孟令奎 ，蔡 陽

（1. 武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079)2. 水利部信息中心，北京 100053）

水是人類生命的起源，是生活生產(chǎn)必備要素，是生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)組成。趨水利、避水害一直是人類生產(chǎn)生活的主軸之一，河清海晏、水潤萬物成為無數(shù)先賢的理想。我國空間降水量呈現(xiàn)東南多雨、西北干旱的大格局。由于自然地理、季風(fēng)氣候條件和河流流向影響，我國成為了各種水旱災(zāi)害多發(fā)的國家。歷史統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國平均 2 a 就會各出現(xiàn)一次嚴(yán)重的洪災(zāi)和旱災(zāi)。洪澇災(zāi)害歷來是中華民族的心腹之患，干旱災(zāi)害一直是我國糧食安全的首要威脅[1]。根據(jù)國家防汛抗旱總指揮部與水利部聯(lián)合發(fā)布的《中國水旱災(zāi)害公報(bào)（2016）》和國家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站提供的 GDP 數(shù)據(jù)資料，1990—2016 年洪澇災(zāi)害年均直接經(jīng)濟(jì)損失 1 481.62 億元，占同期 GDP的 0.60%；2006—2016 年干旱災(zāi)害年均直接經(jīng)濟(jì)損失 922.71 億元，占同期 GDP 的 0.19%[2]。就經(jīng)濟(jì)損失來看，水旱災(zāi)害無疑是我國第一大自然災(zāi)害，其損失遠(yuǎn)超其他自然災(zāi)害的損失之和，已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。

1 防汛抗旱概述

新中國成立以來，黨中央、國務(wù)院高度重視防洪抗旱工程建設(shè)，大規(guī)模建成了許多江河治理和抗旱工程。自 1998 年以來，隨著國家對水利事業(yè)投入的不斷加大，基本形成了一整套防洪抗旱減災(zāi)體系，為保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。然而，隨著全球氣候變化加劇導(dǎo)致的極端天氣事件頻發(fā)多發(fā)，對國家防災(zāi)減災(zāi)能力提出了更高要求。習(xí)近平總書記 2018 年 4 月25 日在考察長江時(shí)強(qiáng)調(diào)，水患仍是我們面對的最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，要認(rèn)真研究在實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)的進(jìn)程中，防災(zāi)減災(zāi)的短板是什么，要拿出戰(zhàn)略舉措。

目前，我國防汛抗旱信息的采集主要依靠布設(shè)在江河湖庫上的水文站網(wǎng)，以及分散在田間地頭的土壤墑情監(jiān)測站，冰凌信息則主要依靠沿岸巡守觀測。由于洪澇、干旱和冰凌等水災(zāi)害信息具有高維的時(shí)空變異性，使用此類地面觀測方法，難以滿足長時(shí)間、持續(xù)、大范圍和精準(zhǔn)觀測的需求，更不能滿足突發(fā)涉水事件時(shí)的應(yīng)急需求，因此需要擴(kuò)展其他觀測手段。以干旱監(jiān)測為例，我國主要依靠分布在田間的土壤墑情測站采集土壤墑情，或者利用氣象站點(diǎn)獲取降水?dāng)?shù)據(jù)評估區(qū)域干旱[3]。這些方法主要通過獲取點(diǎn)上信息實(shí)現(xiàn)干旱監(jiān)測與評估，雖然單點(diǎn)精度高，但就整體來看仍存在著監(jiān)測站點(diǎn)密度不足、點(diǎn)狀信息空間代表性差等缺陷，難以滿足大面積干旱分析和抗旱及災(zāi)后評估的需求。

遙感監(jiān)測特別是衛(wèi)星遙感監(jiān)測具有觀測范圍廣、監(jiān)測周期短、獲取資料及時(shí)、可全天候全天時(shí)工作等特征，是地面監(jiān)測的重要補(bǔ)充，將其用于防汛抗旱的水利監(jiān)測，可以快速、大范圍、長時(shí)序地獲取水要素信息，既拓展了遙感應(yīng)用領(lǐng)域，又促進(jìn)了水利信息技術(shù)發(fā)展。兩者的密切結(jié)合和深度融合，可以為防汛抗旱工作提供全新的技術(shù)手段和決策依據(jù)，是對傳統(tǒng)防汛抗旱工作的模式變革。進(jìn)入新世紀(jì)以來，遙感技術(shù)已經(jīng)成為防汛抗旱和突發(fā)涉水事件監(jiān)測和預(yù)警不可或缺的重要技術(shù)。水利和遙感在學(xué)科領(lǐng)域正在向縱深方向融合，在生產(chǎn)領(lǐng)域不斷交叉碰撞出新的服務(wù)和產(chǎn)品需求[2]。

2 防汛抗旱特點(diǎn)及對高層次人才的要求

2014 年習(xí)近平總書記提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時(shí)期治水方針[4]，并強(qiáng)調(diào)要善用系統(tǒng)思維統(tǒng)籌水的全過程治理，分清主次、因果關(guān)系，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是節(jié)水，從觀念、意識、措施等各方面都要把節(jié)水放在優(yōu)先位置。這一方針為對水的觀測、研究、管理和保護(hù)指明了方向，也提出了新的課題?！爸嗡叵鹊闷淝?，窮其致”，按照新時(shí)期治水方針，隨著國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程、山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、中小河流水文測報(bào)、國家水資源監(jiān)控能力等項(xiàng)目的建設(shè)[5]，采取綜合手段獲得準(zhǔn)確、可靠、全面的水文水情信息，將為全國防汛抗旱工作提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

2.1 防汛抗旱業(yè)務(wù)特點(diǎn)

防汛抗旱分為災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后 3 個(gè)階段，各階段業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)：

1）災(zāi)前。日常業(yè)務(wù)化監(jiān)測，利用全國地面監(jiān)測站點(diǎn)獲取水、雨情和墑情信息，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取全國范圍的遙感影像，進(jìn)行長時(shí)間序列的數(shù)據(jù)分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)疑似旱情或洪澇時(shí)，利用更高分辨率的遙感影像進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，并做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測評估。

2）災(zāi)中。常規(guī)檢測與應(yīng)急監(jiān)測，通過跨領(lǐng)域、跨部門的協(xié)調(diào)聯(lián)動和信息共享機(jī)制，獲取多源遙感影像和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，快速確定災(zāi)害位置、范圍，填補(bǔ)災(zāi)害發(fā)生初期經(jīng)常出現(xiàn)的信息空白，并實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的動態(tài)跟蹤監(jiān)測和評估，為抗災(zāi)減災(zāi)和動員社會力量提供決策依據(jù)信息，最大限度地減輕災(zāi)害損失。

3）災(zāi)后。持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測，建立核災(zāi)手段，利用實(shí)時(shí)、基礎(chǔ)、地面監(jiān)測等信息，對洪水影響和干旱災(zāi)害損失進(jìn)行綜合影響分析，為災(zāi)后重建和恢復(fù)生產(chǎn)提供信息支持。

2.2 防汛抗旱技術(shù)特點(diǎn)

防汛抗旱是一項(xiàng)時(shí)效性和準(zhǔn)確性要求高的業(yè)務(wù)，技術(shù)復(fù)雜、綜合程度高，涉及水利、測繪、遙感、計(jì)算機(jī)、通信、地理信息系統(tǒng)等學(xué)科和領(lǐng)域。測繪、遙感和 GIS 技術(shù)在大范圍數(shù)據(jù)快速獲取，水利設(shè)施設(shè)備精準(zhǔn)定位，水文水資源智能空間分析，物理現(xiàn)象反演和空間數(shù)據(jù)管理等方面具有獨(dú)到優(yōu)勢；水利學(xué)科為防汛抗旱提供基礎(chǔ)的水動力、水文等模型，為洪水預(yù)報(bào)和旱情監(jiān)測提供可靠的模型支持；計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)可以為防汛抗旱大數(shù)據(jù)提供高性能計(jì)算，分布式存儲，并行傳輸和快速分發(fā)服務(wù)。

2.3 防汛抗旱人才要求

防汛抗旱業(yè)務(wù)和技術(shù)特點(diǎn)表明，單一學(xué)科或單項(xiàng)技術(shù)難以支撐防汛抗旱業(yè)務(wù)，需要多種學(xué)科、領(lǐng)域、技術(shù)的有機(jī)集成和協(xié)同支持。這就需要培養(yǎng)面向防汛抗旱要求的擁有多學(xué)科交叉背景的高層次復(fù)合型人才，需要打造服務(wù)于防汛抗旱的技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，能夠不斷地鉆研、攻克防汛抗旱中的技術(shù)難題，包括洪水預(yù)報(bào)模型、大數(shù)據(jù)挖掘、智能分析等科學(xué)問題，完成水利遙感數(shù)據(jù)和服務(wù)產(chǎn)品等生產(chǎn)任務(wù)，并在抗災(zāi)時(shí)提供高效高質(zhì)量的應(yīng)急服務(wù)。

3 產(chǎn)教融合高層次人才培養(yǎng)模式探討

產(chǎn)教融合高層次復(fù)合型人才主要包括博士和碩士2個(gè)層次，在形成培養(yǎng)理念、制定培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)施培養(yǎng)過程中，應(yīng)緊密結(jié)合新時(shí)期國家治水方針和我國防汛抗旱業(yè)務(wù)實(shí)際，體現(xiàn)讓行業(yè)成為重要辦學(xué)主體、讓行業(yè)需求成為主要研究方向的產(chǎn)教融合的核心理念，突出多學(xué)科交叉和多技術(shù)融合特點(diǎn)，強(qiáng)化創(chuàng)新思維訓(xùn)練和應(yīng)用實(shí)踐能力提高[6–7]。

3.1 培養(yǎng)理念

對于不同層次的人才培養(yǎng)應(yīng)采取不同的培養(yǎng)理念，逐步形成了碩士“以就業(yè)為導(dǎo)向的實(shí)踐能力培養(yǎng)”、博士“以創(chuàng)新為導(dǎo)向的綜合素質(zhì)培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)理念[8]。以就業(yè)為導(dǎo)向，要求培養(yǎng)的碩士生必須符合國家目標(biāo)和社會需要，符合技術(shù)發(fā)展趨勢，為此應(yīng)在深入了解國家目標(biāo)基礎(chǔ)上加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)，使得研究生的專業(yè)素質(zhì)、技術(shù)水平、工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力等滿足需要和發(fā)展潮流，具有長久生命力和持續(xù)競爭力。以創(chuàng)新為導(dǎo)向，是指創(chuàng)新應(yīng)作為整個(gè)博士階段的主要抓手，包括理念、方法、模式、理論、技術(shù)等創(chuàng)新，以創(chuàng)新為導(dǎo)向獲得的綜合素質(zhì)和能力提升有更廣泛的適應(yīng)性，是人才內(nèi)涵式發(fā)展的關(guān)鍵。

3.2 培養(yǎng)目標(biāo)

以治水需求特別是防汛抗旱業(yè)務(wù)為目標(biāo)，培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的水利、遙感、測繪、計(jì)算機(jī)交叉背景，以及創(chuàng)新思維和綜合應(yīng)用能力的高層次、復(fù)合型人才。

這一目標(biāo)是在博士生和碩士生的已有培養(yǎng)目標(biāo)基礎(chǔ)上，根據(jù)防汛抗旱業(yè)務(wù)對人才的高要求制定的。具體而言，就是要堅(jiān)持“思想政治正確、社會責(zé)任合格、理論方法扎實(shí)、技術(shù)應(yīng)用過硬”的全面育人觀，具有國際學(xué)術(shù)視野，了解國家治水需求，熟悉防汛抗旱流程，掌握多學(xué)科交叉研究方法，擁有良好的科學(xué)思維和科研習(xí)慣，受到充分的工程實(shí)踐訓(xùn)練，具有濟(jì)民于天下的責(zé)任意識和優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)合作品質(zhì)，人文情懷濃厚，寫作能力優(yōu)良，遵守法律法規(guī)、職業(yè)道德和工程倫理規(guī)范。

3.3 培養(yǎng)過程與手段

針對研究生生源多來自計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、測繪工程、遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)、地理國情監(jiān)測、數(shù)學(xué)等不同的學(xué)科和專業(yè)，在制定培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，除了必選的學(xué)位課和方向必修課，還要根據(jù)不同專業(yè)背景選修一些與水利、人文、倫理相關(guān)的課程，從而奠定必要的理論基礎(chǔ)，重構(gòu)知識體系。

在理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，結(jié)合防汛抗旱業(yè)務(wù)開展技術(shù)儲備和攻關(guān)工作，特別是結(jié)合一些水利監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，鍛煉編程開發(fā)和數(shù)據(jù)處理能力，訓(xùn)練從生產(chǎn)任務(wù)中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題的能力，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式。在生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過建立聯(lián)合培養(yǎng)基地，以及基地確立的培養(yǎng)目標(biāo)和任務(wù)，開展理論與實(shí)踐相結(jié)合、教育與生產(chǎn)相融合的工作，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)防汛抗旱的技術(shù)難題，根據(jù)所學(xué)知識提出解決思路，將形成的解決方法用于實(shí)踐，加以檢驗(yàn)和修正完善[9]。事實(shí)證明，這種聯(lián)合培養(yǎng)和融合教育在人才的知識結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能力提升、品格錘煉、責(zé)任意識形成等方面具有顯著成效。

4 研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)高層次人才培養(yǎng)目標(biāo)，為國家防汛抗旱事業(yè)不斷注入新鮮力量和引進(jìn)現(xiàn)代化信息技術(shù)，不斷提高防汛抗旱決策科學(xué)性和時(shí)效性，堅(jiān)持“服務(wù)需求，提高質(zhì)量”，水利部與武漢大學(xué)自 2003 年以來開展聯(lián)合培養(yǎng)研究生工作。雙方發(fā)揮各自優(yōu)勢，促進(jìn)了水利信息化技術(shù)的科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新，在實(shí)踐中培養(yǎng)高層次專業(yè)人才，共同促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，合作共贏，真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)教融合。

4.1 培養(yǎng)基地成立

在多年合作基礎(chǔ)上，雙方于 2015 年 4 月正式簽訂培養(yǎng)協(xié)議，成立武漢大學(xué)研究生培養(yǎng)基地，掛靠在水利部信息中心?；匾运啃畔⒅行模ㄋ乃Y源監(jiān)測預(yù)報(bào)中心）、武漢大學(xué)、河海大學(xué)、長江水利委員會、黃河水利委員會等為依托，以國家治水需求為目標(biāo)，以重大水利信息化工程為抓手，開展多單位聯(lián)合培養(yǎng)工作。制定了規(guī)章制度，主要包括：聯(lián)合培養(yǎng)實(shí)踐基地?cái)?shù)據(jù)使用規(guī)定、應(yīng)急保障工作要求、保密工作要求、交流與匯報(bào)暫行管理辦法等，以及資助體系、激勵(lì)體制、資源共享和人身安全方面的規(guī)定。

基地培養(yǎng)實(shí)行雙導(dǎo)師制，校內(nèi)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)引導(dǎo)科研、學(xué)術(shù)方向，校外導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)基地日常管理、專業(yè)實(shí)踐和學(xué)科交叉訓(xùn)練指導(dǎo)、新技術(shù)引導(dǎo)、實(shí)踐指導(dǎo)等，雙方導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)密切聯(lián)系，共同制定培養(yǎng)方案，商討確定研究和實(shí)踐內(nèi)容。

基地建立了網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)存儲環(huán)境，與中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心簽訂遙感影像使用合同，建立了專網(wǎng)數(shù)據(jù)通信，每天可以獲取高分影像，海量數(shù)據(jù)存儲環(huán)境實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化存儲，由專用服務(wù)器和Platform 網(wǎng)格平臺構(gòu)成的高性能計(jì)算環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速計(jì)算分析，并建立了設(shè)備、設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)升級更新制度。

實(shí)踐環(huán)境除了基地本地的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)和遙感影像應(yīng)用環(huán)境外，還建立了人民勝利渠灌區(qū)、鄱陽湖流域、洞庭湖流域、太湖流域及黃河冰凌區(qū)域的觀測與數(shù)據(jù)采集環(huán)境。長江水利委員會、黃河水利委員會為基地提供了針對兩大河流的成果應(yīng)用環(huán)境。

基地的成立為開展產(chǎn)教融合高層次人才培養(yǎng)奠定了機(jī)構(gòu)、制度、環(huán)境和應(yīng)用的基礎(chǔ)。

4.2 業(yè)務(wù)實(shí)踐

基地開展的主要工作是基于衛(wèi)星遙感的水利業(yè)務(wù)化和應(yīng)急監(jiān)測，特色鮮明，是武漢大學(xué)示范性研究生實(shí)習(xí)實(shí)踐基地。一支在基地中誕生的水利遙感團(tuán)隊(duì)，針對常態(tài)化運(yùn)行的國產(chǎn)民用環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星、資源三號、高分系列衛(wèi)星等，開展從影像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收、質(zhì)量控制、預(yù)處理、網(wǎng)間分發(fā)，到初級、再處理和專題產(chǎn)品生產(chǎn)的業(yè)務(wù)化流程，改造和優(yōu)化遙感影像自動化處理算法，研制地表水體、冰凌和旱情等方面的水利遙感監(jiān)測模型，實(shí)現(xiàn)水利核心業(yè)務(wù)常態(tài)化、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行。與此同時(shí)，在洪澇、干旱等涉水災(zāi)害，以及地震、泥石流、山體滑坡引發(fā)堰塞湖和水利工程損毀等次生災(zāi)害時(shí)，能夠第一時(shí)間響應(yīng)災(zāi)情、持續(xù)監(jiān)測災(zāi)情變化、及時(shí)上報(bào)第一手資料，準(zhǔn)確把握災(zāi)害發(fā)展態(tài)勢。應(yīng)急監(jiān)測能力為歷次突發(fā)涉水事件應(yīng)急處置和科學(xué)決策提供了關(guān)鍵支持，在減輕人民生命財(cái)產(chǎn)損失方面做出了重要貢獻(xiàn)，取得了顯著的防洪減災(zāi)效益。

4.3 科技攻關(guān)

水利遙感團(tuán)隊(duì)始終站在遙感防汛抗旱第一線，完成了大量科技攻關(guān)任務(wù)，攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，支撐了業(yè)務(wù)化和應(yīng)急監(jiān)測工作。他們有機(jī)會直接參與國家重大信息化工程“國家防汛抗早指揮系統(tǒng)”（十二金之一）、水利信息化建設(shè)龍頭工程“國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目”（2011 年中央一號文件列入）、高分對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)（民用部分）“高分水利遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)（一期）”、水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“衛(wèi)星遙感水利應(yīng)用機(jī)理及數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究”、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“國家水資源立體監(jiān)測體系與遙感技術(shù)應(yīng)用”等國家計(jì)劃項(xiàng)目。這些項(xiàng)目的開展極大地鍛煉了研究生的科研、創(chuàng)新、寫作、合作等能力，提高了社會責(zé)任和服務(wù)意識。尤其重要的是，研究成果直接服務(wù)于防汛抗旱業(yè)務(wù)，形成了成果服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐，實(shí)踐中對新反饋問題再進(jìn)行攻克這樣一種良性循環(huán)，始終保證了成果是先進(jìn)的、實(shí)用的，服務(wù)生產(chǎn)任務(wù)是及時(shí)的、有效的。

4.4 學(xué)術(shù)交流

學(xué)術(shù)交流是提高研究生學(xué)術(shù)能力、拓展學(xué)術(shù)視野、活躍學(xué)術(shù)氣氛的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在基地日常研究與實(shí)踐中，經(jīng)常開展各種形式的學(xué)術(shù)交流活動，例如與中國水科院、中國測繪科學(xué)研究院、國家基礎(chǔ)地理信息中心的專家交流，多次組織參加高端研討會，積極支持參加國際學(xué)術(shù)會議，組織參加北京市規(guī)劃相關(guān)培訓(xùn)，參觀北斗星通公司、騰訊等，通過交流，學(xué)習(xí)前沿技術(shù)，洞察前沿領(lǐng)域，把握行業(yè)發(fā)展方向。學(xué)術(shù)交流的另一條途徑是選派基地中的優(yōu)秀研究生申請出國留學(xué)，先后派出 7 位博士生、3 位碩士生留學(xué)，均已學(xué)成歸國。

4.5 思想政治教育

思想政治教育是一項(xiàng)帶有根本性、方向性的重要工作，關(guān)系到培養(yǎng)什么人的問題。基地十分注重研究生社會責(zé)任和奉獻(xiàn)精神的培育與熏陶，中共武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院委員會北京黨支部掛靠在本基地，充分發(fā)揮了基層黨組織的戰(zhàn)斗堡壘作用，健全了思想政治教育工作機(jī)制。2016 年 9 月，還自籌資金組織近 30 位研究生前往井岡山接受紅色革命傳統(tǒng)教育，參觀學(xué)習(xí)先烈英勇事跡，每位成員受到了極大震撼和深刻教育，“不忘初心奮勇攻關(guān)，紅軍精神代代相傳”“崇尚紅色信仰，打造過硬本領(lǐng)”成為他們響亮的口號，內(nèi)化為不怕犧牲、服務(wù)人民的不竭動力。

5 產(chǎn)教融合高層次人才培養(yǎng)成效與貢獻(xiàn)

5.1 出色完成各項(xiàng)監(jiān)測任務(wù)

近 5 a 來，水利遙感團(tuán)隊(duì)成功參與完成了 2013 年黑龍江特大洪水遙感監(jiān)測、2013 年山西洪洞曲亭水庫漏水事件監(jiān)測、2014 年云南魯?shù)榈卣鹧呷b感監(jiān)測、2016 年長江中下游洪水遙感監(jiān)測、2018 年金沙江和雅魯藏布江堰塞湖監(jiān)測、2010 年至今全國旱情監(jiān)測等多項(xiàng)任務(wù)。

1）典型案例一：云南魯?shù)榈卣稹５卣鸢l(fā)生在2014 年 8 月 3 日下午，事前毫無預(yù)兆。這次地震造成牛欄江紅石巖電站上游形成堰塞湖，嚴(yán)重威脅著下游安全。地震發(fā)生后，由于災(zāi)區(qū)情況十分復(fù)雜，無法獲知是否形成堰塞湖。

魯?shù)榈靥幧降?，地形?fù)雜且周邊分布多個(gè)水利設(shè)施，急需獲取地震輻射區(qū)域內(nèi)的震后現(xiàn)狀信息。地震發(fā)生后，水利遙感團(tuán)隊(duì)立即綜合災(zāi)前多期遙感影像、水利工程分布、地形地貌、行政區(qū)劃等及通過跨部門間信息共享獲取的地震烈度分布圖進(jìn)行快速分析，迅速獲取了震區(qū)不同影響范圍內(nèi)的水利設(shè)施分布狀況，并鎖定重點(diǎn)關(guān)注對象，及時(shí)提供給決策部門。

在獲取震區(qū)第一手的航拍影像后，立即進(jìn)行綜合處理，包括震區(qū)地表分類、水體提取和河道變化檢測，不到 1 h 便生成災(zāi)情解譯產(chǎn)品，掌握了堰塞體和堰塞湖的位置及大小，確認(rèn)了紅石巖電站位于該堰塞體上游，且湖水已漫過電站大壩，立即將這一情況呈報(bào)給國家防汛抗旱總指揮部和水利部，為應(yīng)急處置提供了關(guān)鍵的信息支撐。在后續(xù) 2 個(gè)多月的持續(xù)監(jiān)測中，對震區(qū)地面實(shí)測數(shù)據(jù)與系列影像綜合分析，產(chǎn)生了豐富的應(yīng)急監(jiān)測產(chǎn)品，主要包括堰塞體位置和規(guī)模、淹沒范圍及其變化、水位-面積-容積曲線、最大回水長度和范圍、潰壩影響分析等，為后期堰塞湖的處置提供了持續(xù)、可靠的信息支持。

2）典型案例二：曲亭水庫漏水事件。2013 年2 月 15 日，春節(jié)剛過，山西省曲亭水庫輸水洞頂垮塌，發(fā)生漏水，庫容為 1 900 萬 m3的水庫幾近干涸，壩體塌陷長度近 300 m，影響了鐵路南同蒲線、2 條國道及多個(gè)村莊。漏水事件發(fā)生后，水利遙感團(tuán)隊(duì)快速調(diào)取了漏水前最近的遙感影像、道路數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃等信息，及時(shí)生產(chǎn)出基礎(chǔ)分析產(chǎn)品。利用遙感影像對水庫輸水管沿線進(jìn)行 3 d 持續(xù)、動態(tài)的監(jiān)測，獲取了開始漏水、大量漏水、漏水之后各個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的監(jiān)測信息，并分析了積水區(qū)從形成、排水到排空的變化和影響范圍，為國道和鐵路安全運(yùn)行、轉(zhuǎn)移群眾安全返回家園等，提供了可靠的信息支撐。

3）典型案例三：黑龍江超百年一遇特大洪水。2013 年 8 月夏季汛期，黑龍江省遭受多次強(qiáng)降雨過程。降雨頻度高、持續(xù)強(qiáng)度大、雨區(qū)較為集中，與歷年同期相比，降水較常年偏多近 2 成。受降水影響，大江大河水位持續(xù)偏高，32 條河流發(fā)生了超警戒水位洪水。黑龍江為國際界河，跨國界河流的地面監(jiān)測能力非常薄弱，水文監(jiān)測難度極大，形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，利用遙感技術(shù)監(jiān)測災(zāi)情是當(dāng)時(shí)惟一可行的辦法。水利遙感團(tuán)隊(duì)通過該技術(shù)及時(shí)獲取并處理最新信息，對河道水面、堤防潰口和淹沒區(qū)開展了連續(xù) 24 期監(jiān)測，為國務(wù)院應(yīng)急管理辦公室、國家防汛抗旱總指揮部、黑龍江防指辦公室開展防洪決策指揮調(diào)度提供了技術(shù)和應(yīng)急信息支持，為災(zāi)區(qū)水情預(yù)測預(yù)報(bào)、應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮決策和排水除澇提供了可靠的第一手資料。

4）典型案例四：金沙江、雅魯藏布江堰塞湖監(jiān)測。2018 年 10 月 10 日，西藏自治區(qū)昌都市江達(dá)縣波羅鄉(xiāng)境內(nèi)發(fā)生山體滑坡，堵塞金沙江干流河道，形成堰塞湖，11 月 3 日，原山體滑坡點(diǎn)發(fā)生二次滑坡；10 月 17 日，雅魯藏布江林芝市米林縣加拉村段發(fā)生山體滑坡，堵塞河道，形成堰塞湖，29 日再次發(fā)生山體滑坡。水利遙感團(tuán)隊(duì)在部信息中心精心組織和堅(jiān)強(qiáng)指揮下，高效率、高質(zhì)量地完成了災(zāi)區(qū)衛(wèi)星影像接收、加工處理、堰塞湖信息提取、堰塞湖變化分析、時(shí)序演變、專題圖制作及災(zāi)害影響評估等工作，為抗洪救災(zāi)、災(zāi)后重建和恢復(fù)生產(chǎn)提供了重要信息支持。

5）典型案例五：旱情監(jiān)測。旱情的發(fā)生發(fā)展比較緩慢，當(dāng)發(fā)展到影響人民群眾生產(chǎn)生活時(shí)，則演變?yōu)楹禐?zāi)。持續(xù)不斷地監(jiān)測旱情發(fā)生和發(fā)展過程，可以為抗旱提供科學(xué)依據(jù)。水利遙感團(tuán)隊(duì)在長期的科學(xué)研究中建立了有效的遙感旱情監(jiān)測模型，在監(jiān)測全國旱情中發(fā)揮了積極作用，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化監(jiān)測，形成了旱情監(jiān)測產(chǎn)品業(yè)務(wù)化生產(chǎn)機(jī)制，全面反映了全國旱情實(shí)況，為歷年防旱抗旱工作提供了重要技術(shù)手段。自 2010 年 11 月以來，華北、黃淮等地降水持續(xù)偏少，北方部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重氣象干旱。對 11 月至 12 月下旬以華北平原為主的受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測的結(jié)果表明，華北平原大部分地區(qū)及黃淮部分地區(qū)已有旱情發(fā)生，北京、天津、河北和山西大部分地區(qū)、河南西南部、山東、安徽北部均存在不同程度農(nóng)業(yè)旱情。水利遙感團(tuán)隊(duì)還完成了 2011 年長江中下游干旱、貴州干旱、鄱陽湖流域特大干旱，2012 年云南楚雄特大干旱、湖北省全省干旱，2013 年湖南、湖北、安徽、江西、貴州干旱，2014 年四川、湖北、安徽、江蘇干旱，2015 年鄱陽湖及洞庭湖區(qū)域、云南地區(qū)、貴州地區(qū)干旱等的監(jiān)測任務(wù)，為各單位及時(shí)把握旱情發(fā)展態(tài)勢、制定調(diào)水策略提供了全面、及時(shí)的信息支持，提升了旱情響應(yīng)和處置能力，為防旱減災(zāi)決策、水資源合理配置、節(jié)水型社會建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。

5.2 取得突出科研成就

自 2005 年以來，基地培養(yǎng)了 35 位博士、114 位碩士，已畢業(yè)近 120 人，多數(shù)已成為技術(shù)骨干和中堅(jiān)力量。除了完成業(yè)務(wù)化和應(yīng)急監(jiān)測這些生產(chǎn)任務(wù)，以及重大科研攻關(guān)計(jì)劃外，還不斷地進(jìn)行成果凝練、總結(jié)、應(yīng)用、完善，取得了一系列創(chuàng)新性研究成果，這些成果一方面發(fā)表在影響力大的國際學(xué)術(shù)期刊和國內(nèi)測繪遙感頂級期刊上，一方面直接應(yīng)用于水利遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)，為歷次突發(fā)涉水事件應(yīng)急處置和科學(xué)決策提供及時(shí)的第一手資料，取得了重要的社會效益。截至目前，發(fā)表論文 210 余篇、出版專著 5 部、授權(quán)發(fā)明專利 7 項(xiàng)、發(fā)明公布 8 項(xiàng)、軟件著作權(quán) 37 項(xiàng)，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)、測繪科技進(jìn)步特等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)、大禹水利科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、全國高等學(xué)校優(yōu)秀測繪教材一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)，湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)。

5.3 獲得眾多榮譽(yù)

在長期的研究和實(shí)踐中，研究生獲得了眾多榮譽(yù)稱號。1 位研究生于 2015 年榮獲全國第二屆“工程碩士實(shí)習(xí)實(shí)踐優(yōu)秀成果獲得者”稱號，全國 40 個(gè)工程領(lǐng)域共評選出 89 人，該生是全國測繪工程領(lǐng)域惟一 1 位獲得者。7 位研究生因在 2016 年長江中下游抗洪監(jiān)測、2018 年金沙江和雅魯藏布江堰塞湖監(jiān)測中做出重要貢獻(xiàn)而受到水利部信息中心書面表彰。水利遙感團(tuán)隊(duì)因在魯湖、斧頭湖和湯遜湖洪水監(jiān)測中的及時(shí)響應(yīng)和精準(zhǔn)監(jiān)測，武漢市江夏區(qū)防汛抗旱指揮部專致感謝。此外，他們還在學(xué)校舉行的各種評選活動中脫穎而出，獲得諸多榮譽(yù)，主要有：武漢大學(xué) 2015，2016 2 個(gè)年度的研究生實(shí)習(xí)實(shí)踐活動優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)、武漢大學(xué) 2016 年“研究生實(shí)踐育人團(tuán)隊(duì)風(fēng)采展”一等獎(jiǎng)中的第一名（最優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)）、吉威時(shí)代·武漢大學(xué)十佳遙感星座、武漢大學(xué) 2015 年度研究生實(shí)習(xí)實(shí)踐優(yōu)秀成果獎(jiǎng)等。

6 人才培養(yǎng)的創(chuàng)新與特色分析

6.1 基地定位準(zhǔn)確，目標(biāo)明確

基地立足行業(yè)應(yīng)用，服務(wù)國家需求，產(chǎn)教深度融合，科研實(shí)踐并重，打造了一支奮戰(zhàn)在防汛抗旱第一線的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)—水利遙感團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞防汛抗旱需要開展科研、實(shí)踐工作，成果直接服務(wù)于國家治水戰(zhàn)略目標(biāo)，消除了成果轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié)，縮短了成果轉(zhuǎn)化周期，促進(jìn)了高校和部委協(xié)同創(chuàng)新，探尋出一條有效的合作育人機(jī)制和方法。

6.2 初心與使命的堅(jiān)守

水利遙感團(tuán)隊(duì)始終以人民群眾生命安全為最高行為準(zhǔn)則，不斷攻克技術(shù)難關(guān)，完成一個(gè)又一個(gè)艱巨任務(wù)。通過把黨支部建在基地、實(shí)地憑吊先烈事跡等創(chuàng)新了思想政治教育，強(qiáng)化了黨建工作。大家牢記“以人民為中心”的發(fā)展思想，并將其貫穿于整個(gè)科研和實(shí)踐過程，踐行著全心全意為人民服務(wù)的根本宗旨，不斷譜寫著人生的精彩和輝煌。

6.3 變革水利應(yīng)急響應(yīng)模式

當(dāng)突發(fā)涉水事件時(shí)，利用遙感技術(shù)分析可能受影響的水利工程設(shè)施數(shù)量和分布，主動排查，確定關(guān)注重點(diǎn)，為決策部門了解災(zāi)情提供依據(jù)，推動了應(yīng)急條件下自下而上的上報(bào)方式向自上而下的主動排查方式的變革，亦即，將傳統(tǒng)的人海戰(zhàn)術(shù)的巡查和自下而上的上報(bào)模式變革為基于遙感的快速分析和自上而下的主動排查的現(xiàn)代應(yīng)急模式，節(jié)省了大量人力物力財(cái)力，避免了漏檢、復(fù)檢，極大提高了應(yīng)急處置能力和應(yīng)急科學(xué)決策水平。

6.4 多學(xué)科交叉融合，推動“雙一流”建設(shè)

“雙一流”建設(shè)是我國高等教育的一項(xiàng)國家戰(zhàn)略，將為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國夢提供有力支撐[10]。基地開展的聯(lián)合培養(yǎng)工作和水利遙感團(tuán)隊(duì)取得的重要成績強(qiáng)有力地推進(jìn)了測繪遙感和水利這兩個(gè)優(yōu)勢和特色學(xué)科的廣泛交叉，帶動了計(jì)算機(jī)、通信等學(xué)科和技術(shù)的深度融合，優(yōu)化了人才結(jié)構(gòu)，人才培養(yǎng)質(zhì)量得以全面提高，有利地促進(jìn)了“雙一流”建設(shè)進(jìn)程?；嘏囵B(yǎng)的研究生有著濃厚的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，有著堅(jiān)強(qiáng)的意志和犧牲精神，有著精深的專業(yè)知識和高超的實(shí)踐技能，有著論文、專利、軟件著作權(quán)、技術(shù)報(bào)告等多樣化的成果，更有眾多的榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)，他們所擁有的多學(xué)科交叉的復(fù)合型特質(zhì)正是深化產(chǎn)教融合和推進(jìn)“雙一流”建設(shè)要達(dá)到的重要目標(biāo)之一。