GPS 測量技術在地質(zhì)災害治理及環(huán)保方面的應用研究

楊紅生

（新疆地礦局第三地質(zhì)大隊巴州新礦測繪中心，新疆 庫爾勒 841000）

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，環(huán)境保護日益受到社會各界的關注和重視。所以，提高測量技術在準確性就成為關鍵。目前，已經(jīng)有很多先進的測量技術在地質(zhì)災害治理中得到了廣泛應用，為此治理地質(zhì)災害的發(fā)生和保護生態(tài)環(huán)境提供一個非常好的發(fā)展平臺[1]。為此，本文以GPS測量技術在滑坡地質(zhì)災害監(jiān)測中的應用展開探討，旨在為地質(zhì)災害治理及環(huán)境保護提供參考。

1 GPS在滑坡地質(zhì)災害監(jiān)測中的應用

（1）滑坡地質(zhì)災害:在特定環(huán)境下，受重力影響以及各種因素的作用，導致處于斜坡位置的巖土體，順著坡內(nèi)的軟弱面，向下滑動形成的剪切現(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：對于滑坡的監(jiān)測而言，針對其內(nèi)部應力的監(jiān)測是一個方面，同時還包括對滑坡體外部的整體監(jiān)測，以及地下水位情況和區(qū)域降水等因素都應當進行監(jiān)測。在滑坡體監(jiān)測中變形監(jiān)測是其最主要的內(nèi)容，對滑坡的判斷具有非常重要的作用。在對滑坡進行監(jiān)測的過程中，大地測量手段現(xiàn)已得到了非常廣泛的應用。在進行變形監(jiān)測過程中，通過電磁波測距三角高程和全站儀導線就可獲得相應的數(shù)據(jù)。

近年來GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，其在對物體進行定位時是在衛(wèi)星信號下的接收下而獲得的相關數(shù)據(jù)，國內(nèi)外專家學者研究表明應用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)，中短邊相對中誤差優(yōu)于1.4×10-7，長邊相對中誤差優(yōu)于1.8×10-9，最弱點點位中誤差水平分量優(yōu)于2mm，對于滑坡精度監(jiān)測能夠起到很好的控制作用，而高程監(jiān)測可直接使用通過網(wǎng)平差獲得地高精度的大地高差[3]。

監(jiān)測站點之間不用通視，大大減少了工作量。而且利用無線通信技術可以將觀測數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)處理中心，以實現(xiàn)遠距離監(jiān)測。

（3）GPS滑坡監(jiān)測網(wǎng)的布設、觀測與數(shù)據(jù)處理：在對滑坡體進行監(jiān)測的過程中，可以將GPS定位技術進行很好地應用，通過對監(jiān)測網(wǎng)進行有效布設，然后進行監(jiān)測，獲得相關數(shù)據(jù)，同時GPS技術還有數(shù)據(jù)處理和分析功能。

對滑坡進行監(jiān)測過程中，一般通過滑坡監(jiān)測坐標系（自定義）就能對監(jiān)測網(wǎng)進行布設。具體操作過程中，位置基準可以通過一個坐標進行假定，但假定過程中應當將其設置在滑坡體以外的基巖位置上，同時應當最少設置兩個。通過全站儀就能夠?qū)鶞庶c存在的邊長進行監(jiān)測，通過其就能為滑坡監(jiān)測提供有效的尺度基準。同時，通過復測邊長能夠有效地對基準點的穩(wěn)定性進行檢驗。利用滑坡體主軸線就能夠?qū)ΡO(jiān)測網(wǎng)的方向基準進行確定，滑坡位移情況就可以通過坐標系統(tǒng)X軸方向進行確定，這就能夠更加充分的對滑坡體進行深入的研究。

布設變形監(jiān)測點，可以設置在滑坡的兩側區(qū)域以及其主軸線上，同時為達到理想的觀察效果，應當合理的選擇觀測墩以及基準點。滑坡體尚處在蠕變時期，通常不會產(chǎn)生較大的位移現(xiàn)象。在觀測設備上最好選用雙頻GPS接收機，并配備扼流圈天線。

2 GPS滑坡地質(zhì)災害監(jiān)測的優(yōu)點分析

根據(jù)前面的理論分析與實例研究，可以得出，利用GPS定位技術進行滑坡地質(zhì)災害監(jiān)測時具有下列優(yōu)點：

（1）測站間無需保持通視：由于GPS定位時測站間不需要保持通視，因而可使變形監(jiān)測網(wǎng)的布設更為自由、方便。可省略許多中間過渡點，且不必建標，從而可節(jié)省大量的人力物力。

（2）可同時測定點的三維位移：采用傳統(tǒng)的大地測量方法進行變形監(jiān)測時，平面位移通常是用方向交匯，距離交匯，全站儀極坐標法等手段來測定；而垂直位移一般采用精密水準測量的方法來測定。利用GPS定位技術來進行變形時則可同時測定點的三維位移。

（3）全天候觀測：GPS測量不受氣候條件的限制，在風雪雨霧中仍能進行觀測。這一點對于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害監(jiān)測是非常有利的。

（4）易于實現(xiàn)全系統(tǒng)的自動化：由于GPS接收機的數(shù)據(jù)采集工作是自動進行的，而且接收機又為用戶預備了必要的入口，故用戶可以較為方便地把GPS變形監(jiān)測系統(tǒng)建成無人值守的全自動化的監(jiān)測系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不但可保證長期連續(xù)運行，而且可大幅度降低變形監(jiān)測成本，提高監(jiān)測資料的可靠性。

（5）可獲得高精度（mm級）：mm級的精度已可滿足一般崩滑體變形監(jiān)測的精度要求。需要更高的監(jiān)測精度時應增加觀測時間和時段數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國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)濟損失，使大約1500～2000人喪失。利用GPS技術進行滑坡地質(zhì)災害的監(jiān)測，具有常規(guī)測量方法無法比擬的特殊優(yōu)勢，因而在滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害的監(jiān)測中已經(jīng)得到了很廣泛的應用，成為一種新的更有效的監(jiān)測手段，為地質(zhì)災害的治理提供了強大的技術支持。

3 結語

綜上所述，GPS測量技術在地質(zhì)災害治理中的應用，對地質(zhì)災害的治理來說起到了極強的指導作用，同時也是每一位作業(yè)者在地質(zhì)災害治理任務的完成中，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測量技術的不斷更新與發(fā)展，今后在治理地質(zhì)災害時GPS測量技術的應用也將更加廣泛。

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

[2]高照忠，魏海霞.GPS測量技術在地質(zhì)災害監(jiān)測中的應用[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)境治理中的應用[D].東華理工大學，2015，（07）：111-112.