芻議gps技術(shù)在山體滑坡變形監(jiān)測中應(yīng)用

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1、芻議GPS技術(shù)在山體滑坡變形監(jiān)測中應(yīng)用　　【摘要】隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)也快速發(fā)展起來，在山體滑坡中的應(yīng)用也越來越廣泛，本文分析了GPS技術(shù)在山體滑坡變形監(jiān)測中的應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】GPS技術(shù)山體滑坡變形監(jiān)測中圖分類號：P642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：現(xiàn)實世界中的許多災(zāi)害的發(fā)生與變形有著極為密切的聯(lián)系,例如地震、潰壩、滑坡以及橋梁的垮塌等等,都是典型的變形破壞現(xiàn)象。因而,變形監(jiān)測研究在國內(nèi)外受到了廣泛的重視。隨著各種大型建筑的大量涌現(xiàn)以及滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的頻繁發(fā)生,變形監(jiān)測研究的重要性更加突出,推動著變形監(jiān)測理論和技術(shù)方法的迅速發(fā)展。目前,變形監(jiān)測正向多門學(xué)科交叉聯(lián)合

2、的邊緣學(xué)科方向展,成為相關(guān)學(xué)科的研究人員合作研究的領(lǐng)域。已有的研究工作涉及到地殼形變、滑坡、大壩、橋梁、隧道、高層建筑、結(jié)構(gòu)工程及礦區(qū)地面變形等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對變形監(jiān)測的要求的不斷提高,變形監(jiān)測技術(shù)也在不斷地向前發(fā)展。全球定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositioning7System)作為20世紀(jì)的一項高新技術(shù),由于具有定位速度快、全天候、自動化、測站之間無需通視、可同時測定點的三維坐標(biāo)及精度高等特點,對經(jīng)典大地測量以及地球動力學(xué)研究的諸多方面產(chǎn)生了極其深刻的影響,在工程及災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用也越來越廣泛。然而,目前GPS在變形監(jiān)測方面的應(yīng)用也存在不足和局限性

3、。本文首先對常規(guī)大地測量技術(shù)、特殊變形測量手段、攝影測量技術(shù)和GPS技術(shù)用于變形監(jiān)測的現(xiàn)狀及其特點進(jìn)行總結(jié),然后對目前GPS用于變形監(jiān)測的模式、數(shù)據(jù)處理方法及其存在的問題作一介紹和分析,并探討其發(fā)展趨勢。變形監(jiān)測技術(shù)包括常規(guī)大地測量技術(shù)、特殊變形測量技術(shù)、攝影測量技術(shù)和GPS技術(shù)。在20世紀(jì)80年代以前,變形監(jiān)測主要是采用常規(guī)大地測量和某些特殊測量技術(shù)。常規(guī)大地測量,是采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測距儀、全站儀等常規(guī)測量儀器測定點的變形值,其優(yōu)點是:1)能夠提供變形體整體的變形狀態(tài);2)適用于不同的監(jiān)測精度要求、不同形式的變形體和不同的監(jiān)測環(huán)境;3)可以提供絕對變形信息。但

4、外業(yè)工作量大,布點受地形條件影響,不易實現(xiàn)自動化監(jiān)測。特殊測量手段包括應(yīng)變測量、準(zhǔn)直測量和傾斜測量,它具有測量過程簡單、可監(jiān)測變形體內(nèi)部的變形、容易實現(xiàn)自動化監(jiān)測等優(yōu)點,但通常只能提供局部的和相對的變形信息。7攝影測量技術(shù)包括地面攝影測量技術(shù)和航空攝影測量技術(shù)。近10年來,近景攝影測量在隧道、橋梁、大壩、滑坡、結(jié)構(gòu)工程及高層建筑變形監(jiān)測等方面得到了應(yīng)用,其監(jiān)測精度可達(dá)到毫米級。與其它變形監(jiān)測技術(shù)相比較,近景攝影測量的優(yōu)點是:1)可在瞬間精確記錄下被攝物體的信息及點位關(guān)系;2)可用于規(guī)則、不規(guī)則或不可接觸物體的變形監(jiān)測;3)像片上的信息豐富、客觀而又可長期保存,有利于

5、進(jìn)行變形的對比分析;4)監(jiān)測工作簡便、快速、安全。近幾年發(fā)展起來的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù),也在建筑物及滑坡等變形監(jiān)測中得到了成功的應(yīng)用，并顯示出良好的應(yīng)用前景。此外,空中攝影測量技術(shù)亦在較大范圍的地面變形監(jiān)測中得到了應(yīng)用。但由于攝影距離不能過遠(yuǎn),且大多數(shù)的測量部門不具備攝影測量所需的儀器設(shè)備,攝影測量技術(shù)在變形監(jiān)測中的應(yīng)用尚不普及。GPS技術(shù)的應(yīng)用給測量技術(shù)帶來了一場深刻的革命。據(jù)資料介紹,國外從20世紀(jì)80年代開始用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測。從90年代以來,世界上許多國家紛紛布設(shè)地殼運(yùn)動GPS監(jiān)測網(wǎng),為地球動力學(xué)研究和地震與火山噴發(fā)預(yù)報服務(wù)。例如,日本國土地理院從1993年開

6、始了GPS連續(xù)觀測網(wǎng)的籌建工作,到94年日本列島已建立由210個GPS連續(xù)觀測站組成的連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(COSMOS),目前的觀測站總數(shù)已發(fā)展到1000多個。該系統(tǒng)于1994年10月1日正式起用,10月4日就監(jiān)測到北海道東部近海8.1級大地震,并清晰地記錄了地震前后的地殼形變。此后,又成功地捕捉到三陸遠(yuǎn)海地震及兵庫縣南部地震的地殼形變。1995年1月17日16時35分,在日本阪神7.2級大地震后,該系統(tǒng)在進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、精細(xì)地監(jiān)測與分析地殼運(yùn)動方面起到了很大的作用。7GPS技術(shù)是監(jiān)測地殼形變和板塊運(yùn)動的有效手段。我國在利用GPS進(jìn)行地殼形變監(jiān)測方面起步較早。從1990年

7、開始,先后建立了多個全國性的GPS監(jiān)測網(wǎng)(包括中國地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)、國家GPSA級網(wǎng)等)和主要活動帶的區(qū)域性GPS監(jiān)測網(wǎng)(包括青藏和喜馬拉雅山地區(qū)、川滇地區(qū)、河西和阿爾金地區(qū)、新疆和塔里木地區(qū)、華北地區(qū)和福建沿海地區(qū)的GPS監(jiān)測網(wǎng)等),進(jìn)行了多期的復(fù)測和連續(xù)觀測,并利用這些資料首次建立了定量的中國大陸及其周圍地區(qū)地殼運(yùn)動的速度場,給出了中國大陸地殼水平運(yùn)動的基本特征,得到了中國地殼水平運(yùn)動呈現(xiàn)明顯的非均勻性,西強(qiáng)東弱,西部地區(qū)的地殼運(yùn)動受印度板塊強(qiáng)烈沖擊呈現(xiàn)南北向縮短、東西向伸展、有明顯塊體特點等重要結(jié)論。7GPS用于變形監(jiān)測的作業(yè)方式可分為周期性和連續(xù)性兩種模