李玉寶，羅家望，安靜

(西南科技大學(xué)，四川綿陽 621010)

北川地震遺址測量中的問題與處理方法

李玉寶?，羅家望，安靜

(西南科技大學(xué)，四川綿陽 621010)

在2008年5·12汶川大地震中，北川縣城是受災(zāi)最嚴(yán)重的地方之一。為紀(jì)念數(shù)以萬計的遇難者，國家正規(guī)劃建設(shè)北川地震博物館，以保護(hù)地震遺址。筆者有幸參與了地震遺址測量工作，在此謹(jǐn)就測量過程中的一些特殊問題及其處理方法，作簡要論述。

512地震；北川縣城；地震遺址保護(hù)；現(xiàn)狀測量

1 概 述

北川縣位于四川盆地西北部邊緣，縣城四面環(huán)山、一面臨水，震前是一個風(fēng)景秀麗、民風(fēng)淳樸的小城。

2008年5·12大地震中，北川縣城受到了毀滅性的破壞。山體崩塌掩埋了最繁華的街區(qū)，其余地方建筑物部分完全倒塌，沒有倒塌的也嚴(yán)重傾斜或者因底層坍塌而整體下墜。2008年9月，又遭遇了重大泥石流災(zāi)害，使城區(qū)南部地震后滑坡體堆積區(qū)原始地形、地貌受到極大破壞，如圖1所示。

北川災(zāi)后重建和地震遺址保護(hù)工作受到黨和國家領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注，是一個舉世矚目的建設(shè)項(xiàng)目。地震遺址測量工作的目的是為規(guī)劃、設(shè)計北川地震博物館，保護(hù)地震遺址提供基礎(chǔ)測繪資料，測量范圍是受災(zāi)最嚴(yán)重的縣城城區(qū)和著名北川中學(xué)所在的任家坪。

圖1 原北川縣城現(xiàn)狀縱覽

2 控制測量

鑒于GPS技術(shù)高精度、高效率的顯著經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢，控制測量采用GPS技術(shù)實(shí)施，各控制點(diǎn)之間施測四等水準(zhǔn)，以保證其相對高程精度。顧及到測繪資料的綜合利用，測量工作不允許采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。由于測區(qū)及附近地區(qū)沒有可使用的國家高級控制點(diǎn)，為此，采用的方法是:以雙頻GPS接收機(jī)分兩個時段觀測，并下載四川省測繪局災(zāi)后建設(shè)的連續(xù)跟蹤基準(zhǔn)站同步觀測數(shù)據(jù)與已知坐標(biāo)，按長基線平差方法解算出起算數(shù)據(jù)。實(shí)際工作上，使用了3個連續(xù)跟蹤基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，解算出4個起算點(diǎn)。3個基準(zhǔn)站與起算點(diǎn)距離較為均勻，大約為45 km。全部位于105°投影帶內(nèi)，如圖2所示。

圖2 起算數(shù)據(jù)解算網(wǎng)圖

控制網(wǎng)共設(shè)26個點(diǎn)，觀測采用9臺接收機(jī)靜態(tài)同步進(jìn)行，兩測段間公共點(diǎn)不少于兩個，使控制網(wǎng)構(gòu)成三角網(wǎng)型。高程部分采用電子水準(zhǔn)儀，按四等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求進(jìn)行，獲得測區(qū)內(nèi)控制點(diǎn)間精確高差。

平差以4個起算點(diǎn)作固定點(diǎn)約束平差，結(jié)果最弱邊相對中誤差1∶25 000，最弱點(diǎn)中誤差為6 mm。高程擬合4個點(diǎn)殘差近似為0，高程中誤差最大值13 mm。上述數(shù)據(jù)表明，用連續(xù)跟蹤基準(zhǔn)站同步觀測數(shù)據(jù)解算的起算點(diǎn)，與GPS控制網(wǎng)兼容性很好，取得了很高的精度。

3 地形測量

3.1 測量方法與側(cè)重點(diǎn)

(1)測量方法

地形測量采用GPS RTK與全站儀相結(jié)合的全數(shù)字化方法采集野外數(shù)據(jù)、計算機(jī)內(nèi)業(yè)編輯成圖的作業(yè)模式完成。GPS RTK主要用于滑坡體堆積和泥石流沖積區(qū)域，環(huán)繞城區(qū)的湔江河岸等開闊地帶的空間數(shù)據(jù)采集，而全站儀則用于城區(qū)地貌、地物的空間位置數(shù)據(jù)采集。由于城區(qū)建筑物損毀嚴(yán)重，如圖3所示，出于安全考慮不允許作業(yè)人員靠近，及山體滑坡區(qū)域非常陡峭而人員無法到達(dá)，相應(yīng)的地形數(shù)據(jù)采集工作采用全站儀免棱鏡測量模式完成。

圖3 嚴(yán)重?fù)p壞的建筑物

(2)側(cè)重點(diǎn)

測量工作在遵循國家基本技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，必須綜合考慮測繪成果用途和測區(qū)特殊性兩方面因素，靈活運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段，才能優(yōu)質(zhì)、高效地完成?；谏鲜鲈瓌t，本測量項(xiàng)目側(cè)重點(diǎn)為:

①地形圖是用于地震遺址保護(hù)規(guī)劃設(shè)計工作，其特點(diǎn)決定了絕大部分測量區(qū)域不會開展建設(shè)工作；另一方面，測區(qū)內(nèi)建筑物嚴(yán)重?fù)p毀，大多數(shù)未倒塌的建筑物已經(jīng)嚴(yán)重傾斜，其輪廓點(diǎn)底部和頂部投影錯位達(dá)數(shù)十厘米以上。因此，地貌、地物測量，在精度要求方面不必刻板執(zhí)行規(guī)范。

②山體滑坡范圍，滑坡體堆積、泥石流沖積區(qū)域是地震遺址的重要組成部分，必須準(zhǔn)確測定其范圍和堆積體形態(tài)，如圖4所示。

圖4 地震引起的山體滑坡

③作為供人們參觀、悼念的地震遺址，諸如公車交通站點(diǎn)、醫(yī)療點(diǎn)、休息點(diǎn)等公共服務(wù)設(shè)施是必要的。在不破壞地震后原貌的前提下，這些設(shè)施只能利用現(xiàn)存的空地建設(shè)。北川縣城本是山區(qū)小城，地勢狹窄，因此為數(shù)不多的幾處待建的空地及其周邊的損毀建筑物，是測繪的重要內(nèi)容，必須精確測量。

④損毀建筑物是地震遺址最重要的內(nèi)容，因此要測繪每一棟未完全倒塌的建筑物，并標(biāo)注其原所有單位名稱及現(xiàn)有樓層數(shù)(許多建筑物底層塌陷，現(xiàn)有樓層比震前樓層低一層)。

⑤街道現(xiàn)狀是規(guī)劃設(shè)計地震遺址保護(hù)的重要資料，因此必須準(zhǔn)確測量。測量內(nèi)容除通常的要素外，還包括被倒塌建筑物阻塞的范圍、山體滑坡滾落在道路上的巨石等。

3.2 特殊問題與處理措施

測區(qū)地形本身較復(fù)雜，加上地震后產(chǎn)生的滑坡、滾石，泥石流沖積產(chǎn)生的散落建筑物堆積體，溝壑、倒塌建筑物廢墟、尚未倒塌但歪斜嚴(yán)重的建筑物、折斷的橋梁、隆起錯位形成數(shù)十厘米以上高差的路面、被倒塌建筑物阻塞的街道、底層垮塌的樓房、被滑坡體掩埋的學(xué)校等特殊地貌、地物，因而測量工作存在許多值得研究的問題。鑒于有些地貌、地物，現(xiàn)行圖式、圖例不能表達(dá)，處理問題的基本原則是測定范圍，直接采用文字注記說明。結(jié)合實(shí)際情況，具體處理方法簡述如下:

(1)滑坡區(qū)、滑坡體堆積區(qū)、泥石流沖積區(qū)測量，采用RTK結(jié)合免棱鏡全站儀測其邊界及高程值，用地類界圈注其范圍，等高線表示其地形特征，并加注文字說明。

(2)嚴(yán)重傾斜未倒塌的建筑物，外業(yè)測量以底部輪廓測量為準(zhǔn)。考慮到測量人員的安全，采用免棱鏡非接觸測量。測量結(jié)果只取平面位置，高程注記按路面棱鏡測量值注記。對底層垮塌的樓房做樓層標(biāo)注時按現(xiàn)有樓層。

(3)被滑坡體掩埋的學(xué)校、單位、公司等測量所在地現(xiàn)狀，以文字注記原單位名稱。將散落的建筑物堆積體，倒塌的建筑物廢墟用地類界圈注范圍，并以文字說明，不注記高程。

(4)折斷的橋梁，不僅要測量出現(xiàn)存的部分，還要測量出垮塌部分，用地類界圈注垮塌范圍，加以文字注記。

(5)被倒塌建筑物，滑坡體堆積物阻塞的道路，測出其覆蓋區(qū)域邊界。并且文字注記；道路上的巨石采用同樣的方法表示。

4 小 結(jié)

數(shù)字化地形測量工作的理論與方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是北川地震遺址測量有其獨(dú)有的特殊性。測量工作必須不循常規(guī)，在深入分析設(shè)計工作對測繪成果具體要求的基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，才能優(yōu)質(zhì)高效的完成工作。

[1] 紀(jì)勇，周建鄭.數(shù)字測圖技術(shù)應(yīng)用教程[M].鄭州:黃河水利出版社，2008

[2] 李玉寶，曹智翔，余代俊等.大比例尺數(shù)字化測圖技術(shù)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社，2006

[3] 將輝，潘慶林，劉三枝.數(shù)字化測圖技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社，2006

The Problems and Solutions of Earthquake Ruins Measuring in Beichuan

Li YuBao，Luo JiaWang，An Jing
(Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010)

In 2008.512 Wenchuan earthquake，the Beichuan county is one of the worst－h(huán)it places.To commemorate the tens of thousands of victims，the government is planning and construction Beichuan earthquake ruins museum.The authors have participated in the earthquake ruins measurements，This paper discusses the existing problems，and puts forward some methods to solve them.

512 Wenchuan earthquake；Beichuan county；earthquake ruins；Surveying and mapping

1672－8262(2011)01－127－03

P217

B

2010—07—05

李玉寶(1956—)，男，高級工程師，長期從事控制測量、工程測量教學(xué)與研究。