浅探区域地质环境稳定性大地测量监测方法及应用

冀建文

【摘 要】本文讲述了区域地质环境稳定性大地测量检测方法，如：区域地表变化监测、重力场变化监测和地质地震水文的实时监测。并以环渤海区域为案例，重点阐述测量监测的应用，从区域地质环境稳定性大地测量监测和区域地质环境稳定性评价上分析，旨在为相关工作提供理论参考。

【关键词】区域地质；环境稳定性；大地测量检测

区域地质环境稳定性大地测量监测系统被广泛使用，在科学技术发展下，提升监测精准性，为政府制定发展方向和决策、经济发展提供支撑，在该技术不断发展形式下，GNSS、水准和重力等大地测量技术，在地壳变化测量中起良好的作用。

一、区域地质环境稳定性大地测量监测方法

地质环境稳定性大地的测量监测，要结合地球构造和非构造力发展程度，如地表和内部的各种变化。一直以来，大地测量技术为科学发展提供精准数据，并有详细的重力场和地表变化。地表变化的监测技术则是通过水准、InSAR技术和GNSS技术等获取数据信息，如区域地块的运动和沉降情况，重力场则是利用地面和卫星重力等多种监测手段获取[1]。另外，区域中的地质环境稳定性，需要考虑多种地质环境和其他数据资料，如裂缝分布，过往地震中的震级和深度分布等，为相关人员提供有效信息。

首先，区域地表变化监测。该方法使用水准和GNSS等手段，其中最常见为GNSS技术，具有布测灵活和精准性强的特点，在我国使用范围较广，可实现对区域地壳变形和趋势发展的实時检查，最终数据整合提供有效信息。所以还要做好区域环境稳定性的监测工作，并利用收集检测区域的CORS站数据和定期检测的检测网观测数据，对重点区域进行布控，定期复测检测点，完成高精度下区域地壳的变形。水准检测可以管控地壳的垂直度，可获取有效收据。近几年，我国在很多重大施工工程中，结合自然灾害发展趋势，开展密集的监测网，积累了大量观测数据。另外，近几年科技的发展，在大地测量监测上有很大发展，其中一点是合成孔径雷达干涉测量和差分干涉测量的技术，都是最近发展起来的可以快速检测地质变化的检测手段，最大的优势就涉及范围广，精准度高，可在同一区域中，获取连续的地表变形资料，获取最大尺度和长跨度下微小形变阶段中的主要信息，为地壳变化提供精准性的定量化数据，至今被广泛运用于地质灾害的监测中，提升测监测的可靠性。

其次，重力场变化监测。重力场反应了地面和地壳重物质分布和运动的状态，结合重力场中的空间变化情况，可以推测出地区表面的位移和交换的内容。高分辨率的重力场中信息的变化，就是陆地水从储存和循环、海水位置变迁和地震形变等等地质变化。针对不同形式的变化，使用不同的检测方法，一般来说，将重力测量分为卫星和地面重力测量两种。其中地面重力测量包括区域气质环境站点的重力测量、海洋重力测量和航空重力测量。正常使用地面重力测量，因为精准性高的特点，经常作为解算重力场结构的工作，但是也有缺点，即检测范围低，还可能出现检测结果不同，每个区域的精准度发生变化。卫星重力测量则在获取重力场监测信息上有一定优势。在区域地质环境稳定重力场的测量和检测方法，使用收集陆地重力观测台站的形式，连续进行流动重力监测网数据、重力检测数据的工作，如区域中的绝对和相对重力网、重力垂直梯度和微重力网等，提升综合精准度的检测数据。或者结合监测需求，在地面上补充观测数据，结合卫星重力数据获取区域重力场变化的信息。

最后，地质地震水文的实时监测。区域地形分布下，对地质灾害的分布工作有一定相关性，可以深入分析地质环境稳定性下，对地震等地质灾害的影响，或缺研究区域的地形分布特点，计算研究区域的边坡角度等。并对区域中的活动断裂性能，进行稳定检测评价，在地震或者其他地质灾害中，都经历了繁琐的变化过程，体现一定继承性和新型性，一般是构造单元的分界线，并和地震中很多活动有联系，在实际测量监测中，考评稳定性时分析活动断裂带，并做好断层缓冲区评估。区域中历史地震是进行环境保护检测评价手段的另一关键性因素，需要分析历史地震特点，研究地震发生时的分布情况和地震来源，分析其危险性。并研究水文检测资料，在地下水变化中，研究出地质环境评价的多种评价因素。在区域地质环境稳定性的评价中，结合研究区域的实际情况，整合有关工程资料和水文检测资料，如做好地应力和地壳物理形式等检测资料，结合实际进行监测。

二、区域地质环境稳定性大地测量监测的应用

本文环渤海区域环境稳定性大地测量监测为基准，因为该区域环境变化较明显，可快速呈现监测结果，另外该区域是我国工业和经济发展的主要区域，但是地质变化较大，曾发生过大型地震，并且该区域属于地质松散区域，沉积物分布较多，地下水的过多使用，产生地面沉降。通过对此地质环境稳定性的监测，主要有下面几点：

（一）区域地质环境稳定性大地测量监测

结合环渤海区域的主要特征和环境发展，将地壳构造形变和沉降度作为主要的监测内容，监测数据有：1999年-2014年基准站监测的数据，包括120多座基准站。1999年-2013年570多座区域站数据信息；1977年-1999年所有国家一级水准点的检测数据。利用GAMIT/GLOBK软件，进行GNSS检测数据的处理，获得该区域中多方面的监控结果，并使用非均匀分布的GNSS速度矢量，计算地质空间中的连续变化应变率场。

（二）区域地质环境稳定性评价

结合对环渤海地区中地质环境的特点，收集了大量的地质环境的资料，使用最大剪应变率、断层树木和缓冲区、地面沉降、地震频次、地震带峰值加速、地震能量等多重指标的收集和提取，当做区域地质环境稳定性评价的指标。并使用因子分析法技术，创建环渤海地质环境稳定性定量评估的模型，进行最终稳定性评价。通过这八项指标的有关信息，明确公共因子，确定公共因子得分系数，进行最终定权，实现区域地质环境稳定性的定量评估[2]。经过稳定性大地测量结果的最终数据分析，计算出环渤海地区地质环境稳定性的综合评价，令结果和大地监测数据、地震地质监测资料一致，并通过对区域断裂和活动性，环渤海附近中张家口-蓬莱断裂等多重位置的分布情况，并将历史地震危险区，区域地质环境不稳定，和最终环境稳定评价相符。

三、结论

综上所述，随着新科技的发展，大地测量技术广泛使用，并且精准度和空间分布较快，各种势能不断提升，在大力测量监测方法上也在此基础上，不断积累。以往大地监测上，主要提供区域精准度上的测图基准和研究地球形状。使用综合性手段，观察地球变化，至今已经成为测量大地的主要手段。我国在地壳稳定性测量和监测基础上，进行现代大力测量的多种监测数据，并融合到地质环境稳定性的管理和检测中，获取了更好的效果，测量结果更加精细。

【参考文献】

[1]瞿申润.惠州市似大地水准面精度检测研究[J].测绘地理信息，2017，42（04）：73-76.

[2]邢乐林，孙文科，李辉等.用拉萨点大地测量资料检测青藏高原地壳的增厚[J].测绘学报，2011，40（01）：41-44+58.