要给珠峰拍摄一套全景高清立体照片，一定得是一位世界级的摄影师。

图为航空测量队员从飞机上用手机拍摄的珠峰

你可能想，这位摄影师要先来到珠峰脚下，从下往上拍一组广角照片，以显山之高邈；再在攀登途中拍摄一组近景照片，横看成岭侧成峰；最后顶风冒雪冲顶成功，从上往下拍一组俯瞰照片，一览众山小。

现在，就有这么一位“摄影师”，不用爬山也可以胜任这项工作。这就是号称“中国地调空军”、隶属于自然资源部中国地质调查局的“航空地质一号”飞机，它能飞到比珠峰更高的高空，运用三组特殊的“镜头”，从空中拍摄一套单幅可达上亿像素的珠峰全景高清照片。

这就是大名鼎鼎的“航空地质一号”，擅长高山、高原区的航空物探遥感调查。如果您有航空测绘、航空摄影的需求，可联系我们！照片包您满意！

下面我们就逐一解密这位会飞的摄影师和他的独家摄影镜头。

挑战极限飞行

“航空地质一号”飞机是处于国际领先水平的专业测量平台，由地调局航遥中心完成改装设计，飞行海拔高度可达10500米。它曾在西藏羌塘高原执行过测量任务。

中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心副主任孙承志介绍，此次珠峰航空高程测量，“航空地质一号”主要飞行在平流层与对流层交界处，飞行高度为9800米~10250米之间，接近“航空地质一号”的极限高度。“航空地质一号”飞行员于思明说，在高原飞行最大的难点就是突如其来的侧向风，这里山峰高耸、连绵不绝，山与山之间经常会形成风口，致使吹来的风被突然加速，“看不见的风”成为对飞行员技术的最大考验。

2020珠峰高程测量技术协调组组长、中国测绘科学研究院研究员党亚民参与起草了航空重力测量实施方案。他告诉记者，一开始询问了测绘系统经常做重力测量的飞行员，人家一听说要去这么高的地方飞，直接就拒绝了。“珠峰天气变化太剧烈，飞行还是有一定风险的。”党亚民说，随后他了解到航遥中心的“航空地质一号”飞机为了勘测地下物质，经常要贴近地面飞行，而且是飞得越低越好，对飞行技术的要求也更高。于是难题迎刃而解，“中国地调空军”挑起了空中测量珠峰高程的重担，并且在重力测量的基础上完善了航空遥感实施方案。

中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心副总工程师陈斌计算了此次空中测量的“工作量”。其中，航空重力测量的面积达到了1.25万平方公里，预计将用5个架次完成测量，每个架次平均用时6小时。航空遥感摄影至少需要8个架次，特别是中午1点之后，珠峰地区天气会变得非常恶劣，很难进行摄影。所以，和地面测量人员一样，“航空地质一号”也需要抢抓时间窗口，如果天气条件允许，飞行人员每天早上5点就要在拉萨机场做好准备，随时等待起飞。从拉萨机场到珠峰测区大约需要一小时。

镜头一：寻找珠峰的“脚底板”

第一组镜头名叫机载航空重力仪，负责航空重力测量。

划重点，下图是我国自主研发的航空重力仪DGA01。

同时，机上还配备了GT-2A型航空重力仪。两台重力仪的测量数据互为备份，保证每架次测量的成功率。

什么是重力测量呢？简单说，就是测量山峰的海拔零点。就像我们量身高要从脚底量起一样，一座山峰究竟有多高，也要从它的“脚底板”量起。

那么珠峰的脚底板在哪里呢？这就要用到大地水准面的概念。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也就是海拔高程系统的起算面。精确求出这个水准面，就相当于找到了珠峰的脚底板。

孙承志告诉记者，计算珠峰大地水准面，以前是用水准测量的方法，也就是从青岛的水准原点，应用国家一等水准测量规范，一路测到距离珠峰最近的西藏定日。从定日到珠峰大本营，因地形条件限制，观测次数、视距和时间无法满足一等水准测量规范，只能用二等水准规范进行测量。从大本营再往上，只能应用三等水准规范了，测量的精度也相应降低。

在1975年我国第一次珠峰高程测量中，一名队员在海拔7790米、距珠峰1.9公里处，因戴着手套不便操作，便毅然脱掉右手手套，冒着摄氏零下40度的严寒操作重力仪测得了重力数据，创造了世界重力测量史的奇迹，但同时也付出了4根指头因冻伤坏死的沉重代价。

精度是测绘的生命，现在，地面队员不需要再冒着冻掉手指头的风险去测量重力了。航空重力测量不受地面条件限制，可以完美解决从定日到珠峰峰顶这“最后一公里”的测量难题，把精度一致性延展到峰顶。

“水准测量是沿着一条线测过来，测的是一些点位。航空重力测量则是通过连续测线飞行，可以测出一整个面。”孙承志说，航空重力测量可将大地水准面的测量精度较以往提高近40%。

这款镜头拍出的照片是这样式的：

图为某地航空重力异常图

镜头二：亿万像素大写真

航空遥感测量分别要拍摄两组“照片”。一是利用先进的机载航空相机获得高分辨率的影像数据，二是使用先进的机载激光雷达仪获取高精度的三维地形点云数据。两数据融合形成高分辨率、高精度的三维地形数据，能够逼真、直观地反映测区的地形、地貌特征，这是名副其实的珠峰大写真！

那么，机载航空相机长啥样？

这就是目前世界上最新一代的数字航空摄影测量系统：ADS100推扫式数字航摄仪。它具有效率高、数据信息丰富、性能稳定高、集成度高等一系列优势，同时投影变形小、影像拼接量小。

孙承志介绍，飞机上专门为高空作业改装了摄影窗口，遥感设备需要光学玻璃，要在飞机上开窗，技术要求比较苛刻。相比普通的光学照相，使用这台相机拍出来的照片畸变小，并且可以测定成像位置的坐标。

那么，这样一张可以用来测绘的照片，像素能达到多少？据说单幅不少于4亿像素！拍摄出来的图像色彩均匀、定位精度高、图像分辨率高。

 

数字影像 数字地形

机载激光雷达仪的外观更炫酷：

这是目前行业内体积最小的大幅面激光测量系统，有最高级别的点密度和采集率，也是目前国际上广泛用于多种测量平台的激光雷达测量系统。

它拍出来的照片是这样的：

地表三维模型

机载激光雷达仪在飞机上发射激光波束，通过地面回波测定从飞机到地面的距离，得到精密的地面数字模型。孙承志说，以前都是靠立体测绘，在两个位置拍摄两张照片，用立体交会的方法绘制一个模型，再在模型上间接采点。飞机则可以用激光直接在地面采点，用来再现地面的三维地形。

党亚民告诉记者，遥感摄影测量将在自然资源监测方面发挥重要作用，留下第一手的精细资料。“很多人想用无人机完成遥感摄影，但七八级大风在珠峰是家常便饭，无人机根本不可能飞行。”党亚民说，针对珠峰一般会使用卫星遥感影像，但像“航空地质一号”这么近距离地获取精细遥感资料，所获数据将是弥足珍贵的。

 （本文刊登于《 光明日报 》2023年12月28日 第13版）

（一）自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

深海浅软地层完成水平井建井

该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头，中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新：

1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率＞15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具，创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺，经过4个试验场累积12824米试验，在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶，确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

2.首次采用开路钻完井技术钻开储层，大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口，有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业，实现浅软地层水平井安全高效建井。

3.创新研发了动力导向下套管技术，攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入，大幅度降低管柱下入摩阻，减少粘附卡钻风险，避免新井眼的产生，创造深水浅软地层套管下入纪录。

4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统，拓展了姿态测量模式，并提高了仪器的探测距离和测量精度，精准控制监测井与试采井间距，为实现储层精确监测提供了技术保障。

 

（二）干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

青海共和 GH-01 井压裂现场

该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新：

1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术，以裂缝系统净压力控制为关键手段，调整工艺和参数，研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸，达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术，建立多场耦合三维地质模型，评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺，减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息，动态评价诱发地震风险，指导压裂参数调整。

3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统，实时获取微震响应和裂缝延展特征，形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术，支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

 

（三）新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证（略）

 

 （四）智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

滑坡仪-GNSS位移监测设备

该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新：

1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术，突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈，可靠性不断提升，达到95%优秀级；集成度大幅提高，实现多测项按需集成。

2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理，并构建了“人机结合”决策模式与技术流程，初步实现人机综合研判。

3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系，其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测，涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法，形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

 

（五）深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

“同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新：

1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论，从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异，统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论，进一步完善了地热资源研究的基础理论。

2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型，为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

3.基于此理论，相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井，在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井，在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

 

（六）航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

低温超导（左）和高温超导（右）航磁全张量梯度测量系统试飞团队

该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新：

1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计，并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能，提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置，实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术，以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传；设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆，通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试，解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计，通过增加芯片基线距离，提高磁梯度灵敏度。

3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计，通过多芯片设计增加磁测数据冗余度，结合磁通变换器，提高磁测数据质量和稳定性。

 

（七）中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新：

1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的（29.5亿年）表壳岩系、华南最古老的（33亿年）TTG岩系，发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙（40亿年）继承锆石，在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的（31~28亿年）结晶基底。

2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩，指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变，限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代（25亿年），改写了华北古元古代BIF成矿历史。

3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局，为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识，为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料，相关成果发布后引起了地学界广泛关注，实现了基础地质理论创新。

 

 

（八）大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻，精细揭示斑岩成矿系统结构，实现地质信息“透明化”，累计揭示584.36米铜钼（金、银）矿体，建立了完备的高原科学深钻施工工艺，也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型，丰富和完善了碰撞造山成矿理论，并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破，据最新估算成果，甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨（Cu 0.7%以上 392.8万吨），钼85.6万吨，铅111万吨，锌63.8万吨，伴生金244吨，伴生银13000吨，当量铜1814.8万吨。

3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化，项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿，并取得重大找矿突破。

 

（九）望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

 

望谟生物群化石类型

该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落，初步鉴定包括6门14纲，命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链，表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成，海洋生态系统恢复时间小于5百万年，是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白，与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列，对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究，已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

 

（十）水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新：

1.构建水平衡理论体系，提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发，对多尺度自然单元进行水平衡分析研究，提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限，再以行政逻辑为着眼点，按多级行政单元对技术型结论进行管控分配，形成在生态系统合理维持前提下，水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式，揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采；查明了盐湖流域四湖水源构成，定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量，精准预测了盐湖水位的溢出时间，实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法，揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

2019年10月23日，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”船经过122天35000千米的风雨洗礼和日夜奋战，顺利完成中国地质调查局深海地质第8航次和中国大洋第55航次科考任务，满载科考成果返回广州。作为我国自主设计、建造的第一艘现代化综合地质地球物理调查船，自2009年入列以来，“海洋六号”已累计完成55个航次科考任务，航迹踏遍中国南海、西太平洋及南极半岛海域，全海域组作业经验丰富，科考成果丰硕，显著提升了我国海洋地质科学考察水平，也成为我国后续综合科考船设计建造的示范。入列十周年之际，我们在此回顾“海洋六号”科考历程，以向中国海洋地质工作者致敬！

“海洋六号”船是我国自主设计、建造的第一艘现代化综合地质地球物理调查船，采用电力推进系统、动力定位系统、全回转舵桨等国际先进技术设备，并配置多种先进调查设备，集成度和自动化程度高，通用性好，能满足多学科、手段综合调查要求。船长105.66米，宽17.35米，吃水5.5米，总吨4335，满载排水量4650吨，经济航速12节，最大航速16节，自持力60天，续航力15000海里，冰区B3级，定员65人。

“海洋六号”船具有强大的综合调查能力，科考手段多齐全，被誉为我国深海大洋综合科学考察全能王。装备有满足地质、地球物理、海洋环境等多学科调查的先进设备，如多道地震、多波束、浅地层剖面、重力和磁力等测量系统，ROV(“海马”号、“海狮”号)、AUV、海底摄像等近海底观测作业系统，深海浅钻、超长重力柱、箱式取样、多管取样、地质拖网、生物拖网、温盐深（CTD）等地质环境调查设备，以及动力定位和水下定位等高精度作业保障系统，对我国后续科考船设计建造发挥了重要的示范作用。

自2009年入列以来，“海洋六号”船持续开展了天然气水合物资源调查、油气资源调查、海洋区域地质调查等国家海洋调查项目，以及重点设备搭载试验、深海探测共享科考航次任务和深海地质调查、大洋科学考察与极地科学考察任务等各类科考共55个航次，累计出海时间达2137天，安全航行29万海里（约合53.5万公里），航程相当于绕地球13圈半，调查海域包括南海、太平洋及南极海域。

经过十年的风浪洗礼，“海洋六号”船科考成果丰硕，仅在大洋及深海地质科考航次中，累计完成船载地球物理（多波束、浅地层剖面、重力和磁力等）测线近11万千米，海底摄像测线2000余千米，AUV声学测量近100千米；完成ROV潜次23个，深海浅钻站位409个，重力柱取样294个，箱式取样230个，地质拖网26个（获取多金属结核样品11余吨）；环境生物调查测站（CTD、生物拖网、锚系等）450余个，获取了丰富的海洋地质地球物理基础数据，探索积累了我国全海域海洋地质科学考察及航行保障经验，显著提升了我国海洋地质科学考察水平。

其次，“海洋六号”在南海油气资源调查、天然气水合物资源勘查、大洋矿产资源调查、南极科学考察、海洋重大装备试验性应用和研发、科考平台共享、对外合作交流、为发展中国家培养海洋科技人才、海洋地质文化建设与科学普及等方面也取得一系列重要成果。在南海海域发现标志水合物存在证据的巨型活动性冷泉，为我国在中、西太平洋圈定2个深海稀土资源远景区，获取到西太平洋第一块富钴结壳勘探合同区、第二块多金属结核勘探合同区和南极海域宝贵的第一手数据资料，拓展我国资源战略空间，为维护我国在国际海底区域海洋权益等方面做出了积极贡献。已锻造成为我国海洋地质调查和大洋科学考察的一面旗帜，科考团队先后被授予“全国工人先锋号”、“全国五四红旗团支部”、 “‘蛟龙’号载人潜水器7000米级海试先进集体”、“中国大洋科考先进集体”、“广东省文明单位”、“广东省五四红旗团支部标兵”、中国地质调查局“先进基层团组织” 等荣誉称号；成果多次入选中国地质调查局“年度十大地质科技进展”等。

“海洋六号”入列以来执行的重点航次：

2011-2012年，圆满完成了“蛟龙号”载人潜器5000米级和7000米级海试的技术保障和警戒护航任务，

2013-2015年圆满完成了我国自主设计研制的无人无缆深潜器“潜龙一号”AUV的试验和应用航次；

2014年，作为作业母船，搭载我国自主研制的4500米级深海遥控潜水器作业系统“海马”号ROV完成海上试验和验收，取得重大突破，填补了国内空白。

2015年，搭载“海马”号首次在南海北部陆坡西部海域发现的规模空前的活动性冷泉，该冷泉被命名为“海马”冷泉。

2016年7月至2017年4月，圆满完成中国大洋41航次、中国地质调查局2016深海地质调查航次和中国第33次南极科学考察“海洋六号”航次科考任务。这是我国第二次对南极海域开展的系统的地质地球物理综合科学考察。

2019年，作为开放科考平台，联合了国内18家涉海机构，赴我国南海执行2019深海探测共享航次科考任务。这是一次大规模深海探测共享航次，航次开展了20多项海上科学考察任务，以多方项目合作的方式，实现联合调查创新。

2009年，“海洋六号”船在我国东海进行入列前海试

在数据驱动的背景下，我们已经进入了数字经济时代。据统计，2016年中国数字经济总量已占全国GDP总量的30.6%，数据之于本世纪就像石油之于20世纪，它是发展和改变的动力。如果将数据比作土壤，再加上标准管理、元数据管理、主数据管理等各种营养成分，可以培养滋润出丰富多彩的上层数据应用。地质大数据作为国家空间基础信息重要的部分，为满足不断扩展的应用需求，将数据资源管理模式提升为数据资产管理模式势在必行。

一、大数据与数据资产管理 

数据资产管理（DAM）是指规划、控制和提供数据及信息资产的一组业务职能，包括开发、执行和监督有关数据的计划、政策、方案、项目、流程、方法和程序，从而控制、保护、交付和提高数据资产的价值。数据资产管理是需要充分融合业务、技术和管理，确保数据资产的增值。

2013年，英国商务、创新和技能部发布《英国数据能力发展战略规划》，旨在使英国成为大数据分析的世界领跑者，并使公民和消费者、企业界和学术界、公共部门和私营部门均从中获益。该规划中数据能力主要包含三方面：人力资本、基础设施和数据资产。其中，数据资产主要体现在数据本身的丰富性、可用性和开放性等方面。同《美国大数据白皮书》一样，《英国数据能力发展战略规划》中也使用了data assets一词。

2014年，美国发布了《大数据：抓住机遇，保存价值》，即《美国大数据白皮书》。白皮书指出：“政府机构根据开放程度已将数据资产划分为三个种类：开放性、半开放性、非开放性，并且只能出版发行开放性密级的信息。”

 

美国联邦地理数据委员会（FGDC）地理空间数据生命周期管理架构

2015年7月，国务院出台了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，鼓励企业利用电子商务平台的大数据资源，提升企业精准营销能力，激发市场消费需求。9月，国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》指出，在全球信息化快速发展的大背景下，大数据已成为国家重要的基础性战略资源，正引领新一轮科技创新。数据资源一词出现在纲要正文中。

党的十九大报告提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”，进一步突出了大数据作为国家基础性战略性资源的重要地位，掌握丰富的高价值数据资源日益成为抢占未来发展主动权的前提和保障。

数据资产管理是一种新型的数据管理理念，其改变了“数据只是企业经营活动的副产品”的旧有观念，将数据作为“一种同货币或黄金一样的新型经济资产类别”来进行管理。

数据资产管理的核心是数据资产化，即将数据作为与实物资产、知识资产、人才资产一样的能为企业不断创造价值的核心资产，构建完善、统一的管控架构对其进行 管理，更好的应对大数据发展对企业运营带来的挑战。

大数据背景下，数据资产管理呈现出五大新特征：数据对象转为多源数据，形成了“数据湖”的概念；数据处理的底层架构快速向分布式系统迁移；组织过程扩展为业务部门为主角，IT部门执行，并衍生出兼具业务与技术能力的首席数据官即CDO岗位；管理手段趋于自动化和智能化；数据使用群体扩大，不仅包括企业决策人员、运维用户、业务管理人员、数据分析人员等内部用户，还包括数据科学家、数据应用专业企业等外部用户。

国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验。在地学领域，美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划（2014-2016年）。

二、国内外数据资产管理与实践现状

国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验，形成了以国际数据管理协会（DAMA）、能力成熟度模型集成（CMMI）为首的几大流派；提出了数据资产管理的理论方法、技术思路以及相关软件系统，在金融、电信、商业领域较早开始数据资产管理的实践应用。在地学领域，美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划（2014-2016年），截至目前通过4年实施，取得了显著成效。

我国的金融和电信等行业，较早开展了信息化和大数据工作，积累了一定的数据管理、治理乃至资产运营的经验，对促进国内数据资产管理的发展有着重要意义。中国信息通信研究院2017年、2018年分别发布了《数据资产管理实践白皮书》1.0和2.0，为中国地质调查局开展地质大数据资产管理工作提供基础参考框架与思路。

截至目前，中国电信、中国移动、建设银行、中国电网企业、中石化等行业大型企业开展了不同程度的大数据资产管理实践，形成了数据资产目录，搭建能力平台，研发数据资产管理工具及系列产品体系。中国建设银行于2013年全面启动数据资产管理，将原有的120多个系统，以及九大业务领域1700多个标准中的14000多张数据表、20多万数据字段，对照模型进行了梳理和规范，建成数据资产的统一管理和权威发布平台，目前已形成了包含4000多个实体、2万个属性的数据体系，基本上覆盖了各种基准数据，在全行系统内建立了统一的数据管控流程，实现了数据单点采集、多方共享，明确了数据不同节点的责任方，用元数据贯穿整个数据周期进行管理，同时也加强了数据安全和隐私的管理等。

三、美国地理空间数据资产管理方案

1. 目标

2010年美国管理和预算办公室（OMB）发布了OMB通告A的A-16号文补充指南。A-16号文（地学信息与相关空间活动的协调）是联邦政府促进地理空间数据协调使用、共享、传播和国家空间数据基础设施（NSDI）建设的基本政策文件。A-16号文明确了美国联邦地理数据委员会（FGDC）在实施地学信息与相关空间活动协调的角色和责任，A-16号文补充指南首次提出联邦政府在国家空间数据基础设施战略计划（NSDI）框架下，为协调联邦地理空间数据资产和投资更有效地支持国家优先事务和政府任务，启动组合管理，纳入国家空间数据资产组合管理体系进行跟踪、维护、扩展和调整数据资产和资源，在国家层面，通过统一的政策与标准、组织体系、管理体和公众参与等措施，消除数据鸿沟。

为完成A-16号文规定的任务，FGDC于2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划（2014-2016）。该战略计划以全美国家级地学数据共享的角度，提出了三大战略目标，具体分解为9项任务、29个项目活动。三大战略目标分别为提升国家地学数据共享服务能力、确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理、实现对全美地理空间信息界的领导。编制与实施国家地理空间数据资产管理计划任务，纳入确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理的第二战略目标中，对地理空间投资的有效管理可以使得联邦机构及其合作伙伴控制成本、优化服务、减少重复投资、节省纳税人的钱，并推动联邦政府提高效率。OMB的A-16通告补充条款提出了对联邦地理空间投资和对国家地理空间数据资产（NGDA）管理实施组合管理的指导方针。组合管理方法将允许对数据专题和数据集的识别，满足政府和利益相关者的需求。FGDC也将提出政府开放数据政策的框架来将整个生命周期的信息作为资产来管理，以促进数据的互联互通与开放，保证系统和信息的安全。这一战略目标描述了联邦地理空间信息界将采取的用以落实组合管理的措施，以便更有效地规划地理空间数据收集工作，评估数据资产的状态，并尽量减少重复投资。推进国家地理空间数据资产NGDA的组合管理带来的好处如下：

——使得使用高级、可信和标准的国家地理空间数据集和服务更加方便，以及联邦行动和提供管理、访问地理空间资源更加透明；

——基础数据资产、高级的数据主题和数据集应该被列入NSDI组合管理；

——明确联邦在国家数据管理方面的角色和责任，包括数据与元数据的发布、研究OMB A-16通告补充条款中的组合管理、开放数据政策、地理空间平台、Data.gov和其他相关要求；

——落实和实施A-16通告中的组合实施计划，包括申报投资和确定投资要求；

——制定对A-16通告中数据主题和地理空间信息平台管理过程的监测和报告制度，包括对内容和技术标准的使用与扩散的推广和报告。

2. 联邦地理空间数据组合资产数据体系

FGDC提出了联邦地理空间组合资源（Federal Geospatial Portfolio）和联邦地理空间数据组合资产（Federal portfolio of geospatial assets）两个全新的概念。

联邦地理空间组合资源包括许多类别的多种资产，包括：非A-16号文规定的空间数据组合资产、基础设施、硬件、软件、人员、应用、服务和产品。联邦地理空间数据组合资产是登记在册的、可靠的、可访问的国家级数据集的体系。联邦地理空间数据组合资产包括不同层级的数据体系：

（1）国家地理空间数据资产组合（NGDA Portfolio）

国家地理空间数据资产组合是由多个国家级地理空间数据专题数据库（集）构成，每个专题数据库（集）由相关的国家地理空间数据集组成，能够入选国家级地理空间数据集多是数据量大且持续更新的国家级数据库。不是所有的数据集均可作为国家级地理空间数据资产进行管理，对于符合作为数据资产管理的数据集，须由国家级地学空间数据专题组提出建议，由FGDC协调小组同意并由FGDC指导委员会指定方可纳入。

（2）国家地理空间专题

一个NGDA专题（与“A-16主题”同义）是一个组织结构，在这个组织结构下多个相关的NGDA数据集在逻辑上作为一个单元进行分组和管理。国家地理空间数据专题确定的原则如下：

——原则1，专题是相关国家地理空间数据资产按应用专题的逻辑分组，用于满足普通公众的，容易被发现并且任何人都可以访问；

——原则2，专题的数据覆盖范围原则上需覆盖全国，数据的生产与管理能满足跨联邦机构或组织的应用需求；

——原则3，专题确立需有明确的立法授权、规定的法令或是核心空间参考数据集；

——原则4，专题的确立可促进多个相关数据集在联邦、州、市和地方政府、私营或非营利部门机构之间的凝聚力和协作开发、维护和深化；

——原则5，专题应侧重于选取对国家很重要的自然和人造数据资产数据集，例如境界线等。

（3）国家地理空间数据集

空间数据集将进行定期清点，如果符合要求则纳入并建议纳入国家地理空间数据资产组合管理（NGDA Portfolio）。NGDA专题领导和专题委员会负责空间数据集的清点。要获得FGDC指导委员会批准作为NGDA空间数据集，必须至少符合以下标准之一：

——数据集被多个机构或与州、市和地方政府等机构合作伙伴使用；

——应用于实现OMB所规定的总统优先事项；

——需要满足多个联邦机构的共享目标；

——法定授权明确要求；

为了确保NGDA数据集的质量和能被机构组织广泛应用的可用性，数据一定是：

——可发现，已发布和可获取；

——可靠性，由公认的国家管理机构维护；

——一致性，统一的代码、标准和相关定义，确保其完整性（包括符合适用的FGDC标准）；

——现势性和适用性，定期维护并满足当前需求；

——资源化，作为企业资产。

3. 联邦地理空间数据组合资产管理方案

NGDA管理计划支持建立A-16 NGDA组合资源管理流程（MP）的两个主要阶段——

（1）准备管理和报告框架

建立数据资产管理委员会、专题领导协调组、数据集管理团队；明确数据组合资产管理的目标任务，优选核心国家级地理空间数据集目录清单并在GeoPlatform共享平台发布元数据；建立在线的工作协调平台、数据集成熟度评估模板、年度专题报告模板、数据服务应用投资报告模板、组合资产管理报告模板等及相关软件工具；建立对地理空间投资定义与预算报告的代码。预计全面实施A-16 NGDA数据资产组合管理流程可能需要3到5个预算周期。

（2）执行数据资产组合管理

共分为评估、规划、报告和预算设置4个阶段实施：

评估包括对国家地理空间数据集的成熟度评估和国家地理空间专题的成熟度评估；

规划阶段包括创建国家地理空间战略专题规划、执行和维护数据集管理方、专题委员会等多方协调机制、管理与维护GeoPlatform共享平台中专题内容等；

报告阶段，分阶段分别提交国家地理空间数据集、主题和组合资产的年度进展与评估报告；

预算设置阶段，建立地理空间数据资产组合管理的预算安排流程。

（3）按NGDA数据集生命周期成熟度评估

FGDC制定了5个成熟度指标评估地理空间数据生命周期中的7个阶段。

根据用户需求将数据的生命周期划分为定义、清理与评估、获取、访问、维护、使用与评估、归档7个阶段。

每个阶段使用6个等级来评价，分别是：

0级：没有任何措施

数据集未开发或不能满足主要用户的项目或业务需求。没有考虑次要用户、其他的或合作伙伴（利益相关者）的应用需求。数据集目前不是权威数据，或者是权威数据集的一部分。没有采用数据生命周期管理的任何一个阶段进行管理。

1级：计划或建设初期

数据集在初始计划中且可部分满足主要用户的项目或业务需求。初步采用数据生命周期对数据进行管理。准备考虑次要用户、其他的或合作伙伴（利益相关者）的应用需求。数据集的开发建设还处于初期阶段。采用生命周期部分或有限阶段进行管理。

2级：过渡或转型阶段

数据集满足主要用户的业务需求，并可被次要用户适度使用。至少采用3个阶段的数据生命周期管理。可获得阶段性的资金、合作伙伴以及数据获取等相关的支持。采用生命周期有限的阶段进行管理实践。

3级：管理或可预测的阶段

数据集满足主要用户的大量业务需求，并被次要用户广泛使用。至少采用4个阶段的数据生命周期管理。采用恰当且一致性的数据生命周期进行管理实践。数据集在生命周期的不同阶段与业务需求变化紧密结合，整体成熟度随之变化。

4级：成熟或一致性阶段

数据集满足主要用户和大多数次要用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。对未来的数据应用需求有着明确的规划和实施方案。数据集在生命周期所有阶段进行循环的支撑和审查。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。

5级：优化或公认阶段

数据集几乎满足所有用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。主要用户和次要用户对数据资料未来的应用需求有着明确的规划和实施方案。

地质大数据资产管理实施策略

考虑到不断变化的业务需求，数据集生命周期成熟度评估是反复进行的过程，定期重新评估可反应出数据集成熟度的变化趋势。成熟度水平不会固定在一个等级水平，而是一个持续的变化过程，同时也表征了NGDA数据集如何满足不断变化的业务需求。

从2015年底完成的177个数据集的初始成熟度评估结果来看，大多数NGDAs已经取得了很高的成熟度，并且满足了为数据集建设时设定的业务需求。此外，大部分NGDA数据集正在积极更新和维护，并且正在进行定期补充、审核和更新。

数据集的成熟度评估提供了从数据生产到即时在线服务全流程数据内容的透明度和健康状况，并且通过评估可以明确需要生产哪些新的数据或者对哪些现有数据进行维护更新，从而进行有效的投资。

（4）目前的阶段性成果

截至目前，FGDC完成联邦地理空间数据组合资产管理计划（2014-2016）的任务，共确定了17个专题类别和176个NGDA数据集构成了国家地理空间数据资产组合（2017年度有1个被删除）；FGDC NGDA数据集网页提供完整列表（www.

fgdc.gov /ngda-reports/NGDA_Datasets.html），这些数据也共享在了GeoPlatform上。

2017年成立了一个跨机构团队，重新对2015年177个纳入NGDAs数据集成熟度评估结果进行分析。在GeoPlatform.gov共享平台上，提供了NGDA400余个正在进行数据集成熟度评估可视化展示列表与相关统计结果。无论是数据管理方、数据审核方还是用户，可以及时的掌握国家级地理空间数据集的相关进展。

四、地质大数据资产管理方案建议

1. 需求与目的

通过多年的数字化及数据库建设，自然资源部中国地质调查局积累了海量的多门类地学数据，包括水、土地、矿产、能源、森林、湿地、草地、海洋等资源，以及环境与基础地质等十余类专题数据库（数据集）。2017～2018年实施的地质云建设工程，将全局29个直属单位的200余个地质数据库（数据集）在地质云进行互联互通与共享服务。2016～2018年十大工程300多个项目又积累了海量的调查数据，数据涉及的专业多、类型复杂，除了支持地质调查业务流程运转之外，越来越多地应用于提升管理决策效率、实现价值挖掘和科研技术创新。如果不能构建形成核心数据库体系，对核心地质数据库进行有效梳理及精细化管理，建立动态更新及实时共享机制，其价值就得不到很好体现，严重影响数据价值发挥和高效服务。

大数据综合应用对数据管理和应用提出了更高要求：

一是需要创建地质大数据核心数据库体系。明确国家级地质大数据核心数据库的内容、更新维护责任、周期、技术流程，建立更新维护机制，保障数据更新维护工作的持续性、有效性、完整性和权威性。

二是需要创建统一的数据按生命周期进行管理的标准。数据采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档统一标准，将有效避免数据混乱冲突、一数多源、多样多类等问题。统一标准是解决数据的关联能力，保障信息交互、数据流通、系统访问功能顺畅的必要前提。

三是明确数据更新周期。明确不同级别数据库中数据的采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档等全生命周期及流程。

四是建立统筹数据管理。建立分布式数据中心数据管理协调机制和统一的数据管理渠道，将分散在不同单位、不同业务部门的数据需求、数据质量、数据应用等问题的统筹管理和解决，支撑数据服务对科研与管理动态需求的即时响应。

五是建立规范的数据治理流程和数据质量监控与评估措施，解决数据质量参差不齐、数据冗余、数据缺值、数据冲突等数据质量问题。

六是建立有效的数据安全管理机制，对内部数据、敏感信息、隐私信息、保密信息的访问建立有效控制，使其脱敏脱密合规。

七是建立数据价值或成熟度评估体系。评估数据生产、传输、管理维护、更新等投入的成本，与数据应用产生的社会效益与经济效益，及时剔除冗余数据，支撑相关数据库建设、管理与应用系统研发以及共享应用的相关投资决策。

2.地质大数据资产管理的定位与内容

（1）定位与实施策略

数据资产管理在大数据技术体系中，位于应用和底层平台中间。数据资产管理包括两个重要方面，一是数据资产管理的核心业务职能，二是确保这些业务职能落地实施的保障措施，包括组织架构、制度体系。数据资产管理在大数据应用体系中，处于承上启下的重要地位。对上支持以价值挖掘为导向的数据应用开发，对下依托大数据平台实现数据全生命周期的管理。

实施地质大数据资产管理，主要包括4个阶段：一是建立地质大数据资产管理的框架。二是开展数据审计，对数据资产进行识别和分级，形成地质大数据资产目录，并对现有的数据管理与共享应用现状进行评估，形成改进报告与投资建议；三是数据资产管理方案的实施，梳理优选形成国家级地质大数据核心数据资产目录，通过标准管理、元数据管理、数据质量管理等措施对数据进行治理，提升数据综合管理的整理能力。四是数据资产运营。数据资产管理是这四个阶段不断优化的循环过程。

（2）建立地质大数据资产管理的框架

开展数据资产管理的顶层框架设计，明确数据资产管理的总体目标、业务框架、数据标准和数据视图、数据清洗管理规范、绩效评价体系、整体推进规划以及相关的组织、人才保障机制等。

（3）数据审计

梳理不同单位创建和现在拥有的数据，建立数据资产目录；

梳理目前数据存储、分享、管理和共享应用的方式和途径；

评估当前数据管理政策以及数据生产、数据管理、共享应用中存在的不足，发现错误的数据使用、数据丢失情况和不可恢复的数据；

定性/定量明确主要用户及其他用户对数据的需求，包括数据过去对用户需求满意程度的分析；

提出改进数据管理、共享应用的方法和维护管理的预算投资。

（4）数据资产管理实施

参考国内外相关数据资产管理的相关成果，提出地质大数据资产管理实施主要包含7项管理内容和2个保障措施。7项管理内容指的是国家级地质大数据核心数据库体系、数据标准管理（数据模型管理）、元数据管理、数据质量管理、数据安全管理、数据治理与数据价值评估；2个保障措施包括组织架构和制度体系。

——国家级地质大数据核心数据库体系

在全局地质大数据资产目录的基础上，建立地质大数据库的评价指标和标准，按重要程度、价值高低进行分级处理，优选形成国家级地质大数据核心数据库体系，并将国家级核心数据库纳入数据资产进行管理。

国家级核心数据库是地质调查、国土空间规划、地质环境评价、矿产能源资源保障等领域需求的基础数据，能够被重复、共享应用于广泛的科研工作、跨越各个单位与部门，并能够在各个系统之间共享、高价值的基础数据，覆盖范围广、数据信息全面、数据质量高、是专题领域的权威数据等特点。为满足多级用户变化的需求，国家级核心数据库需要持续稳定地更新，用以支撑相关的科学研究与政府决策。

——数据标准管理

梳理并管理现有不同专题数据的建库标准（技术要求），包括数据的定义、数据模型、数据格式、比例尺、参考及引用的标准及公共代码等。基于数据模型与当前的系统应用模型，建立全局地质数据通用的数据模型库，将数据的生产与应用模型纳入到统一的语义框架下，即明确数据的首要的创建点，且单点创建多方共享，就是避免原来同一个数据多方采集，多头管理等导致的不一致的问题；同时也保证现有与未来应用系统模型的一致性与可维护性。

通过数据模型管理可以清楚地表达不同单位、不同专题各种应用之间的数据相关性，使不同部门的业务人员、应用开发人员和系统管理人员获得关于地质大数据核心数据的统一完整视图。

——元数据管理

元数据是描述数据的数据。元数据按用途不同分为核心数据库元数据、业务元数据。

核心数据库元数据：描述核心数据库采集、空间参考、格式、内容、管理与维护责任单位信息等，也包括数据生产、数据转换的描述与质量信息等内容。

业务元数据：描述数据不同应用系统中业务领域相关概念、关系和规则的数据；包括业务术语、信息分类、指标、统计口径等。

元数据管理的主要内容包括：建立地质大数据资产管理维护元数据标准；建设元数据管理工具；创建、采集、整合元数据；管理元数据存储库；分发和使用元数据。

——数据质量管理

数据质量管理是指运用相关技术来衡量、提高和确保数据质量的规划、实施与控制等一系列活动。内容主要包括：开发和提升数据质量意识；建立数据质量监控方案及技术要求；清洗和纠正数据质量缺陷；设计并研发数据质量管理工具；监控数据质量管理操作程序和绩效；确定与评估数据质量水平等。

——数据安全管理

数据安全管理是指对数据设定安全等级，保证其被适当地使用。通过数据安全管理，规划、开发和执行安全政策与措施，提供适当的身份以确认、授权、访问与审计等功能。数据安全管理主要内容包括：明确数据安全需求及监管要求；对涉密及业务敏感数据分级分类，定义数据安全强度，划分信息等级；定义数据安全策略；定义数据安全标准，定义数据安全控制及措施；管理数据访问视图与权限；监控用户身份认证和访问行为；部署数据安全防控系统或工具；审计数据安全等。

——数据治理

根据上述5个步骤提出的要求与规则，对现有的国家级地质大数据核心数据库进行清理与整合，建立地质大数据资源池，实现各个关联系统与数据资源池的数据同步，使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的核心专业数据，降低成本和复杂度，从而支撑跨部门、跨系统数据融合应用。

——数据价值评估

数据价值管理是对数据内在价值的度量，可以从数据成本和数据应用价值两方面来开展。数据成本一般包括采集获取和存储的费用（人工费用、IT设备等直接费用和间接费用等）和运维费用（业务操作费、技术操作费等）。数据应用价值主要考虑数据资产的分类、使用频次、使用对象、使用效果和共享流通等因素。根据不同单位不同数据库的集成度水平与应用场景，计算或估算数据在不同应用场景下的收益及单位数据资产的总体价值。

（5）保障措施

数据资产管理是体系化非常强的工作，需要充分考虑企业内部IT系统、数据资源以及业务应用的开展现状，同时也要考虑围绕业务开展所设立的人员和组织机构的情况，在此基础上设计一套有针对性的数据资产管理组织架构、管理流程、管理机制和考核评估办法，通过管理的手段明确“责权利”以保障数据资产管理工作有序开展。保障措施包括组织架构和制度体系。

典型的组织架构主要由数据资产管理委员会、数据资产管理中心和各业务部门构成，还需要明确组织架构中不同角色相应的职责，让工作职责融入到日常的数据资产管理和使用工作中。

为保障活动实施和组织架构正常运转，需要建立一套覆盖数据引入、使用、开放等整个生产运营过程的数据管理规范，从制度上保障数据资产管理工作有据、可行、可控。

五、结论与建议

地质大数据资产是利用数据助力自然资源部中国地质调查局为国家生态文明建设服务的有效利器。地质大数据资产管理的水平某种程度上决定着自然资源的开发利用保护、资产估价和空间规划的发展进程与水平。因此，建议以目前中国地质调查局正在开展的地质云建设为契机，提高数据资产的意识，开展数据资产管理的顶层框架设计，尽快编制并实施地质大数据的资产管理方案，构建国家级地质大数据核心数据库体系，建立全局地质数据通用的数据模型库，创建统一的数据按生命周期进行管理的标准，对现有的国家级地质大数据核心数据库进行治理，建立统一数据模型的地质大数据资源池，使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的地质大数据核心专业数据，从而支撑跨专业、跨部门、跨系统数据分析挖掘与融合应用，才能更好地为资源管理与环境评价提供坚实的数据支撑和服务。

​技术人员在四川省宜宾市筠连县安装中深层地下水多参数分层原位在线监测仪器。

技术人员在甘肃武都GNSS地表位移监测站调试设备。

进入7月，大雨一轮接着一轮，地灾防治形势严峻。在重庆云阳、甘肃武都和文县、湖南溆浦等地的地质灾害监测预警实验点，地质灾害监测预警设备就像一双双“眼睛”，时刻盯着这里降雨、裂缝、山体的动向。而远在千里之外的河北保定，自然资源部地质环境监测工程技术创新中心的技术人员也在时时关注着这些设备远程发来的监测数据。

这些地灾监测预警设备，是地质环境监测工程技术创新中心面向国家防灾减灾救灾新战略，按照自然资源部普适型地质灾害监测预警技术装备研发的要求，聚焦地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生等关键问题，集成运用多种高科技手段，重点攻关滑坡崩塌智能监测预警难题研制而成。

而地质灾害监测预警设备，仅是该中心的研发方向之一。由原国土资源部地质环境监测技术重点实验室转型而来的自然资源部地质环境监测工程技术创新中心，自2019年进入自然资源部科技创新平台序列，依托中国地质调查局水文地质环境地质调查中心近40年的技术积累和雄厚的研发实力，设立地质安全监测技术与装备、资源开发环境影响监测技术与装备、生态地质环境监测技术与装备3个研发方向，目前已形成地质灾害监测、地热监测、生态地质环境监测、仪器质量检测检验4个技术团队，致力于打造地质环境监测装备工程化研发和成果推广应用的高地。

地质安全监测：实现多传感器多要素信息获取，形成功能齐全、智能联动的地质灾害监测预警装备体系

地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生，是地质灾害防治需要首要解决的两个关键问题。2019年，自然资源部启动了普适型地质灾害监测预警设备研发工作。地质环境监测工程技术创新中心紧密围绕降雨与地表变形监测技术难题，综合运用微机电系统、光电/压电、北斗定位、窄带物联网等智能传感与传输技术，实现位移、倾角、土压力、雨量、含水率、泥水位、地声等多传感器多要素信息获取，形成全面覆盖、多源融合、功能齐全、智能联动的监测预警装备体系，系统解决地质灾害监测预警的“感、传、知、控”难题，创新性地提出了普适型地质灾害监测预警设备一体化、轻便化及快速安装部署的解决方案。

2019年～2020年，该中心先后研制推出智能雨量监测仪、倾角/加速度监测仪、智能裂缝位移监测仪、GNSS地表位移监测仪、土壤含水率监测仪和无线声光报警器等仪器设备。这些设备具备集成化、低功耗、低成本、安装便捷、维护方便等特点，不仅较以往的监测设备在可靠性和集成度上有了很大提升，而且还降低了设备功耗和综合运行成本，先后在三峡库区、甘肃陇南、江西赣州及西藏昌都金沙江上游等地进行了安装试用。

2020年7月16日，重庆地区普降暴雨，云阳县域迎来强降雨，在团包滑坡安装部署的普适型监测设备及时捕捉到滑坡变形迹象。至2020年7月17日8时，设备监测数据显示，滑坡后缘裂缝变形量呈明显增长趋势。该中心技术团队研判滑坡受降雨影响变形将会加剧，随即向云阳县规划和自然资源局报告了险情。在该局启动应急预案后，技术团队与地方政府双方主要负责人建立联络通道。而后，裂缝变形持续增大，7月17日15时56分后缘裂缝变形量达64.2毫米。技术人员立即通过联络通道通知临时避让。当16时44分监测预警平台报警装置被触发时，当地政府工作人员已冒雨赶到现场，组织受威胁群众紧急避险撤离。由于及时预警并采取了临时避险措施，有效避免了人员伤亡。

今年，该中心持续优化完善地质灾害监测预警设备性能，继续在甘肃、湖南、新疆、西藏等地开展监测预警实验，并派出专家组指导甘肃、湖南两地开展地质灾害监测预警实验工作。

资源开发环境影响监测：满足高中低温地热资源勘查广泛需求，自主研发地热水位水温一体化监测设备

地球内部像一个大热炉，可以给人类提供清洁的能源——地热能。而保障地热资源长期、可持续开发利用的一个前提，是掌握地热储层及其周边地质环境的动态变化。这就需要通过长期对开发利用动态数据进行采集、分析、模拟和解译，获取地热资源的真实性质和参数。

为此，地质环境监测工程技术创新中心研发了深井分布式光纤温度监测仪，充分利用光纤传感设备耐高温、耐腐蚀和抗电磁干扰、可分布式测量等特点，实现了一次下井即可完全掌握全井筒温度特征，避免了测量过程的温度扰动。

依托地质调查项目，应用该监测设备，该中心对天津市东丽湖及其周边的13口地热深井开展全井段测温工作，获取了丰富的地热井温度数据，为本地区地温场温度特征分析及大地热流数据库的完善提供了基础数据。相关资料已经依托项目提交到天津市东丽湖相关管理部门。

同时，基于深井分布式光纤温度测量技术，该中心设计开发了井壁光纤监测配套装置，将光纤紧密耦合在套管上，避免了光缆下井过程中的滑动、磕碰与挤压损坏等工程技术难题，实现了深井地层温度的分布式长期在线监测，为更好地评估地热资源及了解储层结构提供了技术支持。

面对地热资源管理新形势，在地热大规模开发区建立地热专用监测网络，了解和掌握地热资源动态迫在眉睫。基于此，2019年，该中心针对国内中低温地热监测广泛需求，自主研发了地热监测专用设备，具有耐高温和抗腐蚀等特点，可实现地热井水位、水温实时自动化采集和监测数据的远程传输。

利用该系列监测设备，该中心在雄安新区建立了雄县牛驼镇地热田地热监测网，范围覆盖雄县6个乡镇，控制面积240平方千米，一期监测网包括专用监测井10眼，持续运行近11个月，掌握了该区域的地热储层（新近系馆陶组、蓟县系雾迷山组和高于庄组）在供暖季、非供暖季水位呈周期性下降与恢复趋势；后续二期监测网作出调整，增加了开采井和回灌井。截至目前，监测网已持续运行22个月，数据真实可靠，为雄安新区地热动态监测规模化建设积累了经验。相关监测报告已提交到雄安新区地热管理部门，为雄安新区地热可持续开发管理提供科学数据。

生态地质环境监测：助力地下水资源合理开发利用，推动实现地下水多参数分层原位在线监测

地下水是看不见的水源。要了解地下水资源的变化，只有开展长期监测，才能作出全面、客观、准确的评判。

地质环境监测工程技术创新中心自主研发的地下水动态远程监测系统，构建起“传感器﹢采集器﹢管理平台”的全流程技术体系，实现了地下水水位水温全要素自动监测自动传输。首创的“一孔多层”自动监测与集中数据同步传输的工作模式，实现了由传统的混合监测向分层监测转变。这一系统在国家地下水监测工程中推广应用2000余套，实现了河南、河北、山东等7省地下水的区域监控，为工程安装、运维和监测数据安全提供了重要技术和装备支撑。目前，已推广应用到南非等“一带一路”沿线国家。

野外环境复杂多变，往往引起用于地下水水质测量的电极传感器性能不稳定，从而导致难以获取稳定、准确的水质测量结果。对此，该中心通过研判野外复杂环境对检测传感器和检测参数的影响机制，攻关环境影响多源要素自动识别与智能补偿技术，解决了易变组分碳酸根和碳酸氢根野外现场快速检测技术难题，2018年集成地下水多参数电极传感器，研发了可测量氟离子、pH值等11种参数的水质现场快速检测仪器和中深部含水层多参数分层原位在线监测设备等，推动水质检测装备由室内分析向野外测试使用的跨越，在地下水环境监测、页岩气与煤层气能源资源安全监测等领域得到较为广泛的应用，取得了显著的经济和社会效益。

针对国内传统分层抽水技术存在的成井结构复杂、钻井施工成本高、施工周期长、井内封隔止水效果差等技术缺陷，该中心成功研发了以封隔注浆分层止水技术、分段振荡洗井技术、分层抽水（采样）技术和分层观测技术为主体的地下水分层勘查新技术装备，推动形成了“封隔成井—分段洗井—分层抽水—分层长观”地下水分层勘查新模式，不仅能够实现大深度松散层水文地质孔的分层成井，大幅提高施工效率，而且能够便捷获取高精度水文地质参数，分层构建水文地质模型，对于准确评价地下水资源、合理开发和利用地下水具有重要意义。自2014年至今，这一装备先后在甘肃、黑龙江等20多个省（区、市）进行了推广应用。

2021年是“十四五”开局之年，地质环境监测工程技术创新中心在自然资源部及中国地质调查局的领导下，在中国地质调查局水文地质环境地质调查中心的大力支持下，将继续以地质环境监测装备自主研发应用为主业，克服零而散的产品模式，在系统化、智能化、工程化、市场化上发力，打造实用性强、性价比高的技术产品，提供涵盖方案设计、订单式研发、工程实施、运维服务的整体解决方案；同时形成国家CMA、CNAS认证资质的仪器质量检测检验平台，实现地质灾害监测仪器“通信接口—仪器质量—预警平台”一站式检测检验，支撑自然资源部地质灾害防治主管部门监管职责。

来源：中国自然资源报

2018年11月起，中国地质调查局地质环境监测院牵头，联合中国地质调查局探矿工艺研究所、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等20余家单位，聚焦滑坡关键部位地表形变实时感知与智能分析预警的核心需求，融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术，历经近2年时间成功研发第Ⅰ代滑坡智能监测预警系统。

截至2020年底，共有9省（自治区、直辖市）2512处地质灾害隐患点应用该系统开展了监测预警实验。实验结果表明，该系统完好率达到95%以上优秀级，各项测试数据连续稳定，预警功能运行正常，达到定型设计预期。

成果与进展

第Ⅰ代滑坡智能监测预警系统主要由滑坡仪、地质灾害智能预警系统两部分组成。其中，滑坡仪是一套地质灾害监测仪器，涉及雨量、裂缝位移、地表形变、倾角、加速度、土壤含水率等6个测试项。研发团队以“两个提高、两个降低”（提高可靠性，提高集成度、降低功耗、降低成本）为目标开展集中攻关，重点聚焦地质灾害监测中降雨与地表形变两类监测要素。由于新研发设备多参数集成、功能优化，加之MEMS（微机电系统）与窄带物联网传输技术的应用，监测设备实现了传输功耗降低50%以上，普适型GNSS等设备实现了综合成本降低50%以上。与目前正在应用的传统型地质灾害监测预警设备相比，该滑坡仪具有运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、安装快捷、维护方便、智能预警等特点。

地质灾害智能监测预警系统依托部、省多级物联网平台，将仪器运管、数据聚合、预警分析、响应处置等功能整合，实现了监测预警实验“建-管-运”全流程在线管理；初步构建“人机结合”决策模式与技术流程，即充分依靠仪器提供的监测数据与人工智能算法的“机”，有机结合专家的知识经验与现场宏观判断的“人”，实现人机综合研判。

结合系统研发已立项或发布的行业标准包括《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测通讯技术要求》《地质灾害监测预警数据库建设标准》和《地质灾害监测预警仪器设备检测检验技术规程》。

应用与转化

2020年8月第Ⅰ代滑坡智能监测预警系统规模化试运行以来，有效预警15起地质灾害，避免了可能造成约366人伤亡的地质灾害灾、险情。

该系统的研发和相关技术要求的编制，极大地推动了地质灾害监测预警科学化、规范化、标准化，同时形成了一支地质工程、测绘科学、计算机与通信工程紧密结合的多学科交叉地质灾害监测预警技术方法研究团队，为进一步扩大地质灾害群专结合监测预警工作覆盖面、全面提升我国地质灾害技防水平提供了关键基础支撑。

日前，2.2万余处地质灾害监测预警实验点全面建成进入试运行阶段。至此，自然资源部已连续3年开展的地质灾害监测预警实验，通过提高地质灾害监测技术装备集成化、智能化水平和风险预警能力，扩大地质灾害专群结合监测预警覆盖面，推动我国地质灾害防治加快实现“人防﹢技防”——

自然资源综合调查指挥中心专家组在青海调研地质灾害监测预警实验进展情况

“4月25日，广西壮族自治区河池市金城江区平桃屯滑坡先后触发蓝色、黄色预警，经地质灾害防治专家现场核实、综合研判，该滑坡处于强变形临滑阶段。当地政府立即组织112名群众撤离危险区，并采取铺盖防水薄膜等应急措施进行处置，该滑坡在5月6日、6月10日再次加速滑动，目前已损毁威胁区域房屋……”

这份监测信息是自然资源部中国地质调查局地质环境监测院接收到的众多地质灾害有效预警信息中的一份。据介绍，自去年11月至今年5月底，山西、浙江、福建、江西等17个地质灾害防治重点省份陆续完成了2.2万余处地质灾害隐患点的设备安装，至此2021年地质灾害监测预警实验安装工作全部完成并全面进入试运行阶段，截至目前，已有效预警地质灾害险情11起。

三年磨剑 地质灾害监测预警技防体系初步建成

自2019年起，自然资源部在全国范围内启动了地质灾害监测预警实验工作，由中国地质调查局牵头推进并提供全流程科技支撑、省级自然资源主管部门组织实施。2019年，中国地质调查局地质环境监测院联合20余家企事业单位开展集成研发攻关，初步形成了监测地表形变与降雨的6种单测项监测设备，以及1个平台和系列标准，并在29处地质灾害隐患点开展了实验。

2020年，根据“提高可靠性、提高集成度、减低功耗、降低成本”的研发思路，四川、重庆、贵州、云南、陕西、湖南、甘肃、湖北、广东等9省（市）完成了2512处地质灾害监测预警实验点的设备安装和并网，滑坡仪I代正式定型，建成地质灾害智能预警系统V1.0版，有效预警了重庆云阳县团包滑坡、甘肃省陇南泻流坡滑坡、陕西略阳县小石碑子滑坡等15处地质灾害灾情险情，有效避免了366人可能因地质灾害造成伤亡。地质灾害监测预警实验工作在保障人民群众生命财产安全方面取得了初步实效。

为进一步加快推进建立人防和技防并重的地质灾害监测预警新工作模式，也为进一步巩固和提高2020年地质灾害监测预警实验的工作成效，2021年自然资源部在山西、浙江、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、新疆等17个省份（区、市）选择险情较大、成灾风险较高、威胁人数较多的2.2万余处地质灾害隐患点继续开展监测预警实验，并于汛期前全面建成运行。截至5月25日，17个省份全部完成仪器安装和并网工作，实际实施监测22609处，达到任务数的102.8%，监测预警实验进入试运行。截至目前，已有效预警了四川广安、广西河池、江西赣州、湖南怀化、重庆彭水、福建南平等地11起地质灾害险情，由于及时组织人员避险转移，未造成人员伤亡。

中国地质调查局地质环境监测院的专家介绍说，连续3年开展的地质灾害监测预警实验，提高了地质灾害监测技术装备集成化、智能化水平和风险预警能力，扩大了地质灾害专群结合监测预警覆盖面，推动了我国地质灾害监测预警工作科学化、规范化和标准化，初步构建了“人防﹢技防”的地质灾害监测预警新格局。

倾囊相授 专家团队提供全流程技术支撑指导

2021年地质灾害监测预警实验建设阶段分为踏勘选点、方案设计、招标采购、安装实施与并网运行等5个关键环节，中国地质调查局利用其强大的技术力量和专家团队，提供了全流程技术支撑服务。

据了解，在2021年地质灾害监测预警实验工作开展伊始，中国地质调查局调集地质环境监测院、自然资源综合调查指挥中心、天津地质调查中心、沈阳地质调查中心、南京地质调查中心、武汉地质调查中心、成都地质调查中心、西安地质调查中心、航空物探遥感中心、地质力学研究所所、水文地质环境地质调查中心、探矿工艺研究所等12家单位的科技支撑队伍，推进标准编制、方案复核、现场检核与技术培训等各项工作。

“如何科学合理地选择隐患点”和“如何正确地安装监测设备”是监测预警实验工作建设阶段一直面临的难题，为进一步提升隐患选点和设备布设的科学性，中国地质调查局在实际工作中一直全力提供技术支撑。

在方案设计阶段，12家局属单位抽调精兵强将对17个省份提交的2.49万处监测方案进行方案复核，对其中1.07万处提出了完善意见，极大提升了隐患勘选和设备布设的科学性。进入设备安装阶段，中国地质调查局选派80余名经验丰富的专家下沉到一线，开展地质灾害监测预警的现场技术指导和技术培训，协助各地及时发现和解决实施过程中出现的问题。

从3月开始，中国地质调查局各技术支撑单位专家与分省驻守专家组成技术专家组，陆续对17个省的地质灾害监测预警实验工作进行了现场技术指导，主要围绕隐患点选择的合理性和设备布设的科学性等问题，对安装阶段方案设计、现场施工等环节的工作进展和质量进行了详细检查，并对设备立杆不规范、GNSS基站位置不合理、通信标准不统一、数据接入不同步、系统配置不完善等存在的问题提出了进一步的改进建议。

进入4月，随着部分省份逐步完成了设备安装工作，中国地质调查局又聚焦仪器性能、安装布设合理性与预警机制等关键环节关键问题，按照“市州全覆盖、项目全覆盖、灾种全覆盖、单位全覆盖”的原则，对17个省的监测预警实验开展了新一轮质量检查与技术指导，重点对前期实施过程中发现问题较多的项目和具有区域代表性的地质灾害隐患进行抽检，指出各省份在安装布设、预警机制等方面存在的不足，并给予了技术指导与完善建议。

6月10日，17个省份的质量检查与技术指导工作全面完成。各专家组对后续工作提出了相关建议，主要包括：一是要继续开展典型地区孕灾环境、致灾模式、成灾机理与风险预警研究，探索形成适合本地区的地质灾害风险预警模式；二是积极推进监测数据的重构与修补、多元数据耦合判定方法、动态预警阈值设定等方面的研究，通过样本积累统计，稳步提升预警准确度；三是通过试设备、试系统、试标准、试运行机制、试管理模式，为设备改进升级、系统优化完善提供理论与实践依据。

此外，地质环境监测院还对参与实验的省级行政管理部门和技术队伍开展了多次技术培训和指导，规范技术文件、方案设计、报告编制、技术标准和工作流程。各省负责对本辖区内行政管理部门和技术队伍进行具体技术培训指导。据了解，仅地调局系统在各省开展的相关技术培训便多达80余次，各省份组织的各类技术培训达300余次。

群策群力 环环相扣保障安装运行工作高效完成

2021年地质灾害监测预警实验工作不仅得到了各级自然资源主管部门的广泛支持，还得到了设备厂商等社会力量的大力协助，在建设过程中逐渐形成了围绕监测预警实验工作，各级自然资源主管部门、地质调查勘察队伍、基层乡镇部门、施工队伍、设备厂商等多方力量共同参与的工作模式。在多方力量的共同努力和协同推进下，今年的地质灾害监测预警实验建设工作如期顺利完成。

据了解，各省级自然资源主管部门对地质灾害监测预警实验工作高度重视，自监测预警实验开始便建立了专门的推进机制和工作专班负责地质灾害监测预警工作的各项事宜。各省份不仅多次召开项目建设培训会议，还制定了施工组织计划，细化工作任务，层层落实责任，加强项目资金和质量监管，同时利用科技手段强化技术支撑，有序推进各项工作。

各省实验工作由各省自然资源主管部门牵头推进，涵盖多层级、多单位工作小组，协调指挥调度，充分发挥监督和技术指导作用，有力保障项目实施。据了解，广东省自然资源厅就曾先后派出10余个工作组，前往广东省20个相关地市开展调研指导工作，协调解决推进过程中出现的疑难问题，全面督促广东省加快地质灾害专业监测工作进度。

地质灾害监测预警实验工作实施涉及设备仪器厂家、地质驻守队伍、设备安装人员众多，信息交互极其频繁。为进一步加强沟通协调、全面推进工作，各省级自然资源主管部门建立了项目统一沟通协调机制，及时传达工作要求和指示，明确工作职责任务，及时解决项目实施中出现的各类问题。同时，实施单位和设备厂商协同推进多项工作，科学合并工作环节，保障项目建设工期。据重庆市地质环境监测总站工作人员介绍，重庆市在工作过程中全面采用了信息化协同办公，统一信息交互平台，既保证了信息畅通，又保障了信息统计的及时性和准确性，做到了繁中有矩、忙中有序、紧中有力，按时高效完成建设任务。

统一标准 为监测预警工作提供统一技术准则

地质灾害监测预警实验工作曾面临诸多难题，对于地质环境监测院的研发团队来说，最大的难题就是如何提高监测设备的可靠性与智能化水平。地质环境监测院专家张鸣之介绍，GNSS是地质灾害监测设备中应用较多的一类设备，以前的“测绘型”GNSS设备监测精确度非常高，通过静态解算可监测到毫米级的变化，但是每1~2小时一组高精度监测数据可能漏报一些快速变形的崩滑灾害，此外设备常年保持24小时在线监测，功耗较高，仪器可靠性易受影响。

地质环境监测院的研发团队根据“两提高、两降低”的思路，提出了“地灾型”GNSS设备研发思路，通过集成微机电传感器实现变频监测与智能唤醒，当监测到倾角、振动加速度测项变化发生时，设备从休眠状态被“唤醒”，进行厘米级高频动态位移数据采集，其他时间设备处于深度休眠状态，每天定时报送1～2组毫米级静态结算位移监测数据。这样，不仅可以最大限度降低设备功耗，而且对于快速变形的滑坡也能实现有效监测，同时使得综合成本大大降低。

地质灾害监测设备具有精度适当、功能简约、功耗较低、安装便捷等特点，标准化的设备才有可能实现工业化规模化生产。但由于各地标准不同，各生产厂家的仪器设备规格不一，因此也造成设备不能组网混用、无法规模量产的情况。

为规范地质灾害监测预警“感-传-知-用”各环节技术标准，地质环境监测院目前已联合有关单位共同编制了《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》《地质灾害监测预警数据库建设标准》和《地质灾害监测预警设备检测检验技术规范》四项行业标准，为监测预警工作提供了统一的技术准则，有利于监测预警设备的统一管理和数据共享，保障了今年的监测预警实验工作得以科学、规范、高效完成。

地质环境监测院专家说，当前开展的地质灾害监测预警实验不只是适合地质灾害监测领域，形成的系列监测装备与风险预警技术对公路、铁路、电力等领域都有一定的借鉴意义，希望目前开展的工作可以引领全国地质安全监测领域的发展方向。

研用结合 持续推进预警水平和防灾能力再提升

今年的地质灾害监测预警实验工作按时完成并初步取得了良好的成效，但实验过程中也发现存在的一些问题。地质环境监测院的专家表示，已发现或梳理出来的问题将会是监测预警实验工作接下来改进的重要方向。

中国地质调查局专家组在检查过程中发现，目前完成的一些监测点中存在监测不足和过度监测两种情况，个别监测隐患点规模较大，但监测设施较少、对关键位置控制不足，而个别规模较小的隐患点又存在设备安装过密的情况；部分设备安装不够规范，由于部分地区植被茂密或者房屋密集，太阳能板、雨量计受遮挡情况时有发生，从而影响监测效果。此外，个别隐患点还存在设备监测数据采集、上传机制不合理，监测数据不能及时上报的情况。针对存在的问题，各省将进行一次全面自查自纠，确保主汛期到来之前整改到位，监测预警实验工作能够真正发挥实效。

据了解，地质灾害监测预警实验下一步的工作重点，一是抓紧构建完善“人防﹢技防”的地质灾害监测预警新工作模式，结合原有群测群防工作体系，建立数据分析、预警发布、现场调查、应急处置、信息上报等环节工作机制，形成管理闭环。二是完善监测数据质量评价机制，着手开展监测数据质量评价，查找出问题项目、问题设备，并督促整改，着力提升监测数据质量，为有效预警提供保障。三是加强数据分析和预警模型研究，及时汇总有效预警案例，加强对监测曲线、预警模型的分析和总结，强化机器学习、人工智能等技术的运用，不断提高预警模型的有效性。四是对实验过程中监测设备、预警平台等方面出现的问题进行系统总结，明确方向集中攻关，不断提升监测预警技术水平。

广西河池地质灾害监测预警设备安装现场

 

2020年，自然资源部中国地质调查局坚决贯彻落实习近平总书记的重要指示精神，坚持“人民至上、生命至上”，全力组织推进地质灾害防治支撑服务工作。根据自然资源部统筹部署，中国地质调查局组织协调，中国地质环境监测院（自然资源部地质灾害防治技术指导中心）牵头，联合20余家相关高校、科研院所和企事业单位成功研发了第I代滑坡仪和智能预警系统，并在四川、重庆、贵州、云南、陕西、湖南、甘肃、湖北、广东等9个省（市）进行了2512处代表性地质灾害隐患点滑坡仪样机的实验应用，有效预警了15起地质灾害，避免了约366人可能因灾伤亡，防灾减灾成效初步显现。

据了解，该研究团队从2018年起开始滑坡智能监测预警系统研发和实验应用，经过持续研发和改进，研发工作不断取得重要进展。

一是第Ⅰ代滑坡仪定型试制。研发团队聚焦地质灾害监测中降雨与地表形变两类监测要素，“提高可靠性、提高集成度、降低功耗、降低成本”为目标，融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术，突破关键技术瓶颈，实现滑坡仪可靠性不断提升，野外运行完好率达到95%，为规模推广应用奠定了基础。

二是智能预警系统V1.0正式定型并在9省实时应用。滑坡智能预警系统V1.0初步构建了“人机结合”决策模式和技术流程，充分依靠仪器提供的监测数据和人工智能算法，结合专家的知识经验和现场宏观判断，实现了人机融合研判，极大提升了滑坡预警决策的准确度。该系统依托部、省多级物联网平台，整合多种功能，实现了滑坡监测预警实验“建—管—运”全流程在线管理。今年8月，已完成贵州、甘肃、云南、陕西、广东、湖南、四川、湖北、重庆九省（市）部-省系统对接和数据实时同步工作，并对云南腾冲黄瓜箐滑坡、重庆云阳团包滑坡等地质灾害灾、险情实现成功预警。

三是初步形成系列技术规范。组织编制了《地质灾害专群结合监测预警技术指南》、《地质灾害监测预警设备布设安装及维护技术规程》等5项技术规范，其中3项已由自然资源部印发试用。这些标准的完成推动了地质灾害监测预警的规范化和标准化，为我国全域范围内开展滑坡智能监测预警应用提供了技术智力支撑。

据相关负责人介绍，下一步，自然资源部将在四川、云南、重庆等17个省（自治区、直辖市）选择2.2万处地质灾害隐患，继续开展滑坡智能监测预警系统的实验应用，进一步推进“人防和技防并重”的专群结合工作模式。根据部总体部署，中国地质调查局将聚焦技术研发和攻关，提高隐患点选取和仪器布设安装的科学性，优化监测要素，研提第II代定型设计。同时将进一步完善智能预警系统功能与模型算法，开展结构复杂的滑坡监测预警方法研究，全面提升地质灾害监测预警能力水平。

各地安装地质灾害普适型监测预警设备。 张鸣之 陈彦 供图

阅读提示：自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备，目前已在全国9个省（区、市）推广试用。该设备围绕突发性地灾“防”的核心需求，走“规模化”的道路，通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比，降低研发成本，力争突破监测预警设备推广的瓶颈。未来，先进的理论加上普适的设备，将明显提升我国地灾隐患点识别和管控的能力。

入汛以来，全国多地迎来持续强降雨，地质灾害防治箭在弦上。在全国9个省（区、市）推广的自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备，也迎来紧张的试用考验。

4月20日下午，部署在湖北省秭归县卡门子湾滑坡的地灾普适型监测预警设备，及时捕捉到滑坡变形错动信息。中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）及时与湖北省自然资源厅、省地质环境总站、宜昌市自然资源局和秭归县自然资源局等单位召开“国家—省—市—县”四级联合会商视频会，综合研判滑坡的变形现状和发展趋势，确定预警等级为黄色。当地迅速采取防范措施，有效保障了滑坡影响区人民群众生命财产和三峡库区航道安全。

五一节期间，湖南省凤凰县降雨持续，百余名群测群防人员早早启动了一日三次的巡查模式。今年，群测群防员龙菊平心里踏实多了：早些时候，当地自然资源部门在沱江镇虹桥村滑坡隐患点安装了地灾普适型监测预警设备，有了这群并肩战斗的“小伙伴”，龙菊平说：“智能监测与我们筑起双防线，共同守护父老乡亲的平安！”

事实上，这一由中国地质调查局地质环境监测院牵头，联合19家相关单位研发试用的新设备刚满“周岁”。时间虽不长，已然交出了一份喜人的成绩单。“我们研发的普适型设备是适用于复杂地形地质条件、可靠耐用、性价比高、方便携带的监测预警技术装备组合。”自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家、地灾普适型监测预警设备研发团队负责人殷跃平介绍，“截至目前，我们共接收各类有效监测数据2500余万条，设备故障率在6%以下，总体运行稳定可靠！”

1 攻坚

预警地灾的新突破

“地灾隐患在哪里？”“什么时间可能发生？”一直是地灾防治工作两大核心问题。解决“何时发生”的地灾预测，更被喻为“世界级”难题。“经过20世纪90年代以来以县为单位的1∶10万地灾调查和最近十多年来实施的1∶5万地灾详查，我国已摸清28.6万处地灾隐患点，构建了36万人组成的群测群防队伍，初步形成了地灾监测预警理论技术体系和科技支持保障体系，全国每年因地灾伤亡人数从90年代末的1500人降至最近几年的200多人。可以说，地灾防治工作取得了举世公认的成效。”殷跃平告诉记者。然而，成绩之下一个数据却不容回避：全国每年新发生的地灾，80%都发生在已圈定的隐患点范围之外。

为何还会出现“80%”的盲区？殷跃平指出，我国地灾防治形势依然严峻复杂，近年来，随着极端强降雨等灾害性天气的频繁出现，以及人类工程活动的增加，地灾防治工作面临许多新的问题：一方面，突发性地灾“中心”由城镇向乡村转移，呈现随机性更大，隐蔽性更高和累计破坏性更强的特点；另一方面，“视线外”的高位远程滑坡—碎屑流—泥石流等“链状”地灾造成的群死群伤特大灾害日益凸显，准确进行预测和防范的难度明显增大。

“从目前来看，我们对孕灾地质环境的调查远远不够，对易滑结构、成灾模式、预警模型的探索研究尚不能满足防灾的需求。”殷跃平介绍，比如，去年贵州水城“7·23”山体滑坡灾害（造成52人死亡），事实上，当地村组的地灾群测群防工作比较到位，专业队伍还采用了高分遥感和InSAR等高新技术对该区进行了动态调查，所圈定出的隐患点是位于村前的三叠系飞仙关组构成的陡坡地区，这套地层构成的易滑地质结构与2017年贵州纳雍“8·28”特大滑坡（造成38人死亡）非常相似，但实际上发生特大灾害的是位于村后1公里之外的二叠系峨眉山玄武岩构成的缓坡上，这种易滑地层形成的高位远程滑坡在该区较为罕见。“因此，我们提出了以空间信息技术、地面测绘、地质勘查和风险管控相结合的新一轮地灾风险调查思路：运用综合遥感技术开展1∶5万基础性调查；运用无人机、地面测绘与地质勘查手段开展以乡镇、村组等人口聚集区为重点的1∶1万精细化调查；通过开展省、县、村三级宏观、中观和细观地灾风险区划，为防灾减灾规划提供基础，跳出以隐患点为中心，‘排查—再排查—再再排查’的就点管点的被动状态。”

在科技支撑方面，虽然全国已有众多“高精尖”的地灾监测预警设备，有的已经达到世界级水平，但往往价格不菲，安装一套设备动辄需要上百万元，对于地灾点多面广的国情而言，大规模布设并不现实。有些设备还不能适应恶劣的野外环境，运维费也很昂贵。

为解决地灾防治的突出问题，进一步提高专业技术水平，2018年11月，自然资源部召开地灾监测预警科技创新研讨会，明确围绕突发性地灾“防”的核心需求，聚焦“地灾隐患在哪里”“什么时间可能发生”等关键问题，力争突破监测预警技术的瓶颈。

按照自然资源部、中国地质调查局的部署，由中国地质调查局地质环境监测院牵头，联合19家相关单位组建了“学科交叉、部门联动”的技术攻关团队，拉开了全力开展地灾监测预警普适型设备研发与适用工作的大幕。

殷跃平认为，“共性”和“性价比”是普适型监测预警设备特别强调的两个要素。长期以来，一些地方形成了“每个滑坡都不一样”的粗浅意识，因此，人为设置了滑坡预警预报是世界难题的不易逾越的屏障。实际上，滑坡也具有“共性”，都属于斜坡运动的范畴，这就是普适性。他举例说明：“我们每个人都各不相同，但作为‘人’这一群体它是有共性的。滑坡也一样，不同的滑坡总有相同的DNA，普适型设备就是要通过孕灾条件、监测数据、成灾机理研究，找到滑坡的共性，掌握其运动规律和理论原理，建立预警模型，进而提高预警的科学性和准确性。”

在“高性价比”方面，殷跃平指出，以往对地灾隐患点的监测过度追求精度，有的设备监测甚至精准到毫米、亚毫米级，这对于城市和重大工程来说是必要的。但实际上，对于广大乡村防灾减灾而言，厘米级，甚至分米级的精度就能避免重大伤亡，而财产损失是次要的。只要发现隐患点出现显著变化，群众及时撤离即可达到避险目的，监测设备的可靠性和实用性则更为重要。

2 实用

聚焦需求护一方平安

记者了解到，目前通过自主研发和集成研发，普适型监测预警设备研发和试用取得三方面进展。

一是聚焦降水和地表变形，研发出裂缝计、GNSS卫星定位系统、倾角计、加速度计，以及雨量计和土壤含水率计6种普适型监测预警设备。这些设备以“提高可靠性、提高集成度、降低功耗、降低成本”为目标，集成度高、功能优化，并借助物联网传输技术，综合成本降低50%以上，操作简单、维护方便。

比如，同样是测量雨量，传统的翻斗式、虹吸式雨量计精度高，但体积较大，施工难度大，需要定期维护。最新的普适型雨量计采用光电或压电技术进行一体化设计，体积小，维护简单，便于安装。又如，传统的裂缝计量程短，采取分体式设计，故障率高。最新研发的设备加大了量程，采用窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低过半，提高了规模化推广的水平。

二是建立了监测数据传输通讯协议，统一了数据格式和传输方式，开发了地灾监测预警平台。研究人员针对目前市场上普遍存在的监测设备数据格式和传输协议不统一问题，在普适型设备研发中，编制完成《地灾监测数据通讯技术要求》，实现了地灾监测数据格式、接口方式和传输协议的统一，保障了多类型设备快速接入、分析预警及“国家—省—市—县”四级数据联通，初步实现监测数据“实时传输、实时查看、实时分析和实时预警”的监测预警功能。

三是根据典型性与迫切性相结合的原理，在重庆、四川、贵州、云南、甘肃、湖南、湖北等9个省（区、市）的高山峡谷、丘陵山区、黄土地区、地震影响区等4类孕灾地区，选定29处典型的崩塌、滑坡灾害隐患开展样机试用。构建了由中国地质调查局地质环境监测院牵头，省自然资源厅、地灾防治技术支撑单位、地方自然资源部门以及设备研发单位等共同实施、多级联动的工作机制，达到了样机试用、监测实践的双重目的。

运行效果如何？一线人员已经有不少反馈。

“方便、实用，满足了使用需求。”甘肃省地质环境监测院副院长李瑞冬说。2019年7月，该院通过野外调查、综合比选，最终选择了永靖县具有一定典型性和代表性的黄土地灾隐患点布置了普适型监测预警设备，并开展了信息系统部署、监测数据整理分析与综合研究等工作。“之前做滑坡灾害深部位移监测，需要先打好钻孔、装上监测管，再往管里陆续安装倾斜仪等专业设备，程序繁多、设备体积大。现在使用普适型倾角仪，所有监测设备集成一体，只需从地表往下戳进60厘米左右的桩就能进行监测，施工便捷度有质的提升。”李瑞冬告诉记者，此外，10万元以内的单点建设费用与之前一套差不多80万元的监测设备相比，能减轻不少财政压力。

贵州省在盘州市羊场乡下午村进行了示范点建设，安装了3套GNSS，3套裂缝计，1套雨量计和5套崩塌加速度计和4套倾角计。为真实体现出与传统自动化监测设备的差异，GNSS选择了共用基站的方式，设备均安装在原有同类设备的附近区域。“通过对比表明，普适型设备可有效反应地灾隐患点的动态变化，设备数据反应灵敏。”贵州省自然资源厅地勘处负责人高玉平说。

湖南省完成了19处专业地灾监测点和25处群测群防监测示范建设，共布设普适型设备300多套，2019年省自然资源厅发布了《湖南省重要地质灾害隐患普适化监测技术要求（试行）》，湖南省自然资源事务中心地灾部雷耀波认为，湖南地质环境复杂，地灾隐患点数量多，规模主要以中小型为主，普适型设备将有较大的发展空间。

3 推广

分区分类覆盖全国

“科学技术一定要解决国家的急需。”殷跃平指出，许多获得过大奖的监测预警项目原理都是非常先进的，但遗憾的是大多停留在实验室研发阶段，而普适型监测预警设备的研发必须要走一条“规模化”的道路。“我们在研发之初就让企业参与其中，通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比，降低研发成本，把研发和推广结合起来。先进的理论加上普适的设备，将明显提升80%‘视线外’的地灾隐患点识别和管控的能力。”

根据最新设备成熟度、工业化生产能力调研分析：2020年汛期每种普适型设备可产生1万套左右，结合全国地灾险情，可分区分类进行推广。

对此，殷跃平建议，首先要聚焦青藏高原及周缘地区、云贵高原、秦巴山区、西北黄土高原、湘鄂桂山区、东南沿海山地丘陵等地灾高中易发区，这些地区有不少刚刚脱贫摘帽的贫困县、贫困村，不仅要避免因灾返贫，更要避免群死群伤重特大灾害的发生。二是要针对险情较大的地灾隐患及早部署，特别是单体地灾威胁30人以上、暂时无法实施工程治理或搬迁避让的地灾隐患，要确保实时掌握地灾发生发展过程。根据测算，今年可对3000处险情较大地灾隐患采用普适型设备进行监测。

此外，为保障监测预警数据采集、传输、处理、分析各环节标准统一，还应注意将现有监测预警信息示范平台与普适型设备同步推广应用。深化机制建设与组织保障，充分发挥地方政府地灾防治主体责任，构建地方政府、省（区、市）自然资源厅（局）、地灾防治技术支撑单位、市县级自然资源管理部门和设备研发生产单位等共同实施、多级联动的工作机制等。

殷跃平同时坦言，作为新型技术设备，普适型监测预警技术研发面临重重挑战。如：试用时间短，未经受长期、复杂气象条件的考验，有些问题可能还没有暴露出来；引导企业加快产品标准化、批量化和工程化生产仍需要一个过程；智能化预警模型还需要进一步探索；核心技术自主化仍需要加强等等。下一步重点工作，将抓住核心预警预测功能集中攻关，为更大范围推广应用做好准备。

五一节前夕，好消息频频传来：一则，由中国地质调查局地质环境监测院起草的《地质灾害专群监测预警技术指南（试行）》与《地质灾害监测通讯技术要求》，作为自然资源部地灾防治三年行动方案下发各省参照执行。这两部技术要求可指导和规范崩塌、滑坡和泥石流等地灾隐患的专群结合监测预警工作，有利于提高地方防灾避险能力。二则，“滑坡崩塌灾害普适型智能化实时监测预警仪器研发”国家重大专项获批，该项目的实施将推动我国防灾减灾体系的标准化和技术进步，推动地灾监测预警技术装备产业化发展，为我国地灾三年行动实施提供支撑。

据了解，为应对地灾风险，2020年全国汛期地灾防治工作视频会议强调，要加快普适型监测预警仪器设备集成研发和试用，进一步强化预警科学性、及时性、准确性。四川、湖南、甘肃、贵州陆续发文，明确今年逐步开展普适型监测设备试点建设工作。重庆市确定将以分类分级方式，对已查明的所有隐患点推进普适型设备的安装与自动监测。业内人士指出，随着新一轮1∶5万调查和风险评价、1∶1万精细化调查开展，不仅会找到更多地灾隐患点，而且“找”的过程还可能会引入普适型新技术手段。

可以预见，未来普适型监测预警设备将与合成孔径雷达测量、高分辨率卫星遥感、无人机遥感、机载激光雷达测量等多种新技术手段，形成天空地一体化作战方式，在地灾防治工作中发挥更好的作用，守护群众的生命财产安全。

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地灾普适型监测预警设备

■特点

运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、安装快捷、维护方便、智能预警

■六种设备

普适型雨量计：采用新型光电式、压电式传感器，体积小，维护简单。

土壤含水率计：无须标定，探测范围大，采用多参数一体化设计，尺寸小，可在15分钟内完成安装。

裂缝计：加大量程、窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低50%，对于加速变形阶段的采集能力明显提升。

普适型GNSS：将监测精度由毫米级调整为亚厘米级，增加一体化预埋箱方式，运行功耗与综合成本显著降低。

倾角计和振动加速度计：内置电池可不间断供电2~3年，已形成微芯桩、变形桩等多参数一体化监测预警设备，易安装易维护。