方向四： 岩土工程远程健康监测与预警
采用多源对地观测技术和综合建模分析方法进行重大岩土工程远程动态监测与健康诊断是防灾减灾管理的重要技术基础，不仅可较好的满足国家重大需求，也可追赶国内国际研究前沿。结合岩土工程灾害特点，依托承担的国家自然科学基金项目、省部级项目和企业委托重大项目开展多源传感网络远程综合监测、多
源数据与机理模型同化和健康诊断与预警预报的研究，具体研究内容如下：
（1）多源传感网络远程综合监测
构建全方位多源异构智能传感器网络；研究重大岩土工程灾害前兆信息的传感器获取方法；针对重大岩土工程区域内的气象观测、地下水观测、地表形变监测和地下形变监测，研究 GPS 连续运行站水汽反演、PS-InSAR 区域地表高精度位移监测、LIDAR 坡体地形快速获取、岩土体体内部地球物理立体观测和原位传感器地下形变监测等关键理论与技术；探求重大岩土工程灾害前兆监测中针对不同物理量的传感器选取配置和传感器布设方案；研究基于无线通讯自组网络的传感器监测数据传输优化方法。研究重大岩土工程灾害监测数据质量控制与定量分析模型；考虑平台和传感器类型的多样性，以及监测频率、监测精度、和数据类型的多样性，构建传感器网络统一时空基准，研究地球观测传感器数据的基准转换模型；分析观测数据和成灾模式间的协同关系，研究大型隐蔽性重大岩土工程灾害致灾因子定量控制和定量分析模型。
（2）多源数据与机理模型同化
针对多源监测数据具有的时空异质特征，发展多源监测数据融合的理论方法，为同化研究提供高质量的岩土工程灾害监测数据。研究内容包括：多源监测数据时空异质性描述与评价方法；监测数据的质量分级策略方法；监测数据的时空基准一致化与尺度转换的模型方法；监测数据多尺度信息融合的模型与算法。针对湖南省具有代表性的大型岩土工程灾害机理类型，研究监测数据与机理模型的同化方法和技术途径，实现岩土工程灾害体关键状态变量模型监测与监测数据反演的协同优化。研究内容包括：岩土工程灾害机理模型驱动数据集制备；岩土工程灾害机理模型与监测数据误差估计模型方法；变分、滤波及相互结合的同化算法；岩土工程灾害时空演化过程数据同化系统的构建；同化系统运行性能评价和影响因素敏感性分析的方法。
（3）健康诊断与预警预报
不同区域环境条件下强降雨天气发生发展的中尺度对流系统演变时空过程与机理特征；基于遥感遥测信息的区域强降雨天气短时临近预报；基于数值预报和统计诊断方法的区域强降雨天气的中、短、临预报方法与重大岩土工程灾害预测。在多源监测数据与灾害机理模型同化的基础上，开展大型岩土工程灾害多源信息集成方法研究，建立能同时反映地质条件、力学机理与宏观表象有机结合的大型岩土工程灾害协同预警模型和具有多元综合、物理量值刻划、时空配套的重大岩土工程灾害健康诊断与预警预测方法；研发重大岩土工程灾害远程健康监测与综合预警平台，其主要内容包括重大岩土工程灾害多源信息数据字典、三维 GIS基础平台、多源信息管理系统、远程监测系统、健康诊断系统、多元数据分析与预警系统、预警信息发布系统。
