浅谈变形监测技术用于地质灾害防治
2017-03-101.代旭2.张良
1.代 旭 2.张 良
1.辽宁地矿测绘院 2.中国建筑第七工程局有限公司南方分公司
浅谈变形监测技术用于地质灾害防治
1.代 旭 2.张 良
1.辽宁地矿测绘院 2.中国建筑第七工程局有限公司南方分公司
地质灾害的防治与监测是一个非常复杂的过程,特别是在突发天气和工程活动的影响下,常规的监测手段不能及时有效的获取有效的数据信息。文中所提的地质灾害变形监测方法,是在引入遥感地形测绘的基础上,利用GPS自动化监测技术,完成地质灾害变形的动态监测。
变形监测技术;用于;地质灾害;防治
1、变形监测技术概述
目前常用的变形监测技术主要包括传统的大地测量技术、NISAR技术和GNSS定位技术川。在我国70年代之前,变形监测主要是依靠常规大地测量手段。其优点是:(1)能够满足不同构筑物的监测精度要求;(2)能够提供变形体自身的变形状态。其缺点是:点位受地形条件影响较大,外业数据采集工作量大,自动化程度低,不能够实现自动化监测。NISAR技术利用传感器的成像几何关系和系统参数等精确测量地表一点的三维空间位置及微小变化。它能够为大范围高地面变形监测提供新的思路,它具有成本低、空间分辨率高、覆盖范围大等优势。GNSS定位技术具有定位速度快、无需通视、成本低、效率高等优势,它可以同时测定待定点的三维空间坐标。其缺点是:监测覆盖范围小,点位较少,对于地下工程,隧道工程的使用都受限,建设连续运行成本高等。
2、变形监测系统功能
2.1 定位性
变形监测作为当代先进的航测技术,将其用于滑坡监测指挥具有多方面的先进性,大大降低了人工参与指挥工作的难度。采用我国北斗卫星定位系统和GPS等多系统联合定位监测,北斗卫星系统的应用大大提高了在卫星定位系统在山区、山谷等狭窄遮挡严重区域的应用,同时进一步保障和提高了整个系统监测的安全性、稳定性和可靠性。同时,设计装架监测系统要考虑技术条件,分别设定针对性控制系统作为平台,确保指挥工作的有序进行。
2.2 远程性
为了更好地实现监测人员操控目标,可结合GPS技术构建系统运作平台,对装甲车、装甲兵进行综合调度。虽说GPS技术是当代无线通信科技的主流,但GPS技术正在兴起,并且在某些领域开始取代传统识别技术,满足了用户使用无线通信服务要求,保证信号传输模式的稳定性与安全性。例如,监测结果可以通过GPRS/3G、无线网桥、北斗卫星系统进行远距离回传;提供有效的数据接口,支持和政府相关安全监测平台的对接对联。
2.3 实时性
现代GPS科技改变了传统信息传递模式,为用户提供更大范围的服务区域,变形监测技术是当代GPS领域比较普遍的技术模式。例如,监测软件采用专业的SQL数据库,并支持使用变化曲线、三维模型对监测点位移情况进行全面展示;监测系统可以全天候运行,在恶劣环境及气候条件下仍能正常进行监测数据采集。变形监测技术改变了传统网络运行模式,借助数字控制器形成稳定的操控模式,保证各项数据指标达到预定的操控效果。
3、灾害防治中的监测测绘
3.1 灾害防治中测绘技术的应用
进行详细的监测测绘主要就是先对可能导致地质灾害发生地质体进行区划,进而进行监测分区。其中包括对地形地貌分的测量和水工环地质测绘。对对地形地貌分的测量内容主要是对区内所有的地形、地表构筑物、监测主体特征等进行监测;水工环地质测绘主要是对区内工程地质条件、水位地质条件、地层岩性、构造、不良地质现象等进行综合测绘。测绘测量技术方法在地质灾害防治中针对不同的地形、岩性,监测重点也是不同的,针对地质灾害的不同的种类、规模大小、可能影响的区域,进行了具体的灾害变形监测模拟,在进行监测的前期已经制定相应的监测规划,实施过程中针对重点进行主次监测。
3.2 测绘技术下GPS技术的引入
在测绘技术的应用下,引入GPS定位技术是合理的。该技术的观测时间偏短,并且实现了连续的非静止观测,采用的是静态相对的定位技术,不需要观测站之间的通视,定位的精度高,可高达毫米级别。现如今,GPS技术逐渐被社会所认可,在一些监测作业中起着至关重要的作用,被广泛的应用着。
3.3 测绘技术下灾害监测的有效运行
变形监测对已经施工的区域还会对工程进行结构的监测,这样可以判断出工程对地质的改变是否有影响,结合施工方案和地质灾害的突发概率进行预警式的监测,变形监测在地质灾害中成功解决对大量数据的记录和计算等难题,同时实现了空间和属性数据的输入矢量化,编辑和建库,利用数据库实现对大量数据的管理,以及对书籍多层次的大范围检索、地质符号绘制。在地质灾害的防治与监测工作中,要特别考虑人类工程活动的影响,还需要对自身的监测设备稳定性进行定期校核维护,这样才能保证地质灾害监测预警与防治工作的有效运行。
4、变形监测的发展趋势
4.1 建立多导航卫星系统的实时变形监测分析系统
对于区域性地壳变形、桥梁等大型构筑物的变形监测,采用多星实时变形监测系统能够实时、自动的分析和处理变形监测数据的能力,能够实时动态的研究灾害变形的现状,对变形体的监测做出科学合理的预测。未来天空中轨卫星可能是成千上万,可将不同卫星导航系统之间的融合用于变形监测。
4.2 建立GNSS/NISAR集成的变形监测系统
当前变形监测技术不仅要求获取变形体的大小,还需对变形体做出合理的解释和预测。虽然GNSS技术在变形监测中的自动化水平较高,观测精度较高,数据处理软件也较完善。但GNSS技术仍无法对变形体的信息做出合理分析。
总而言之,面对的频繁发生的地质灾害,我们迫切需要一种方法来对地质灾害进行有效的监测与防控。随着技术手段的不断提高,新型的监测技术不断被应用到地质灾害防治工程中,GPS变形监测技术空间抗干扰、时间联续有效,数据高精度的特性在地质灾害精细化监测预警领域中有很大的发展空间。
[1] 时绿艳,包荣萍,陈亮,朱新珍,冯国庆.变形监测技术在地下室基坑监测中的应用[J].东华理工大学学报(自然科学版),2016,39(S1):37-39.
[2] 汤运涛.GNSS技术在滑坡应急变形监测中的应用[J].黄金,2016,37(05):70-75.