,各種地質災害給人類社會造成的破壞仍時有出現。面對具有極強隱蔽性、突發性和破壞性的地質災害,如何能夠提前預警,防患于未然,北斗正在給出答案。

我國地質災害防治形勢嚴峻

我國是世界上地質災害最為嚴重的國家之一,地質災害點多面廣,隱蔽性、復雜性、突發性、時空不確定性和動態變化性強,地質災害防治形勢依然十分嚴峻。由于地處世界兩大地震帶—環太平洋地震帶和歐亞地震帶的交匯部位,地震頻率高、強度大、分布廣,地震造成山體破壞、巖體破碎、地質環境惡化,引發大量崩塌、滑坡、泥石流等次生地質災害。與此同時,由于深受全球氣候變化影響,我國極端強降雨、局地集中降雨等極端天氣氣候事件頻發,汛期主降雨帶范圍變化,地質災害的動態變化性和時空不確定性更加凸顯。而人類工程活動的增加也加劇了地質災害風險。

主要地質災害類型

目前我國地災防治依然存在調查精度不夠、先進技術手段應用不足、隱患識別、監測預警和風險管控能力不強等薄弱環節。為保障人民生命財產安全,提高各級政府對地質災害突發事件的監測預警和管控力度,亟需實施災害監測預警信息化工程,提高監測、識別和預警能力。

國家高度重視地質災害防治

近年來,地質災害造成的損失呈現出加重的趨勢,不僅不利于我國經濟建設發展,對人民群眾的生命和財產安全也造成了極大威脅。國家對地質災害防治工作提出了更高的要求。黨的二十大報告明確提出要“提高防災減災救災和重大突發公共事件處置保障能力”。2022年12月自然資源部發布《全國地質災害防治“十四五”規劃》明確提出要健全完善以地質災害風險防控為主線的綜合防治體系,顯著提升地質災害防治的科技信息能力,充分利用國產衛星、無人機、測繪地理信息和地面調查等手段,提升地質災害隱患動態識別技術水平;綜合運用無線組網與物聯網技術、GNSS技術、多參量數據融合技術等新型技術手段,研發普適型智能化實時監測預警裝備等。

用“芯”監測有效防治

地質災害具有災害鏈效應,致災機理復雜等特點,監測預警是主動應對災害的重要有效手段。實時了解地質災害在時間和空間上的分布變化規律,是科學防災減災的關鍵。形變監測仍是地質災害防治的重點,而形變監測的核心在于監測微小位移,高精度的監測設備和技術是監測微小位移的關鍵。

為了滿足國家對地災防治工作的具體要求,國內主流北斗高精度定位芯片廠商華大北斗與旗下高精度監測服務廠商米度測控,圍繞“芯片級”高精度監測技術開展了科技攻關與技術創新,目標構建基于北斗高精度定位芯片技術的全天候地質災害自動化監測體系,融合北斗短報文技術、多傳感器融合組網技術、物聯網傳感技術、無線通信技術、邊緣解算技術、云計算技術等新興技術并進行了應用創新,以滿足用戶在地質災害安全監測各細分領域的實際需求。在獲取地質變化動態信息方面,可實現對目標地區連續長期穩定的實時監測,準確全面地獲取、記錄并分析監測數據,從而實現提前、精準地預警地災隱患,協助政府對治理、疏散、搬遷等方案做出科學有利的決策;在整體性能方面,解決了現階段物聯網自動化監測解決方案體積較大、成本較高、功耗較大、對環境依賴性較強等痛點問題,大幅降低了傳統形變監測終端的功耗和成本,助推低成本、低功耗、高精度的形變監測產品在地災監測行業的應用,并滿足毫米級高精度監測規模化應用要求。

芯片級北斗地質災害監測整體解決方案

實時監測-安全監測與預警分析云平臺

結合其他傳感器,地災監測系統除可實現連續實時的表面位移監測外還可對其他地災要素進行監測,如降雨量、泥水位、地下水位、土壤含水率、深部位移、土壓力、地聲、次聲等,真正做到全天候全方位監測。一旦實時監測指標達到預警值,系統便可觸發報警,實現分級響應,快速聯動,為防災減災爭取更多的時間和空間。通過該解決方案的實施部署,可以實現一次安裝,連續監測、遠程運維,克服了復雜氣象環境、項目現場偏僻及交通限制的影響,能夠有效節省人工巡檢、運維搶修工作中的人工、時間、差旅車輛及監測器具等成本。

位于云南省、貴州省等地區的地災監測站

規模化發展防患于未然

北斗衛星導航系統作為我國自主實施、獨立運行的全球衛星導航系統,能夠提供可靠的高精度定位和授時服務,安全性高、技術成熟。依托北斗高精度定位技術的“芯片級”高精度形變監測解決方案將滿足更多應用場景的需求,如水利監測、礦山監測、橋梁監測、重點建筑物監測、建筑基坑監測、公路鐵路沉降監測等。“芯片級”解決方案在性能、功耗、成本等方面的諸多優勢,也為相關應用的規模化普及推廣和實施打下了良好的基礎。推動北斗“芯片級”解決方案在形變監測領域的規模化應用,將更好地為不同領域可能出現的災害風險進行提前預警,更好地保障人民生命財產安全,同時也將為建設更高水平的平安中國貢獻北斗“芯”的力量。