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攻关应急数据 助力郑州打赢洪害保卫战

作者:崔耀平 来源: 已访问:责任编辑:刘旭阳

近些年来,全球极端天气气候事件频发,创纪录的暴雨、寒潮和异常炎热天气相继登场,2021年6月底的历史罕见高温现象席卷了原本温和宜居的美国西北部、加拿大西南部等地,致使数百人在炎热的天气条件下丧生,3000多万人受到影响;进入7月,欧洲各地持续暴雨引发洪涝灾害,在最严重的德国西部,突如其来的水灾造成了至少180人死亡,另有约150多人失踪,1300多人相继失联;日本同样如是,7月10日,由于暴雨影响远超12万居民被迫紧急疏散。

河南省受台风“烟花”及强对流天气影响,2021年7月20日前后,出现了历史罕见的持续强降水天气,降水过程持续时间之长、累积降水量之大、强降水时段集中且范围之广,均创有记录以来的极值。全省范围内,截至8月9日7时,此轮强降雨致使省内150个县(市、区)1481.4万人受灾,直接经济损失1337.15亿元。而郑州市更是出现了720洪灾:全市大范围内涝,放眼望去,全市一片泽国,造成了极其严重的人员伤亡和经济损失。

在这个“七下八上”的河南传统暴雨时节,黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室时刻关注着河南省此次降水事件。面对突如其来的郑州720洪灾,实验室快速进入应急工作状态,在实验室主任、河南大学地理与环境学院执行院长乔家君教授的直接指导下,第一时间组成了以崔耀平教授为负责人的地理学、气候学和生态学专业攻关团队,并在7月20日当天紧急部署开展相关工作。团队统一协调学院和实验室的专业设备和软硬件资源,抽调在校师生18人,分为2个小组集中办公,在当晚召开了紧急会议,制定和部署本次应急数据的收集、制备等攻关方案,从科技数据角度为郑州暴雨事件提供应急支撑。

一方面,攻关团队时刻关注政府网站、新闻媒体及各大社交平台,不断优化算法,利用网络爬虫技术,对暴雨、郑州等关键字进行遍历检索;另一方面,借助传统历史统计数据和站点观测数据,对郑州市暴雨展开长时间序列的分析。为了及时掌握受灾位置和受灾程度,优化救援资源,应对市区复杂的地理环境,团队在第一时间为公众提供了郑州市地表积水点和塌方点的空间位置信息,并将其可视化,为洪害的救援提供便利。

鉴于目前现有的地表覆被数据集的空间分辨率从1公里到30米不等,远远不能满足城市内涝灾害的应急需求,因此,在攻关团队夜以继日的不断攻关下,最终选取当前最高空间分辨率的亚米级遥感大数据用于郑州洪害的应急支援。团队紧急调用学院HPC高性能集群超算平台,使用10个计算节点,对遥感大数据进行运算。并在不断的优化改进下,将数据空间分辨率从30米降低至10米,再降为1米、亚米级,从而为充分研判郑州市洪水的流速流向等信息提供科学依据。此套数据业已成为了城市不透水层空间信息类数据的最高级别,以最大程度匹配城市洪涝灾害对空间分辨率的高标准和高要求。截止7月底,攻关团队已陆续整理出郑州市土地利用/覆盖分类、建成区不透水层、地表水体分布优化等超过300G的应急数据,并在第一时间与公众共享。当前已与中国科学院、北京师范大学等科研院所和高等院校共享成果,为郑州洪害及灾后重建提供科学数据支撑。

同时,在此批数据支撑下,攻关团队与中国科学院相关领域专家展开合作,共同撰写提交了关于防范我国城市自然灾害风险与增强城市韧性的对策建议,从技术和管理层面积极为郑州灾后重建建言献策。

灾难来袭,分秒必争。在自然灾害面前,人类虽然渺小,但科技力量的加入,让我们在危机面前也多了些底气,也让经受大灾的城市多了一份明天更好的希望!

事后,参与攻关任务的成员回忆:7月20日当晚,开封同样暴雨倾盆,第二天凌晨从实验室回去的路上,拇指般的雨珠哒哒敲打在伞面上,平时仅需十几分钟的路程走了足足一个小时,漫过膝盖的大水在原本宽敞的道路上犹如小型瀑布般快速流过,但心里想到灾情更加严重的郑州又会是一番怎样的场景?科研工作者的责任担当和社会使命感愈加清晰而强烈,各位攻关成员继续满怀干劲,以更加专业的视角、更加昂扬的斗志投入到郑州乃至全省的自然灾害防御和灾后重建工作当中去。

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