GPS 測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理及環(huán)保方面的應(yīng)用研究

楊紅生

（新疆地礦局第三地質(zhì)大隊(duì)巴州新礦測(cè)繪中心，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)日益受到社會(huì)各界的關(guān)注和重視。所以，提高測(cè)量技術(shù)在準(zhǔn)確性就成為關(guān)鍵。目前，已經(jīng)有很多先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中得到了廣泛應(yīng)用，為此治理地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供一個(gè)非常好的發(fā)展平臺(tái)[1]。為此，本文以GPS測(cè)量技術(shù)在滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用展開(kāi)探討，旨在為地質(zhì)災(zāi)害治理及環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 GPS在滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

（1）滑坡地質(zhì)災(zāi)害:在特定環(huán)境下，受重力影響以及各種因素的作用，導(dǎo)致處于斜坡位置的巖土體，順著坡內(nèi)的軟弱面，向下滑動(dòng)形成的剪切現(xiàn)象。

由于滑坡與很多工程存在很大聯(lián)系，由此又可分為很多類型，如發(fā)生在水庫(kù)區(qū)域的滑坡，和公路區(qū)域的滑坡以及自然類型的滑坡等很多類型[2]。

（2）滑坡的變形監(jiān)測(cè)：對(duì)于滑坡的監(jiān)測(cè)而言，針對(duì)其內(nèi)部應(yīng)力的監(jiān)測(cè)是一個(gè)方面，同時(shí)還包括對(duì)滑坡體外部的整體監(jiān)測(cè)，以及地下水位情況和區(qū)域降水等因素都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在滑坡體監(jiān)測(cè)中變形監(jiān)測(cè)是其最主要的內(nèi)容，對(duì)滑坡的判斷具有非常重要的作用。在對(duì)滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，大地測(cè)量手段現(xiàn)已得到了非常廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中，通過(guò)電磁波測(cè)距三角高程和全站儀導(dǎo)線就可獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

近年來(lái)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，其在對(duì)物體進(jìn)行定位時(shí)是在衛(wèi)星信號(hào)下的接收下而獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者研究表明應(yīng)用IGS精密星歷和最新版本的GAMIT高精度GPS數(shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)，中短邊相對(duì)中誤差優(yōu)于1.4×10-7，長(zhǎng)邊相對(duì)中誤差優(yōu)于1.8×10-9，最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差水平分量?jī)?yōu)于2mm，對(duì)于滑坡精度監(jiān)測(cè)能夠起到很好的控制作用，而高程監(jiān)測(cè)可直接使用通過(guò)網(wǎng)平差獲得地高精度的大地高差[3]。

監(jiān)測(cè)站點(diǎn)之間不用通視，大大減少了工作量。而且利用無(wú)線通信技術(shù)可以將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)處理中心，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)。

（3）GPS滑坡監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)、觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理：在對(duì)滑坡體進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，可以將GPS定位技術(shù)進(jìn)行很好地應(yīng)用，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行有效布設(shè)，然后進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)GPS技術(shù)還有數(shù)據(jù)處理和分析功能。

對(duì)滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，一般通過(guò)滑坡監(jiān)測(cè)坐標(biāo)系（自定義）就能對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)。具體操作過(guò)程中，位置基準(zhǔn)可以通過(guò)一個(gè)坐標(biāo)進(jìn)行假定，但假定過(guò)程中應(yīng)當(dāng)將其設(shè)置在滑坡體以外的基巖位置上，同時(shí)應(yīng)當(dāng)最少設(shè)置兩個(gè)。通過(guò)全站儀就能夠?qū)鶞?zhǔn)點(diǎn)存在的邊長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)其就能為滑坡監(jiān)測(cè)提供有效的尺度基準(zhǔn)。同時(shí)，通過(guò)復(fù)測(cè)邊長(zhǎng)能夠有效地對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)。利用滑坡體主軸線就能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)網(wǎng)的方向基準(zhǔn)進(jìn)行確定，滑坡位移情況就可以通過(guò)坐標(biāo)系統(tǒng)X軸方向進(jìn)行確定，這就能夠更加充分的對(duì)滑坡體進(jìn)行深入的研究。

布設(shè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以設(shè)置在滑坡的兩側(cè)區(qū)域以及其主軸線上，同時(shí)為達(dá)到理想的觀察效果，應(yīng)當(dāng)合理的選擇觀測(cè)墩以及基準(zhǔn)點(diǎn)?；麦w尚處在蠕變時(shí)期，通常不會(huì)產(chǎn)生較大的位移現(xiàn)象。在觀測(cè)設(shè)備上最好選用雙頻GPS接收機(jī)，并配備扼流圈天線。

2 GPS滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)分析

根據(jù)前面的理論分析與實(shí)例研究，可以得出，利用GPS定位技術(shù)進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)時(shí)具有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）測(cè)站間無(wú)需保持通視：由于GPS定位時(shí)測(cè)站間不需要保持通視，因而可使變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)更為自由、方便?？墒÷栽S多中間過(guò)渡點(diǎn)，且不必建標(biāo)，從而可節(jié)省大量的人力物力。

（2）可同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維位移：采用傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)時(shí)，平面位移通常是用方向交匯，距離交匯，全站儀極坐標(biāo)法等手段來(lái)測(cè)定；而垂直位移一般采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法來(lái)測(cè)定。利用GPS定位技術(shù)來(lái)進(jìn)行變形時(shí)則可同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維位移。

（3）全天候觀測(cè)：GPS測(cè)量不受氣候條件的限制，在風(fēng)雪雨霧中仍能進(jìn)行觀測(cè)。這一點(diǎn)對(duì)于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)是非常有利的。

（4）易于實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的自動(dòng)化：由于GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)采集工作是自動(dòng)進(jìn)行的，而且接收機(jī)又為用戶預(yù)備了必要的入口，故用戶可以較為方便地把GPS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成無(wú)人值守的全自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不但可保證長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，而且可大幅度降低變形監(jiān)測(cè)成本，提高監(jiān)測(cè)資料的可靠性。

（5）可獲得高精度（mm級(jí)）：mm級(jí)的精度已可滿足一般崩滑體變形監(jiān)測(cè)的精度要求。需要更高的監(jiān)測(cè)精度時(shí)應(yīng)增加觀測(cè)時(shí)間和時(shí)段數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)受到滑坡危害和可能受到滑坡危害的地區(qū)約占陸地面積的1/5～1/4。平均每年至少造成15～20億元的經(jīng)濟(jì)損失，使大約1500～2000人喪失。利用GPS技術(shù)進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)，具有常規(guī)測(cè)量方法無(wú)法比擬的特殊優(yōu)勢(shì)，因而在滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)中已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用，成為一種新的更有效的監(jiān)測(cè)手段，為地質(zhì)災(zāi)害的治理提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的治理來(lái)說(shuō)起到了極強(qiáng)的指導(dǎo)作用，同時(shí)也是每一位作業(yè)者在地質(zhì)災(zāi)害治理任務(wù)的完成中，確保高質(zhì)量、高效率的最有力保障，在最大程度上將地質(zhì)環(huán)境所存在的可能性有效減緩。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，今后在治理地質(zhì)災(zāi)害時(shí)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用也將更加廣泛。

[1]陳祥軍，王景春.地質(zhì)災(zāi)害防治.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015，（10）.

[2]高照忠，魏海霞.GPS測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].大眾科技，2015，（05）：143-143.

[3]史惠存.大比例尺航空影像圖制作及在礦山地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用[D].東華理工大學(xué)，2015，（07）：111-112.