5月9日，张勤给团队成员讲解卫星滑坡监测相关设备运行的原理。

年轻时，张勤的理想是做一名医生。40多年过去了，她虽然没有成为悬壶济世的名医，却从另一个角度延续着她的理想——给国土“望闻问切”，即利用空天遥感技术识别、监测和预警地质灾害。

和我们想象的实地踏勘不一样，张勤通过遥感卫星和北斗卫星这些太空中的“眼睛”去“望闻问切”，进行地质灾害尤其是滑坡的监测和预警。

5月9日，记者走进位于长安大学地学科技大厦7楼的“张勤工作室”，她和六名团队成员正坐在电脑前，分析由卫星传来的全国15个省份400多个易发生灾害点的遥感图像和北斗监测数据。

截至目前，张勤和她的团队已形成了一整套较为完备成熟的滑坡灾害监测预警系统及平台，成功预警近10起滑坡，为安全转移人员和财产预留出宝贵时间，实现人员零伤亡。

仰望星空找办法

我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，主要的地质灾害有崩塌、泥石流、滑坡、地面沉降、地裂缝等。其中，滑坡灾害易发区域占国土面积的三分之二，为地质灾害之首。

2015年我省山阳“8·12”、2017年四川茂县“6·24”、2019年贵州水城“7·23”等特大山体滑坡灾害，均造成了重大人员伤亡和财产损失。

滑坡能否被监测和预防？多年来，为攻克这一世界难题，我国地质和大地测量专家进行了不懈探索。可是，要在广袤国土上找寻微小滑坡隐患，无异于“大海捞针”。

后来，科学家用传统的卫星遥感技术来观测滑坡，但这一技术在区域滑坡研究中，多聚焦于定性的地表解译与形态特征判识，难以直接获取定量的多维度地表变形信息，从而限制了对滑坡的深入研究。

2000年，在香港理工大学做访问学者的张勤，偶然接触到InSAR（合成孔径雷达干涉测量），忽然“眼前一亮”。

说到InSAR，不得不提1801年英国物理学家托马斯·杨的双缝实验。在这一实验中，托马斯·杨把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，这样就形成了一个点光源（从一个点发出的光源）。然后，他在纸后面再放一张纸。不同的是，第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，最终形成了一系列明暗交替的条纹，这就是双缝干涉条纹。

时光流转，20世纪后期，科学家利用雷达卫星遥感技术捕获地表多期反射信号的相位干涉，同样获得了“神奇的条纹”，并且根据这些条纹获得地表在一定时间段内的变形信息，形成了InSAR。当雷达卫星在两个不同时间向地面上同一个点发射并接收反射信号后，对两次获取的相位信息经过一定的处理就会形成干涉图像。科学家们根据干涉图的相位值，能得出两次成像中微波的路程差，从而获取地球表面的多维长时序历史形变信息。

让张勤兴奋不已的InSAR，很快就被她用在我国西部地质灾害的识别监测上。

2003年，当InSAR技术在国内刚刚起步时，她便指导博士生用InSAR监测西安城市地裂缝灾害。

经过20年发展，现在，长安大学InSAR地质灾害监测研究已处于国内首屈一指的地位，张勤和她的团队基于InSAR的地质灾害监测工作也“硕果累累”：在2018年金沙江白格滑坡堰塞湖应急救灾中提供的快速调查成果，被自然资源部采用；2019年2月17日，提前近1小时成功预警贵州兴义龙井村顺层岩质滑坡；2021年1月27日，结合地面实时监测设备提前6小时成功预警甘肃永靖县黑方台黄土滑坡，并提前7分钟再次紧急发出滑坡即将失稳的红色告警，准确预测出此次滑坡的发生时间。

自主研发检测装备

“什么，我们要研究地面接收设备？”最初听到张勤的这一想法时，张勤团队成员、长安大学博士杜源觉得不可思议。因为，对于测量专业的学生来说，进行硬件设备的研发是一个完全陌生的领域。

然而，张勤却偏要做别人没有做过的事。

北斗卫星信号在地面要有接收设备。尤其对于特大型滑坡来说，因为需要监测的点位多，所以要广泛布设监测装备。

多年前，因为不掌握相关技术，我国的卫星接收设备几乎都从国外进口。最早，一台设备售价要百万元以上，后来，虽然价格降了许多，每台售价也在2万元以上。

“现代通信功能的加入，让我们可以给设备做减法，尽量降低成本。”张勤说。

于是，采用“云+传感器”的设计理念，她带领团队于2016年在国内率先研发出小型化、低功耗、高精度的普适北斗滑坡监测设备。

该设备将传统设备中的大容量存储模块、高性能CPU计算模块等多个模块省去，只留下了数据采集模块和通信模块，体积也由300立方厘米缩小至100立方厘米，成本更是降至5000元以下，能够实时捕捉毫米级的滑坡位移变化，推动了滑坡实时监测装备向普适化方向发展。

空天一体做加法

在我国的滑坡灾害中，60%以上属于高危高位滑坡。因滑坡区域山高坎陡，人难以到达，所以无法布设相关设备，令高危高位滑坡区域存在监测盲点。

比如2017年6月24日，四川茂县高位山体滑坡，坡高近2000米。由于无法监测，突发滑坡时，坡体移动了3公里，掩埋了坡下新磨村120余人。

目前，无人机广泛应用于各领域，能不能让无人机加入地质灾害监测“队伍”中来呢？2019年，张勤创新性提出研制“无人机抛投式”北斗实时监测系统，解决人无法到现场部署设备的难题。即无人机搭载监测设备飞到待部署设备的地质灾害点进行精准抛投，然后，系统中的空天地自组网通信模块及多参数预警平台将实时监测相关数据，对滑坡进行精准预测。

她的这一设想一经提出，就成功申请了国家重大科研仪器研制项目“无人机精准投放式北斗滑坡灾害智能监测预警系统”。目前，这一系统的研发正在紧锣密鼓进行中。

对于张勤和她的团队来说，他们又一次挑战了“不可能”。

“我们是站在地球看地球，而张老师是站在太空看地球！”说起张勤的创新思维，学生们无不发自心底地佩服。

轻柔的声音、亲切的态度、温婉的气质，这是张勤老师给人的第一印象。但是，她告诉记者，自己最看重的特质是“敢于想、敢于闯”。也正因此，5月8日，她在给学校本科生讲课时特别强调：“课本总是会滞后于科技的进步，所以同学们一定要跳出课本、打开思维、学会思考。这样，大家看到的才不会是一棵树，而是整片森林。”

上至浩瀚太空，下至辽阔大地，如今，通过卫星“看地球”的张勤老师，又开始带领团队在“天空地多源异质数据融合分析”上研究攻关，争取对地质灾害进行更为超前的判识。

来源：陕西日报