動植物在地質(zhì)災害發(fā)生前常會有異常表現(xiàn),而眾靈之長的人類,卻似乎喪失了對自然災害的天然預測能力。因此,人類從未放棄借助外力對地質(zhì)災害做出預測。時至今日,空間技術的發(fā)展加強了人類對自然的觀測能力,如遙感技術、合成孔徑雷達干涉測量技術、無人機等。如果能把先進的空間技術運用到地質(zhì)災害的預測中,將會大大提高地質(zhì)災害的觀測和預防水平。
合成孔徑雷達干涉測量技術(InSAR)是新近發(fā)展起來的空間對地觀測技術。它是以同一地區(qū)的兩張SAR圖像為基本處理數(shù)據(jù),通過求取兩幅SAR圖像的相位差,獲取干涉圖像,然后經(jīng)相位解纏,從相位中獲取地形高程及其形變的空間對地觀測新技術。
長安大學地質(zhì)工程與測繪學院測繪科學系副主任趙超英教授10余年來潛心研究InSAR技術在地質(zhì)災害監(jiān)測方面的應用,為大型工程設計與施工、地理國情監(jiān)測和地質(zhì)災害研究提供了及時有效的技術支撐。
“我是一個幸運的人”
趙超英與地質(zhì)測量的結緣十分偶然。
上個世紀70年代,教育資源稀缺且分布不均,出身農(nóng)村的趙超英在大學之前可以接觸到的知識僅僅來自課本。對于當時的他而言,“只要能上大學就行”,為求保險,他選擇了冷門的地質(zhì)測量專業(yè)。“興趣是后來培養(yǎng)起來的”,趙超英表示,他屬于“干一行愛一行”的人。
大學期間,趙超英接觸到了豐富的知識,眼界開闊的同時,也認識到了自己的不足。于是,他不斷給自己充電,如饑似渴地吸收知識,不斷開發(fā)自己的潛力。“這一點對我這么多年做科研非常有幫助?!敝敝两袢?,身為研究生導師的趙超英依然手不釋卷,少年時期知識的匱乏反而使他的學習熱情愈加強烈。
趙超英評價自己“是一個幸運的人”:本科畢業(yè)時正逢母校申請到碩士點,成為了母校第一批碩士研究生;碩士期間因表現(xiàn)優(yōu)異而留校任教;留校一年后又成為母校第一批博士研究生。的確,在人生道路上的三個關鍵點上,趙超英看起來很幸運。但仔細一想,機會總是留給有準備的人,這“幸運”卻又在意料之中了。
愛默生曾經(jīng)說過:“一心向著目標前進的人,整個世界都給他讓路?!闭嬉f“幸運”的話,可能趙超英最大的幸運就在于遇到了導師張勤教授——張勤老師既是趙超英的研究生導師,也是其科研引路人。碩士期間,趙超英在張教授的指導下,到武漢大學進行調(diào)研,同時在陜西測繪局、西安測繪研究所等單位查閱文獻資料,最終完成研究地殼形變場擬合的碩士論文。博士期間,趙超英在張教授的支持下,轉(zhuǎn)為研究新型雷達技術在地質(zhì)災害方面的應用,并憑借在香港理工大學1年的研究助理的學習,加上美國地質(zhì)局路中教授的技術與數(shù)據(jù)支持,最終順利完成研究領域的轉(zhuǎn)變,其博士論文還被評為陜西省“優(yōu)秀博士論文”。在張教授的建議下,趙超英還前往美國地質(zhì)調(diào)查局進行了1年的博士后工作,期間發(fā)表了4篇論文,為其深入InSAR國際前沿的最新研究,產(chǎn)生了重要的影響。
現(xiàn)在,趙超英已經(jīng)是長安大學地質(zhì)工程與測繪學院最年輕的教授。作為教育部創(chuàng)新團隊的核心成員,他參與1項“973”項目、4項國家自然科學基金項目、30余項省部級和企事業(yè)單位合作項目,先后發(fā)表學術論文70余篇,其中SCI檢索20篇,被引用300余次,參與編寫行業(yè)規(guī)范4部、專著1部,并擔任10余個SCI期刊通訊審稿。2014年,趙超英獲得第一屆陜西省“測繪青年科技”獎,2015年又被評為西安市“五四青年”。這一切,使他成為青年學者的勵志榜樣。就像他一直以來秉承的理念,“做好自己的事,不要想著和別人攀比。堅持之后,驀然回首,別人已在你的身后?!?/p>
希望工作“越做越少”
趙超英說,從事地質(zhì)災害監(jiān)測研究的目的,就是希望通過努力,提高國家的災害研究水平,盡量減少地質(zhì)災害。“其實我們最希望的是這方面工作可以越做越少。如果能通過我們的工作,哪怕減少一兩次災害,我們的工作就是有意義的?!?/p>
2005年至今,趙超英潛心研究新型InSAR技術及其用于多類地質(zhì)災害監(jiān)測的理論與技術問題。他以地質(zhì)災害研究為目標,挖掘InSAR技術的潛力,將地質(zhì)災害問題與大地測量新技術有機結合,逐步形成自己的學術特色,為地理國情監(jiān)測、地質(zhì)災害研究和防治提供了及時有效的技術支撐。
趙超英的研究具有四方面的特色:其一,他系統(tǒng)研究了緩變型地面沉降InSAR監(jiān)測理論技術方法,并建立了相應的數(shù)據(jù)處理、精度評定和成果表達體系,研究成果已編入地面沉降監(jiān)測行業(yè)規(guī)范;其二,他首次將InSAR技術用于地裂縫災害探測與高精度監(jiān)測中,獲取了西安和太原盆地地裂縫時間序列以及二維形變成果;其三,他系統(tǒng)研究了InSAR技術對多類地質(zhì)環(huán)境條件下崩滑流災害的探測、監(jiān)測與機理分析;其四,他融合SAR偏移量技術和干涉技術系統(tǒng)研究了采礦塌陷災害的調(diào)查與大形變梯度監(jiān)測。
趙超英說,他目前的研究成果主要體現(xiàn)在兩方面。“一方面主要是對地面沉降結果的恢復。以汾渭盆地為例,通過InSAR技術把1992年到2015年間多個時間段的地面沉降結果都恢復出來,這個結果在各省市的國土規(guī)劃,城市建設等方面都有應用。一些建筑物、道路、地鐵的設計與施工等會根據(jù)該成果進行參考。另外一方面是對崩塌、滑坡、泥石流等的探測。以前地質(zhì)探測采取的方法是光學遙感影像,需要專業(yè)技術人員的經(jīng)驗,且誤判率比較高,需要專業(yè)隊伍去野外調(diào)查,作業(yè)強度比較大?,F(xiàn)在我們把它當作潛在的災害去研究,應用得比較成功,國內(nèi)目前主要在黃土高原和西南山區(qū)等地的滑坡進行推廣?!?/p>
趙超英所在的團隊由張勤教授領頭,現(xiàn)在有11位教師,10多個博士,二三十個碩士。趙超英笑稱,團隊這么大是因為“凝聚力強,大家來了就不愿意走了”。在這個團隊中,大家都有自己所擅長的工作,每個人都能為集體發(fā)揮作用,“這是最好的狀態(tài)”。
除了目前在研的項目,趙超英帶領的團隊計劃從2016年開始,將重點轉(zhuǎn)移到三峽庫區(qū)和金沙江庫區(qū),關注流域災害的問題?!皫靺^(qū)的大壩每年水位的變化有幾十米甚至上百米,我們要研究水位變化對庫區(qū)、庫岸的坡體,甚至對移民城鎮(zhèn)的穩(wěn)定性有什么影響?!?/p>
“凡人名言”不怕苦
趙超英十多年來扎根教學一線,在探索科研之外,也為教育無悔付出。桃李不言,下自成蹊。作為一名教師,他愛崗敬業(yè),先后3次被評為長安大學“優(yōu)秀教師”。作為測繪系副主任,他先后組織開展了“測繪講壇”“博士論壇”等學術活動,在系里營造了濃厚的學術氛圍。
趙超英極為重視教學與人才培養(yǎng)。他認為,中國幅員遼闊,地質(zhì)災害眾多,一個人的力量是有限的,根本顧及不過來,要培養(yǎng)更多的專業(yè)人才?!拔覀兿得磕暧衅甙耸畟€研究生,如果把他們都培養(yǎng)得很優(yōu)秀,對這個領域的發(fā)展將起到巨大的作用。”他補充道。
“每個學生從碩士入門,我都會給他們建立一個電子檔案,每次他們提交給我的工作進展都會記錄在案。平時我會給他們一些讀書的建議,在每周讀書會上互相討論。我自己精力比較充足,管得比較細,他們研究項目的每個步驟我都了然于心?!碧峒昂蛯W生的關系,趙超英信心十足:“我對學生是嚴,但是學生還是比較喜歡我的,因為都知道我是為了他們將來過得更好?!?/p>
趙超英笑言自己是個平凡人,但也總結了很多“凡人名言”。他教導學生要堅定研究方向,“如果你知道自己往哪個方向去,所有人都會為你讓路;但如果你不知道自己往哪個方向去,那么所有的風都是逆風?!?/p>
提到科研的艱苦,趙超英興味盎然地說:“說到‘苦,怕苦就會苦一輩子,不怕苦只會苦半輩子?!彼忉尩溃骸叭绻吹揭粋€東西覺得太苦了,就想拖一拖、推一推、避一避,那你一輩子都是這樣的。因為人生總是有苦,困難總是存在的。但如果不怕苦,熬過了這段苦之后,吃苦的能力就提高了,很多在其他人看來是困難的事情在你看來就不再是困難了。”
趙超英的“不怕苦”,讓他成為了“平凡中的不平凡”。在他的指導下,相信會有更多優(yōu)秀的學者脫穎而出,為地質(zhì)災害監(jiān)測事業(yè)添磚加瓦。