連續(xù)三天，俞雷團(tuán)隊(duì)都在重復(fù)著相同的工作：獲取衛(wèi)星影像，通過自有遙感信息綜合處理應(yīng)用平臺，對影像進(jìn)行導(dǎo)入、濾波和增強(qiáng)等處理，對瀘定地震災(zāi)區(qū)進(jìn)行受災(zāi)情況遙感分析與評估，將評估結(jié)果遞交政府相關(guān)部門……

俞雷是四象科技首席產(chǎn)品官、衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)領(lǐng)域高級工程師。6日下午，在接受記者采訪時(shí)，他剛剛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了四象科技針對此次災(zāi)情制作的首張SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔徑雷達(dá)）遙感影像。

“衛(wèi)星遙感是第一時(shí)間評估受災(zāi)程度，監(jiān)測山體滑坡等次生災(zāi)害的重要技術(shù)手段之一。我們在多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)綜合處理方面有多年積累，可以為應(yīng)急部門提供輔助的衛(wèi)星影象信息，幫助他們掌握地形變化和受災(zāi)信息，輔助做出抗震決策?！庇崂追Q。

根據(jù)央視新聞6日消息，當(dāng)天，國務(wù)院抗震救災(zāi)指揮部、應(yīng)急管理部指揮中心通報(bào)稱，通過衛(wèi)星遙感影像圖，在震中3公里范圍內(nèi)的海螺溝景區(qū)檢測到一處山體滑坡，滑坡造成大約200米的道路被損毀。檢測到災(zāi)情后，當(dāng)?shù)負(fù)岆U(xiǎn)救援力量也已經(jīng)趕赴現(xiàn)場進(jìn)行搶險(xiǎn)處置工作。

除了地震監(jiān)測，“北斗同步衛(wèi)星+”的應(yīng)用，也正在致力于求解“地震不能預(yù)報(bào)”的難題。2021年，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地空學(xué)院教授陳界宏團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國地震局、四川省地震局等十余個(gè)單位建設(shè)了全球首個(gè)跨圈層擾動監(jiān)測系統(tǒng)。

陳界宏7日在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)稱，目前，所觀測到的異?，F(xiàn)象，已經(jīng)成功關(guān)聯(lián)了數(shù)次地震事件?！斑@次四川瀘定地震，通過我們系統(tǒng)測算出的震級和發(fā)生時(shí)間均已逐漸接近可以應(yīng)用的階段?！?/p>

“雷達(dá)衛(wèi)星還是少了”

根據(jù)中國地震臺網(wǎng)正式測定：2022年09月05日12時(shí)52分在四川甘孜州瀘定縣（北緯29.59度，東經(jīng)102.08度）發(fā)生6.8級地震，震源深度16公里。

隨后，國家航天局在當(dāng)天13時(shí)02分接應(yīng)急管理部國家減災(zāi)中心和四川高分中心應(yīng)急需求，對地觀測與數(shù)據(jù)中心第一時(shí)間啟動民商衛(wèi)星應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，緊急協(xié)調(diào)中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心以及四維世景、天儀研究院、二十一世紀(jì)、吉林長光、歐比特、國星宇航、山東產(chǎn)研院等商業(yè)公司，調(diào)度高分三號01/02/03星、高分一號D星、高景一號、海絲一號、巢湖一號、北京三號、吉林一號、星時(shí)代-9、齊魯一號等10余顆衛(wèi)星對地震災(zāi)區(qū)緊急成像。

“我們第一時(shí)間通過中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心訂購了高分三號合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星（簡稱SAR衛(wèi)星）影像數(shù)據(jù)?！?俞雷稱，地震發(fā)生當(dāng)晚19:11，團(tuán)隊(duì)拿到SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)，次日上午做出遙感影像圖。

從拿到衛(wèi)星數(shù)據(jù)到做出影像圖，俞雷團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了半天時(shí)間。但他坦言，遙感數(shù)據(jù)獲取和分析的時(shí)效性延遲問題，是在所難免的?！坝捎赟AR衛(wèi)星在軌運(yùn)行，而非固定凝視四川一地，所以，從緊急調(diào)軌、拍攝到形成SAR衛(wèi)星影像耗費(fèi)一定的時(shí)間。即便如此，通過遙感影像去分析大范圍滑坡分布，也已經(jīng)為政府部門及時(shí)掌握災(zāi)害影響、制規(guī)劃應(yīng)急救援方案提供了重要數(shù)據(jù)支撐?！?/p>

俞雷稱，地震是破壞性最強(qiáng)的自然災(zāi)害之一，此次震中又處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，當(dāng)?shù)貨]有充分的監(jiān)測設(shè)施，如果在實(shí)地新增監(jiān)測設(shè)備，則難度和成本較大，衛(wèi)星技術(shù)是一種很好的替代。

但并非所有衛(wèi)星都適合遙感監(jiān)測。俞雷介紹稱，在地震等災(zāi)害遙感監(jiān)測中，選擇衛(wèi)星數(shù)據(jù)源通常來源于SAR衛(wèi)星而非光學(xué)遙感衛(wèi)星——光學(xué)遙感衛(wèi)星會受災(zāi)區(qū)氣象條件影響，如果成像區(qū)域恰巧被云覆蓋，拍攝的地物也會被云遮擋，導(dǎo)致影像無法使用。而SAR衛(wèi)星的數(shù)據(jù)獲取不受陰雨云霧天氣影響，具有全天候、全天時(shí)的觀測能力。

通過團(tuán)隊(duì)制成的上述遙感影像圖，俞雷發(fā)現(xiàn)，海螺溝景區(qū)有多處山體滑坡，部分滑坡傾倒至河流，并已導(dǎo)致部分道路中斷?！按笮突驴赡芏氯拥佬纬裳呷?，堰塞湖潰決可能產(chǎn)生洪水災(zāi)害，威脅下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全?！庇崂渍f。

圖片來源：四象科技

但他同時(shí)提到，衛(wèi)星遙感影像更多是呈現(xiàn)地表覆蓋變化情況。滑坡是否會發(fā)生、發(fā)生程度如何，以及是否會進(jìn)一步形成堰塞湖還和地質(zhì)、水文等其他因素有關(guān)，需要綜合多方數(shù)據(jù)。

成都理工大學(xué)地災(zāi)防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室7日發(fā)布的最新評估和預(yù)測顯示，瀘定地震引發(fā)了灣東河流域滑坡堰塞湖險(xiǎn)情，但堰塞湖規(guī)模較小，目前潰決洪水危險(xiǎn)性低。不過，未來如出現(xiàn)強(qiáng)降雨，可能引發(fā)次生災(zāi)害。

上述實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用的是現(xiàn)場信息與無人機(jī)數(shù)據(jù)。該實(shí)驗(yàn)室無人機(jī)6日航拍數(shù)據(jù)顯示，3處滑坡規(guī)模均較小，并未造成大規(guī)模堵江，且堰塞湖面積較小。

“事實(shí)上，應(yīng)急管理部門在做抗震救災(zāi)的相關(guān)決策前，會大量收集多部門的數(shù)據(jù)，其中遙感數(shù)據(jù)逐漸納入民商衛(wèi)星的監(jiān)測數(shù)據(jù)，待這些數(shù)據(jù)匯總后，經(jīng)過多方專家共同分析、決定?！庇崂追Q。

既然政府擁有自身的雷達(dá)衛(wèi)星，為何還需要民商衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)呢？

“雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)還是太少了。”俞雷稱，震后救援的黃金期為72小時(shí)，但單顆雷達(dá)衛(wèi)星反饋的數(shù)據(jù)往往覆蓋范圍十分有限。基于合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)的干涉測量技術(shù)（InSAR），監(jiān)測地表形變的精度可以達(dá)到5毫米,并且具備大面積的對地觀測能力，對地質(zhì)活動的監(jiān)測預(yù)警有著巨大的優(yōu)勢。

衛(wèi)星技術(shù)預(yù)報(bào)地震？

除了用來監(jiān)測震情及可能發(fā)生的次生災(zāi)害外，在陳界宏看來，面對地震，衛(wèi)星的用途可以發(fā)揮得更早，比如早于地震預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警倒計(jì)時(shí)，提前數(shù)月進(jìn)行預(yù)測。

“根據(jù)超級觀測站的監(jiān)測，從去年青?，敹嗪驮颇涎ǖ卣?，再到今年四川蘆山、馬爾康和瀘定地震，我們都成功捕獲到了巖石圈、大氣圈與電離層等一系列異常信號，并從這些復(fù)雜的自然信號中提取出震前共同存在的跨圈層共振耦合前兆?！?陳界宏介紹。

“超級觀測站”MVP-LAI系統(tǒng)由陳界宏團(tuán)隊(duì)于2021年在四川樂山建立，是世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)巖石圈、大氣圈和電離層圈跨圈層聯(lián)合觀測的單站且垂向的監(jiān)測系統(tǒng)。2021年，陳界宏團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)結(jié)合北斗同步衛(wèi)星系統(tǒng)信號，首次觀測到地震前的共振且駐波型信號。

圖片來源：地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國地質(zhì)大學(xué)）官網(wǎng)

陳界宏表示，根據(jù)今年的最新技術(shù)突破，此次，對于四川瀘定6.8級地震的前兆預(yù)判，震級和時(shí)間已大致趨近預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)，而震中位置的預(yù)測仍存在約400千米左右的偏差?！澳壳埃A(yù)測地震的‘時(shí)空強(qiáng)’三要素并非遙不可及，在不遠(yuǎn)的將來應(yīng)該可以朝提升預(yù)測精度前進(jìn)?！?/p>

之所以“超級觀測站”可以在震前“鎖定”瀘定，陳界宏稱，是因?yàn)榇髿馐橇黧w，如果一個(gè)異常特征經(jīng)常性地存在特定的位置， 那有極高可能就是震前的共振且駐波型信號。

他進(jìn)一步解釋稱，從機(jī)理上來看，斷層發(fā)生錯(cuò)動前，地殼會存在振動現(xiàn)象，震前的振動現(xiàn)象會持續(xù)誘發(fā)向上空傳遞的波動, 最終導(dǎo)致在地面的巖石圈、約100千米高的電離層電流與約350千米高空的電離層電子濃度等多種物理參量的異常，并存在共同的異常特征。

“異常信號出現(xiàn)和地震檢測是一一對應(yīng)關(guān)系。換言之，即使異常信號可能會持續(xù)很多天，甚至直到地震發(fā)生，這些異常信息也均對應(yīng)一場地震。也因此，我們可以通過較長時(shí)間的異常信號更精準(zhǔn)地檢驗(yàn)異常的演化到哪一個(gè)階段了， 繼而進(jìn)行‘時(shí)空強(qiáng)’三要素的對應(yīng)預(yù)測?！标惤绾瓯硎?。

根據(jù)陳界宏介紹，通過我國現(xiàn)有的地面觀測臺站協(xié)同北斗同步衛(wèi)星發(fā)射的電磁信號的方式，目前，“超級觀測站”已實(shí)現(xiàn)全國覆蓋性監(jiān)測的效果。