卫星：保护基础设施的俯视图

气候变化使野火、飓风和洪水等自然灾害更加频繁和严重。这对基础设施构成了风险。

对于规划者和工程师来说，获得新的监控工具势在必行。越来越多的人使用这些工具来决定基础设施的建设地点。

IEEE会员Tiago Nascimento表示：“我们知道，基础设施必须通过增强其耐用性和可适应性来应对灾难，同时还要全天候智能监控。这是必须要做的事情，因为由于气候变化每年带来的自然灾害的强度增加，对基础设施的威胁正在增加。”

灾难挑战基础设施可能的方式清单很长。

大风引发的野火会损坏电线，进而引发新的火灾。容易发生野火的地区的公用事业已经开始埋设电力电缆并加固建筑物。与此同时，卫星数据被用于预测野火的潜在风险和路径，以帮助告知消防资源如何分配，在极少数情况下，还可以提前关闭某些地点的电源。

洪水是最昂贵的自然灾害之一，由于海平面上升，在沿海地区更为常见。在风暴发生之前，公司计划使用卫星测绘工具应对大洪水，这些工具可以告诉他们在30年或50年内，从发电站到电信设施等关键基础设施可能面临的风险。

飓风会破坏桥梁和道路，切断平民的疏散路线，使急救人员更难找到幸存者。许多沿海城市正在改变建筑规范，以确保恢复力。

“2012年桑迪飓风袭击纽约时，几家公用事业公司重新考虑了在设施中安装系统和备份系统的位置。地下室不再可行，”IEEE高级会员Paul Kostek说。

卫星技术的进步正在绘制地球表面的地图，以评估变化——有时可以达到低至毫米的范围内。

IEEE高级会员徐丰表示：“干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）现在是监测基础设施位移的一个非常强大的工具，这将有助于预警风险。”

在最近发表的一篇论文中，研究人员研究了中国沿海城市天津的地面沉降率。地面沉降意味着地面相对于其他地理特征正在下沉，可能有多种原因，包括地下水的流失。研究人员使用InSAR数据确定，在安装了一条主要输水管道后，天津市中心的沉降速度已降至每年8毫米。这一速度与前几年相比大幅下降，当时地面每年降低110毫米。

沉降已成为世界上许多城市关注的主要问题，部分原因是它加剧了海平面上升的风险。当地面收缩而海平面上升时，发生洪水的风险更大。

徐丰表示，InSAR还被用于监测地表变形，因此它也可以用于指导重大基础设施项目的选址。

卫星观测正在变得更好——研究人员结合人工智能和机器学习的研究，以更快、更准确和更精细的分辨率识别自然灾害的影响。