◎黄强/文
“遇到下雨天气，我们总是提心吊胆，生怕地质灾害发生。现在好了，高精度北斗滑坡监测预警系统的运用，减轻了我们基层工作的压力，对下一步开展西林县几十个地灾监测点工作是一个很好的科技手段。” 广西百色市西林县自然资源局局长班海勇高兴地告诉记者。
不仅使当地自然资源部门受益，该卫星导航定位技术的高精度时空服务应用成果，也让糖业等多个行业领域受益。“高精度北斗时空服务 关键技术及应用”在近日召开的2020年广西科学技术奖励大会上获得2019年度广西科学技术进步一等奖。
这些成绩的背后，除了依靠桂林电子科技大学的科技支持外，同时也离不开广西遥感中心的指导支持，凝聚了该中心北斗技术运用现场科研团队的智慧贡献。该团队老少结合，岁数大的年过半百，小的只有二十出头。近日，记者走进广西遥感中心，解密其奔腾不息的求“精”精神。
地校联合
为滑坡监测连接上“北斗”
“科技运用日新月异，我们干地质遥感的，常年与卫星打交道，开展滑坡地质灾害调查研究何不结合北斗定位技术的运用？这样既服务民生，又提升科技创新水平，事半功倍。”这是广西遥感中心主任、教授级高级工程师黄志强常挂在嘴边的话。
广西遥感中心作为广西地矿局的下属单位，依托局与桂林电子科技大学长期战略合作关系，中心找到桂林电子科技大学计算机与信息安全学院，双方一拍即合，实现联合。虽然国内拥有高精度北斗时空服务 关键技术，但应用是短板，为破解难题，桂林电子科技大学牵头主要研究北斗芯片的封装技术和智能算法；广西遥感中心主要深入研究滑坡体、成滑条件、滑坡体成因做，明确滑坡预警和预测的监测指标。
地校双方在合作中形成共识，传统的形变监测技术存在监测周期长、精度差、成本高、见效慢等问题，而卫星导航形变监测系统价格昂贵，受限于现有无线通信 信号质量。
因此，要实现高精度北斗时空服务 关键技术及应用，就要创造性地开发基于遗传粒子滤波的多径抑制码环和精密同频信号伴生技术、共生数据调频广播等，形成一体化位置 服务体系，以实现分米级到毫米级的多行业定位服务和灾害预警。
盯住地质灾害
推动科研实验落地“三林”
团队凭借多年在工作经验，把目光盯住地处云贵高原东南边缘，海拔较高，以中低山地形为主，无平原分布，年平均降雨量在1000毫米以上的百色市“隆林各族自治县、田林县、西林县”（简称“三林”）。该区域内以松散第四系残坡积层为主，广泛分布于中低山区及峰丛洼地、谷地中。
黄志强介绍，特殊的地质环境使“三林”地区灾害频发，2017年统计资料显示，“三林”地区地质灾害隐患点共有255处，威胁人口22323人。地质灾害诱发因素以降雨为主，主汛期（5月中旬至8月中旬）为地质灾害高发期。
“自然资源部门对于地质灾害隐患点，主要的监测方式为人工巡视，汛期以定期或不定期的方式进行现场检查，该方式耗费人力较多，且巡视周期长，难以实现全天候监测。”班海勇说。
提高高新技术在地质灾害监测工作中的应用迫在眉睫！广西遥感中心联合桂林电子科技大学承担了广西科技重大专项，基于北斗的地质勘查监测空间信息服务及应用示范。
桂林电子科技大学计算机与信息安全学院教授罗笑南表示，基于北斗芯片的封装技术和智能算法，用在地灾监测上要实现超过一个毫米就可报警的目标，精度要达到国际领先水平。
为此，广西遥感中心现场科研团队于2017年12月~2020年5月期间在 “三林”地区共建设了7个滑坡点67个地质灾害北斗监测站，开展北斗滑坡地质灾害监测预警与应用示范。
现场试验团队
为高精度把好每一关
早在2017年年底，团队依托桂林电子科技大学研发的北斗定位技术开展工作，就在“三林”地区滑坡现场建设了北斗基站、北斗监测点和声光报警装置。
今年5月14日，记者在西林县弄工村滑坡点现场看到，团队成员叶栩松正在该滑坡点用仪器测试北斗信号接收情况。北斗监测站点布置在滑坡体上，团队成员要根据滑坡体的形态、岩性、结构、厚度、规模、地裂缝发育情况，以及滑动造成的危害程度、植被覆盖、基站与站点通信情况及接收北斗信号强度和稳定性等进行选点布置。
“每个环节都马虎不得。” 叶栩松边调试边对记者说：“为保证精度，我们把基站建在信号好的点，同时，基站主要布置在相对稳定的地层或建筑物上，不受滑坡体影响，对滑坡体上北斗监测设备进行校对，提高定位精度。每个滑坡体设置一个基站，基站距离监测点的距离在2000米以内。”
在高温、高原和高寒等区域环境下进行滑坡***移的各能测试，是北斗滑坡监测运用研发的重要一环，对能否之一时间预警至关重要。现场试验人员一次次在野外艰苦条件下采集数据、捕捉问题、排除故障，寻找更佳测试点。
“为做精这项工作，现场还安装了声光报警装置、裂缝计、雨量计、水分湿度传感器。”现场负责人邱恩露说，“声光报警装置布置在离居民点较近的位置，在系统采集数据处理达到预警级别后会自动拉响警铃。声音提示和光线不断闪烁达到预警的目的，居民在警报响起后应及时撤离。裂缝计的作用是测量裂缝变化，监控裂缝的发展；雨量计则是通过降雨量曲线、饱和土壤含水率、土壤渗透系数等建立降雨量与滑坡稳定性之间的关系，并在暴雨来临前做好滑坡预防准备。”
经过大家的辛勤工作，北斗监测点水平定位精度为2.5毫米，垂直定位精度为5毫米。北斗滑坡监测点将滑坡有关数据实时、不间断地回传到桂林电子科技大学北斗滑坡监测中心后，系统自动绘制出北斗监测点定位曲线，分析位移-时间曲线后，计算出变形速率，从而分析滑坡体的稳定状态，并进行自动预警预报。
两年多来，他们在“三林”地区的野外时间超过500多天，进行了数百次的试验，采集和标定了数十万条数据，建立了滑坡监测数据库。正是基于这些高频率试验，滑坡监测预警的各项指标，精度达到超过一个毫米就可以报警，该技术达到国际领先水平 。
该团队在“三林”地区开展滑坡地质灾害调查研究及北斗滑坡监测选点工作，先后对7个滑坡地质灾害点进行现场踏勘，并对地质灾害孕灾背景、致灾原因、灾害规模等进行了调查，目前已有效保护了上千人的生命财产安全。
