科创服务向“新”冀丨地面有沉降 AI来帮忙

河北九华勘查测绘有限责任公司工作人员在进行路面勘测。

长城网·冀云客户端记者 吴新光 通讯员 张燕 霍烽

初冬的保定清晨，一片静谧，河北地质大学城市地质与工程学院院长袁颖博士，俯身察看一处标识为地质安全隐患的路面裂缝。他手中，是河北九华勘查测绘有限责任公司（以下简称“河北九华”）刚刚制作完成的地面沉降预测数据。

过去，这样的隐患难以被及时发现和预测。如今，一支由高校博士与地质技术服务企业工程师组成的博士创新站团队，正尝试用空天地一体化监测与AI（人工智能）地面沉降预测模型，为城市地面安全装上“智慧之眼”。

地面沉降监测一度靠“人眼盯”

在河北九华，项目经理李春波对电脑上密密麻麻的三维地质雷达图谱，曾经很头疼，“这都是路面下的扫描图像，看有没有空洞、疏松等道路塌陷隐患。以前全靠技术人员肉眼识别，一张张看，费眼力、效率低，海量图谱看得人眼花。”

河北九华的雷达检测车进行路面勘测。

这不是河北九华一家的难题。华北平原一直是地面沉降的重灾区，地下水超采形成漏斗区，导致地面沉降。随着南水北调中线工程的实施，地下水水位回升，地面沉降趋势减缓部分区域甚至出现一定程度的抬升。传统监测手段单一，数据之间像信息孤岛，更别说预测地面沉降未来变化了。

河北九华依托高分辨率对地观测保定数据应用中心，长期接收卫星雷达数据，掌握地面沉降趋势；无人机搭载雷达传感器，可实现区域精细化扫描；地面则通过水准仪、三维激光扫描，捕捉毫米级的地面沉降变化。然而，数据如何高效解读，成为卡脖子难题。

“我们有了卫星雷达、无人机传感器、地面三维激光扫描，采集的地面高程数据很多，但怎么把它们拧成一股绳，还能从中看出发展的变化趋势？”河北九华总经理韩彦伟意识到：缺一个智慧大脑。

给地面沉降装上智慧大脑

转机出现在2025年下半年。在河北省科协的指导、支持下，河北九华与河北地质大学牵手，共建博士创新站。河北地质大学城市地质与工程学院院长袁颖有了一个新身份——河北九华博士创新站领衔博士。

河北九华工作人员向保定市科协相关负责人（右一）介绍公司空天地一体化信息平台。长城网·冀云客户端记者 吴新光 摄

随后，袁颖带着博士团队来了，他们不只会看数据，更擅长算数据。“地面沉降充满不确定性，有的区域持续下沉，有的区域稳定，有的区域甚至是抬升。传统方法难以及时捕捉这种动态变化。”袁颖说：“我们的任务是把卫星广域监测、无人机精细扫描、地面精准测量这三类数据融合起来，生成高精度的三维沉降模型。这样一来，哪里沉得快、哪里风险高，一目了然，就像给地面沉降装上智慧大脑。”

高校博士团队擅长理论模型构建，在预测模型设计方面有优势，技术力量比较强，已经有一些基础研究成果；河北九华依托河北省城市地质安全风险预警技术创新中心，已建立空天地一体化信息平台，整合地质调查、地球物理探测等多种手段，实现从地表到地下多维度数据采集，拥有长期积累的监测数据。两者结合，正好弥补了高校模型缺数据验证、企业数据缺分析深度的短板。

“我们与高校博士团队合作解决道路塌陷难题，目前研发出基于雷达图谱的道路动态智能识别技术，让AI完成首轮动态识别。”李春波介绍，机器识别异常区域，人工再重点复核，效率提升好几倍，施工周期缩短，成本也降了下来。

从“看”数据到“算”数据

地面沉降成因复杂，仅靠“看”还不够，还得“想”在前头——预测才是关键。

地面沉降预测模型创新是博士创新站研究项目最硬核的部分，也是博士团队的强项。“地面沉降受地下水、土壤、荷载等多重因素影响，充满不确定性。”袁颖解释说，预测模型必须融合多源数据，并借助人工智能进行深度学习。博士团队利用历史调查数据以及实时采集的数据共同来训练AI模型，让它学习识别地面沉降的规律，进而预测未来可能的变化，实现风险早发现、早预警。

河北九华工作人员对搭载雷达传感器的无人机进行起飞前检查。长城网·冀云客户端记者 吴新光 摄

但这条路并不轻松。李春波坦言：“地面沉降预测模型没有成熟经验可借鉴，尤其是融合卫星、无人机、地面三层数据，难度很大。”

该项目计划分步推进：2026年，开发多源数据融合算法，生成试点区域高精度三维沉降模型；2027年，基于数据库历史数据训练AI模型，初步预测未来6个月沉降趋势，并通过实际数据反复校准模型，目标准确率达85%以上。这意味着，城市未来在规划地铁、高速公路、隧道项目时，可以提前评估地面沉降风险，避免“建在软土上”。

“预测模型不是一劳永逸的，必须持续更新、修正、优化。”袁颖强调，这才是科学的态度。

李春波感触很深：“以前我们是看到问题再应对，现在博士创新站让我们有机会预判问题早防范。”

“未来，这套地面沉降预测系统不仅能为高铁、地铁、地下管网等工程提供沉降监测服务，还可融入智慧城市平台，为国土规划、项目建设提供决策支持。”韩彦伟展望：项目预计将形成城市地面沉降调查监测及预警的技术规范草案，未来有望推广到全省乃至全国。不仅能帮助城市减少塌陷事故、延长基础设施寿命，每年还可为社会节省大量治理成本，推动城市治理从“被动应对”迈向“主动防控”。