GPS技术在滑坡监测中的应用

　　滑坡是我国比较常见的地质灾害，对当前的人们的生活和财产带来了很大的威胁，所以必须要加强对于滑坡的监测和预防。GPS定位技术作为一项全天候、自动化、灵活便捷的三维定位系统，为滑坡监测提供了便利。本文就山西省灵丘县唐河水库段陕京管道对GPS技术在滑坡监测中的应用做出探究，并由我中心对勘探所在地进行1∶200地形图测绘，对滑坡体在勘察施工期间进行变形监测。

　　为了预防滑坡事故，我们需要获取滑坡体的变形信息。传统的监测方式主要是通过群测群防获取非重点滑坡的状态信息，同时利用一般的监测技术来得知滑坡的状态信息。这种方式比较耗费人力物力。GPS技术则为中尺度以上的范围监测带来了技术支持，这项技术日新月异，为大面积的滑坡动态监测研究做出了突出贡献。山西省灵丘县唐河水库段陕京管道地质灾害勘查工程位于山西省灵丘县西约20km的东河南镇韩於地村附近，地理坐标为东经114°01′10″，北纬39°22′42″，南部有京原铁路，北侧紧邻广偏公路，测区海拔约1130m，属山区地貌。在这个地段一旦发生滑坡事故就会给人们的生活带来很大的损失，为了防止突发性互动，就需要建立起滑坡预防系统。

　　1. 滑坡监测

　　1.1 滑坡监测的重要性

　　滑坡作为比较严重的地质灾害，主要因为是无法事先准确预测出发生时间、地点和强度。正是由于这种突发性的特点，当前世界上的普遍作法是以防治为主，所以需要靠滑坡监测来获取数据作为预防依据。

　　1.2 滑坡外部变形监测

　　滑坡外部变形监测主要包括对于滑坡的表面位移监测和深部位移监测，这两种监测手段还可以相互验证。滑坡表面唯一监测是滑坡外部变形监测的重点内容，通过测量的数据可以获取滑坡体位移量的大小、方向以及变形速率，这是监测滑坡的重点，也是判断滑坡是否稳定的依据。

　　1.3 GPS自动化的特点介绍

　　GPS自动化监测原理是利用GPS卫星定位系统、计算机技术等实现在线获取形变体的三维坐标。通过实时数据监测，来对形变体进行自动化判断，具有很突出的优点：

　　(1)不受环境干扰。

　　(2)不需要通视，适合野外实时监测。

　　(3)数据比较同步，有利于作为判断依据。

　　(4)数据采集速度快，使用快捷。

　　(5)数据采集精度高。

　　(6)能够全天监测，节省人力。

　　正是由于GPS具有以上几个显著优点，所以在滑坡监测中得到了广泛的应用，可以作为一项有效的监测手段。另外，虽然GPS的大地高精度虽然比较差，但是其各点的高差还是有一定的价值的。因此，我们可以认为各点的大地高差值基本恒定，精度在毫米级，满足三等水准的精度要求，可以满足山体滑坡监测垂直位移的精度，因此采用GPS方法进行观测是可行的。

　　2. 监测布设

　　2.1 监测人员和设备

　　我中心共投入1个测量组4名技术人员，全站仪1台，GPS接收机4台，计算机1台，惠普HPDesignJet500绘图仪1台，佳能i400喷墨打印机1台;采用南方CASS2008地形地籍成图软件成图，滑坡监测采用南方测绘S86GPS接收机静态观测时间大于30分钟。

　　2.2 平面控制测量

　　本测区采用1954年北京坐标系，高斯投影，3度分带，中央子午线114°;高程系采用1956年黄海高程系统。首级平面控制测量采用唐河水电站测图期间控制点GPS4、GPS5、GPS19及GPS2，经现场踏勘检查，标志完好，经复核成果满足成图要求，可供利用，图根控制测量采用GPSRTK测量。控制测量图如图1所示。

　　2.3 地形测量

　　监测之前首先要检查周围环境，要求在检测路段方圆两公里内没有高压线，没有大功率电台，地势开阔，便于GPS卫星信号的接收，提高检测数据精度。

　　本测区地形图测绘使用全站仪配合GPS-RTK进行数字化采集，内业使用广州CASS2008软件成图。成图格式为广州CASS2008-2004软件的.dwg格式。地形图基本等高距为0.5m，高程注记至0.01m。

　　测量时要找到基准点，本次测量选取各种建筑物、构筑物按地物和地面相交几何图形作为该建筑物的范围线，即以建筑物墙基础外角为准。施工期间以当地建设现状为准，本测区内的灌木林地均为标记植被符号。

　　2.4 数据处理

　　滑坡监测采用GPS静态观测，基准点采用唐河水电站测图期间控制点GPS4、GPS5及GPS19，由于基准点埋设时间较长，经复测满足监测基准点要求。变形点布设6个，利用已有点位5个，新埋点位1个，新埋点位采用如下形式。

　　观测采用4台南方灵锐S86GPS接收机，静态标称精度为平面3mm+1PPm、高程5mm+1PPm，同步观测时间大于30分钟，由于勘查面积比较小，沉降观测基线距离超短，给观测平差带来一定影响，再就是施工工期较短，观测周期短，期间为2011年1月1日至2011年1月25日，给滑坡的位移速率评价带来一定难度。结合以上测量结果，统计并整理数据得到沉降量的折线图如图2所示。

　　2.5 结果分析

　　从监测结果看，滑坡体位移量比较大，速率较快，建议进一步加强监测，采取治理措施，防止事故发生。结合当前的天气、水文、地质等情况可以得知，滑坡近期的变形主要原因在于最近暴雨条件下降水量过大，使得滑坡的总体重量增加，但是其基岩透水性差，这就使得雨水大量富集土体逐渐软化，滑坡体强度逐渐降低，容易变形形成滑面。

　　结论

　　滑坡的监测是一项长期的工作，通过在监测中应用GPS技术能够有效地减少测量误差，给监测工作带来了很大的便捷。本文通过分析了在进行滑坡变形监测的数据采集时应用GPS技术，并对数据进行处理，通过分析数据得到滑坡变形的现状。当前，由于受到气候、固体潮、电离层等影响，GPS监测还存在着一些尚需解决的问题，这就需要我们操作人员还要继续进行技术改革，探究出一套精度更加高的、便捷的、受环境影响的技术。随着科学技术的发展以及GPS应用领域的不断拓展，GPS技术必然将会在变形监测方面上广泛应用起来。通过更加科学的监测工作，利用更加便捷的方式，将会大大减少测量人员的危险系数，增加对滑坡预测的准确度，降低因为滑坡给人们造成的危害。