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災難中升起的星光——記中科院地理科學與資源研究所研究員蘭恒星
文章來源：本站 | 發布時間：2012-10-16 | 【打印】 【關閉】
來源:科學中國人
地震、洪水、泥石流、地面沉降……我們生活的這個世界總是難免遇到災難。我們或許無法避免災難的到來，但是能夠盡力將災難引發的危害性降至最低。中科院地理科學與資源研究所研究員蘭恒星，立足創新，注重理論探索與應用相結合，在地質災害遙感監測與過程模型研究上做出了許多為國際學術界所重視的成果，逐漸成為該領域的一顆耀眼的新星。
西風東漸赴歸程
2009年4月，憑借中科院地理科學與資源研究所的東風，蘭恒星從加拿大回國。此時，距離汶川地震的發生尚不到一年。在這場滿目瘡痍的災難面前，整個中華民族都是刻骨銘心。而對從事災害性研究的他來說，急切所想的，更多是要回來，做力所能及的事。
決心的背后，是蘭恒星在災害研究上深厚的基礎。
在地質災害綜合集成評估研究中，他曾創建了從地質災害遙感數據、現場勘察數據獲取到GIS數據模型、災害本構過程模型建立，再到巖土工程計算分析和決策的綜合集成理論和標準流程。該成果受到加拿大皇家科學院和工程院院士、國際巖土力學大師Morgenstern教授的高度肯定，認為此集成框架為復雜邊坡穩定性問題提供了有效的數字化手段。
從巖土體微觀異質性與宏觀破壞過程機理研究出發，他提出了地質材料和幾何微觀各項異性控制宏觀力學行為和過程的基本原理，創建了反映地質體漸進性破壞過程的微觀結構模型，解釋了作為災害巖土體破裂擴展的微觀機理和宏觀規律，提出了地質體漸進性破壞過程指標。國際著名學術雜志JGR的三位審稿人一致認為“在解決巖土介質的異質性與宏觀破壞過程方面具有獨創性”。
在表層風化與斜坡巖土體強度折減關系理論和降雨過程與滑坡穩定性演化機理研究中，他的相關成果也得到了國內外同行的廣泛引用，部分成果被加以實例驗證。
國外幾年，蘭恒星有許多深刻的體會，“國內的項目往往是任務性的，總是希望能夠在較短的時間內盡快做出些進展。我在加拿大做項目時，一個重要的特點就是研究的可持續性比較強，首席科學家常對我們說的一句話是‘別著急，慢慢來’。這樣做起研究來就更加從容，少了許多急功近利的因素。”在這個過程中，他也面向工程實踐，做了一些與地質學、巖土力學相關的學科交叉的研究，先后參加了加拿大國家自然科學與工程基金項目等數項課題，取得了突出的成績。然而，梁園雖好非久戀之鄉，蘭恒星總是能很真切地感受到某些局限，無法徹底發揮自己的主觀能動性去開辟事業。他向往主人翁般的歸屬感，他不希望自己的孩子連中文都說不好，他更想為祖國的建設發展添磚加瓦。回來，自然成了必然。
策馬揚鞭自奮蹄
回國之初，蘭恒星便投入到國家支撐計劃課題“中國重大自然災害風險評估”、地方委托項目“濱海新區塘沽區地面沉降高精度PSI監測”等課題的研究中去。
在這些研究中，蘭恒星開展了高新遙感技術在地質災害領域的應用研究工作。作為比較新的遙感技術，他首先利用高精度激光雷達解決了地質災害數據的獲取、關鍵因素的提取與識別的技術難題。其次，他成功地將長時間序列的高精度微波遙感PSI技術應用于城市地面沉降等典型地質災害過程監測，為建立合理準確的地質災害過程模型提供了數據和技術保障。在濱海新區的項目中，他就率先應用高精度TerraSAR PSI技術進行地面沉降監測，實現了更高密度時空覆蓋的精確監測。最后，他還實現了高精度遙感信息與地質災害評估模型的融合，提高了模型預測的精度，加深了災害現象的物理變形過程和機理的理解。成果曾為加拿大、英國、德國等數家單位加以引用。
這里面還有一個小插曲。在蘭恒星回國攜帶的物品中，有一件特殊的行李，就是加拿大制造的高精度激光雷達儀器，他自然是為了回國后研究的順利進行，卻在過海關的時候被按規定扣下，“用了好多公文才把它保出來”，蘭恒星笑言。
這個激光雷達在隨后的研究中發揮了很大的作用。2010年，蘭恒星主持的國家自然科學基金面上項目“汶川地震災區高陡山體斜坡災害三維離散動力學機理及過程模擬預測”開始進行，他就是帶著這臺漂洋過海的激光雷達前往地震現場進行掃描，取得了第一手觀測數據。
地質災害GIS建模的相關工作是蘭恒星研究的另一個重點。他提出了改進的考慮動水壓力的基于物理過程的地質災害空間分布概率預測模型，實現了預測模型與GIS系統集成，顯著提高了模型的實用性，被美國學者認為是降雨滑坡空間分析預測的兩大類數學模型之一。他創建的基于GIS的滑坡易損性空間統計分析模型，揭示了包括云南小江流域降雨滑坡空間分布、汶川地震誘發超過5萬個地質災害事件的宏觀分布規律等。研究結果得到歐美等國研究團隊的多次引用。他提出了三維分布式典型地質災害過程模型的理論、技術和方法，并創建了集成GIS的分析計算模型。如今，該模型已經成為國際采用的主流模型之一，實際應用于美國、加拿大、意大利等近30個國家，為眾多國際學術權威認可和引用。
除了地表地質災害，蘭恒星對地下巖石力學工程也頗有研究。2008～2011年，他曾參與瑞典SKB項目“核廢料地質儲藏孔巖石破裂過程數值模擬”的研究，以及一項由英法日等十幾個國家共同參與的國際合作項目，他率領研究小組對瑞典地下450米處的現場實驗室取得的溫度、位移和洞壁破裂過程等進行耦合模型反演研究，并發表了一系列高水平的國際論文。去年開始，他又參加了“973”計劃子課題“深層密集儲庫區變形機理與地面沉降監測”研究工作，并取得了初步成果。
在開展項目攻關的同時，他還面向國家防災減災需求，積極進行重大應用項目的咨詢工作。2010年，針對玉樹地震救災工作，他率團隊集中調研，連續交出《青海玉樹地震緊急救援區域空間分布》、《玉樹地震誘發次生地質災害風險評估》、《對青海玉樹地震災后恢復重建規劃和可持續發展的若干建議》三份咨詢報告，均被中央辦公廳及時采用，其中兩份得到國務院抗震救災總指揮回良玉副總理的批示。作為項目組組長，他完成了國務院“青海玉樹資源環境承載力評價報告”中的次生地質災害危險性評價報告也得到了國務院抗震救災指揮部的肯定。一份關于鐵路重大地質災害的咨詢報告也得到了張德江副總理的批示。此外，他還參加了中國工程院重大咨詢課題“海西經濟區（閩江、九龍江）等流域生態環境安全與可持續發展”。
細數下來，回國近兩年里，蘭恒星實在是忙得快馬加鞭。看起來，研究涉及范圍廣、內容也甚為復雜，他卻認真地表示，“其實這些研究基本集中在災害研究上，包括地表災害和深部災害。地理信息和遙感等作為重要的技術支撐手段，來更好地解決這些基本的災害問題的。”
如今，蘭恒星依然有條不紊地忙碌著。災難面前，他的努力就像是從無情的命運中升起的星光，為人們帶來了溫暖，也指引著方向。
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