熊盛青院士川大开讲:给地球做“CT”,航空物探如何为防灾减灾“找病灶”

熊盛青院士川大开讲:给地球做“CT”,航空物探如何为防灾减灾“找病灶”

9月22日,四川大学灾后重建与管理学院综合减灾学术沙龙迎来了一位特殊的讲者。中国工程院院士、中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家熊盛青以“航空物探遥感在防灾减灾中的应用”为题,为川大师生带来了一场关于“透视地球”的学术讲座。

这也是四川大学建校130周年学术月系列活动的组成部分之一,该学术月以“发展校庆、学术校庆、校友校庆、文化校庆”为定位,推出了130余场学术报告与文化活动。

▲熊盛青院士在活动现场

“上天不易,入地更难”

航空物探破解“透视”地球难题

“我们地球的赤道半径大概是6380公里,但人类打得最深的钻井不过12000多米,不足地球平均半径的千分之二。如果把地球比作一个鸡蛋,我们连鸡蛋壳都还没有钻透。”熊盛青在讲座中用这样一组数据开场,直指地球深部探测的核心难题。

他先从大家比较熟悉的遥感技术说起。遥感,就是把专业相机装载在卫星或飞机上,给地球“拍照”,通过对地球进行系统的观测和监测,构建数字地球。如今,数以千计的遥感卫星像“天眼”一样,时刻看护着我们的地球,在支撑服务自然资源管理、生态环境保护、自然灾害预警监测等方面发挥着重要作用。

然而,遥感的特长是观测地球表面,如何能够快速“透视”地球呢?在熊盛青看来,航空物探正是破解这一难题的“利器”。这项技术将地球物理探测仪器装载在固定翼飞机、直升机或无人机等航空器上,从空中探测地球磁场、电磁场、重力场等物理场的变化,既能探寻地下矿产资源,又能揭示地质构造奥秘。他用医院诊疗过程作比喻:“我们的工作就像给地球做体检和看病。先采集数据,相当于拍X光、做CT;然后处理数据、发现异常,相当于找病灶;专家解释异常,相当于医生诊断病因;最后到地面验证取样,才算是做了‘外科手术’确认病情。”

这个比喻看似轻松,却精准地勾勒出一套极为复杂的科学流程。从数据采集到信息提取,从异常识别到地质解释,每一步都依赖多学科知识的交叉融合。正如熊盛青所言,航空物探被誉为现代化地质调查的“空军”和新质生产力,其意义远不止于技术本身,而是关乎国家资源安全与人民生命财产安全的战略能力。

▲活动现场

从“跟跑”到“并跑”:

一条被逼出来的自主创新之路

作为重要的现代化高科技手段,航空物探技术一直是各国科技实力比拼的热点。据熊盛青介绍,我国的航空物探技术经历了相对坎坷的发展历程。

第一代技术始于20世纪50年代,在苏联援助下起步,解决了“有和无”的问题。第二代技术伴随改革开放启动,以引进消化吸收再创新为路径,进入高精度测量阶段。

真正实现质变的是第三代技术体系。熊盛青回忆道,本世纪初,他牵头联合国内60多家单位开展自主研制,历经十余年攻关,实现了航空物探核心仪器与软件的国产化。“航空重力仪方面,美国、加拿大长期对中国实行出口限制甚至禁运,我们通过这么多年的技术攻关自己实现了突破。”

这句话背后,是一段并不轻松的突围史。20世纪八九十年代,我国主要的航空物探仪器装备还要依靠进口,“投入巨资、费尽周折才引进的设备,在国外却不是最先进的,甚至是即将淘汰的”,这种被动局面倒逼出了一条自主创新的道路。熊盛青团队提出了优于国外的“捷联+稳定平台式”航空重力仪设计方案,解决了高动态干扰环境对重力测量精度影响大等系列难题,研制出了国内首台航空重力仪。

如今,我国已建立起全地域、多尺度、高精度的航空综合勘查技术体系,打破了国外关键技术垄断,实现了从进口到国产的跨越。从“跟跑”到“并跑”再到部分领域“领跑”,这条路上凝结的不仅是技术突破,更是一种“没有退路,那就创造条件上”的精神底色。据悉,熊盛青团队还开发了国内首套航空地球物理软件平台“地学探针GeoProbe”,目前已迭代至5.0版本,并向高校免费开放使用。

从西藏高原到巴蜀山川:

技术的落地与延伸

技术突破的意义,最终要落到实际应用中去。60多年来,我国依据航空物探异常发现的矿床数以千计,全国约80%的矿产都是通过航磁异常发现的。1959年大庆油田发现总结大会的九条经验中,第一条就提到了航空磁力技术的贡献。

在应用层面,熊盛青还重点介绍了“星-空-地-井”协同勘查技术体系——通过卫星快速选定远景区域,利用航空物探确定靶区,再用地面方法和钻探实现找矿突破。这一体系已在西藏富铁多金属矿勘探中取得显著成效,对四川复杂地质条件下的防灾减灾同样具有广阔的应用前景。

事实上,中国自然资源航空物探遥感中心近年来已深度参与四川的地质灾害防治工作。在泸州乌蒙山区冬春季地质灾害排查中,中心专家分享了航空遥感、机载雷达与无人机倾斜摄影测量等技术在地质灾害排查中的应用实践,针对区域地质灾害孕灾背景和成灾机理提出了防控对策建议。在滑坡隐患识别领域,InSAR等干涉雷达技术已成为最主要的发展方向之一,能够识别潜在的地质灾害隐患,为防灾减灾提供靶区。

谈到技术发展的前景,熊盛青表示,航空物探正在向无人机集群和智能化的方向演进,“我们希望新一代技术能够更精细、更智能,在防灾减灾中发挥更大作用。”

据悉,熊盛青与四川的缘分,远不止于这一场讲座。1983年,他从成都地质学院(现成都理工大学)毕业,此后40余年扎根航空物探领域,从一名普通工程师成长为我国第三代航空地球物理探测技术体系的主要创建者。

讲座尾声,面对后辈“40余年如一日,怎么永葆工作热情”的提问,熊盛青的回答很朴素:“以前我也遇到过不喜欢但必须要做的事,我就发现抱着不喜欢的心态去做,成果是一定会有影响的。那既然别别扭扭也是干,高高兴兴也是干,那为什么不高高兴兴做呢?”

这句朴素的话,或许正是他40余年扎根航空物探领域最真实的注脚。这场讲座,也不仅仅是一次技术的科普,更是一代中国科技工作者精神脉络的传递——在四川大学130周年华诞之际,这样的讲述恰如其分,因为有着130年办学历史的川大的学术传统,本就与这片土地上的人民命运紧密相连。

红星新闻记者 张瑾 沙西雪儿

编辑 潘莉