汪 波，石明程

（青海省有色第一地質勘查院，青海 西寧 810000）

我國特殊的地質結構，造成了地災明顯的“東西分區(qū)”和“南北分帶”的特征，也導致了我國較高的地災發(fā)生頻率。監(jiān)測預警可以對地災發(fā)生做出超前預測，并提供科學的基礎數據和資料，是做好地災防治的首要工作。在我國科技快速發(fā)展的大環(huán)境下，災害檢測預警網絡已遍布各地，我國的地質災害的防治趨于穩(wěn)定。針對不同的地災，采用的監(jiān)測技術和方法并不相同，當然監(jiān)測效果也會有所差距。但針對類似巖體崩塌、山體滑坡、地質沉降等的地災，還需應用更為有效的監(jiān)測技術手段，才能實現最為有效的治理。

1 水工環(huán)地災治理中的遙感信息監(jiān)測技術

1.1 遙感信息技術應用原理與方法

遙感技術在水工環(huán)地質調查中應用廣泛，在對基礎的構造、地貌、水文等的信息獲取方面，具有效率高且信息完整的特點。通過獲取的影像特征可掌握地下水分布規(guī)律；通過對植被的間接分析探明地下潛水；遙感技術的穿透性可以呈現探明古河道分布特征；借助熱紅外圖像幫助查探地表水體等的確切位置，此外還能實現對水污染情況的監(jiān)測。

隨著高新技術的不斷發(fā)展和進步，遙感信息技術發(fā)生了“由單一到多源”、“由靜態(tài)到動態(tài)”的發(fā)展。該技術實現了對多源信息之間的復合分析,其中“復合”對象指的是遙感圖像、地圖、遙感信息、非遙感數據。它根據地物特征選取最佳的時相圖像，并通過合理分類算法加以分類。地災治理中，主要利用遙感信息技術起到對災害地質體的監(jiān)測作用，需要首先對獲取到的中等遙感影像中勘測數據加以研究，將危險區(qū)域識別出來，再通過對獲取的高等影像中勘測數據的研究，標出危險地質體。以上原理需要依賴精準度與多元化的實現。精準度的高低決定了其應用對象和目標的不同?！暗途取边m用于區(qū)域性的監(jiān)測，幫助監(jiān)測災害體制的變化。“高精度”則適用于重點或指定對象，開展對災害地質體的詳細監(jiān)測，以探明其活動性。

1.2 遙感信息技術的應用優(yōu)勢與不足

廣濟掃描遙感儀不僅對紅外光和可見光獲取技術進行了優(yōu)化，還擴展了服務波段，使遙感信息技術的應用增強了便利性。目前被用于地災治理監(jiān)測中的傳感器和遙感器已具備對更長波段電磁波的檢測能力，在紅外光和可見光檢測中已經達到納米等級。

遙感信息源價格昂貴，地災的預警預報需要做到實時或定期的獲取，因資金受限無法廣泛普及，僅僅被用于重點工程。而已有的高分辨率圖像也未被有效應用，遠離實際需求。遙感信息技術在地災監(jiān)測方面所發(fā)揮的作用并未被深入挖掘，主要被用于宏觀調查中，還需加大對該技術的研發(fā)力度。

2 地質沉降治理中的北斗定位監(jiān)測技術

2.1 北斗地質沉降監(jiān)測方法

北斗定位系統(tǒng)基于衛(wèi)星定位站參考技術，采用雙差解算模式，優(yōu)化RTK 技術，實現基準站及監(jiān)測站數據的同步處理。以基準點為依據，對發(fā)生的地質沉降監(jiān)測點產生的形變綜合判定。北斗定位地質沉降監(jiān)測的實現，需要依賴定位的精準度，因此稱為高精度北斗定位技術。針對電離層對電磁波存在的延遲問題，可通過雙頻接收機解決，同時對兩種頻率存在較大差別的載波信號進行處理。雖然在觀測數據上仍然存在誤差，但通過對觀測信息的利用，建立相關模型，存在的誤差便會被糾正消失。此外，偽距輸出、載波相位等均為北斗定位提供了定位解算的支持。

2.2 北斗地質沉降監(jiān)測的實現

首先，地下水的活動規(guī)律對地質沉降監(jiān)測至關重要，對不同氣候環(huán)境下的地下水位及水量的變化進行監(jiān)測，充分掌握其活動對地質沉降產生的影響。

其次，基準站的選取是監(jiān)測系統(tǒng)可靠性的保障?；鶞收拘枰鋫浔倍方邮諜C用以接收觀測數據。建設區(qū)域應為已知坐標，選擇地段穩(wěn)固區(qū)域。為了確保基準站建設區(qū)域獲取足夠的信號覆蓋范圍，應確保該區(qū)域內視野開闊、無遮擋，為避免基準站受到干擾，還需與高壓線、大型變電站保持足夠遠的距離，類似大功率的無線設施須盡可能避開。基準站無需人值守，須配備備用電源，通信須確保流暢、穩(wěn)定。

最后，做好監(jiān)測站設計工作。根據形變特征，合理設立檢測中心點，為了實現觀測目的，真實反映形變情況，還需為檢測點配備北斗衛(wèi)星接收機。檢測站點應選擇地質錯層、位移明顯的位置，觀察墩須控制合理的高度，以防被遮擋或多路徑反射，須控制在1.5m ～1.7m 之間。

2.3 通信網絡選擇

完成初步建設后，還應為站點之間的有效通信鏈路，建立通信網絡。適用于北斗地質監(jiān)測系統(tǒng)的通行方式有很多，比如無線藍牙、無線WIFI、ZigBee、有限光纖等。對于中心點間距小，且植被茂盛的區(qū)域，須采用無線傳輸的通信方式?；谙到y(tǒng)所收集的數據量較大，而站點與站點之間存在著適當的間距，往往是根據實際情況選擇通信方式的不同組合更為適用，也更能發(fā)揮通信自身的優(yōu)勢?！癈PE+無線基站+網橋”是現階段實踐中最理想的通信模式。

3 滑坡應急變形監(jiān)測中的GNSS技術

3.1 GNSS 技術檢測內容

圖1 為監(jiān)測數據分析邏輯構圖

①設置檢測基準站。檢測基準站須綜合考慮目標位置的山體走勢和形狀，結合巖土層結構以及滑坡區(qū)域實際情況，進行合理設置，②設置動態(tài)檢測點。該項工序是GNSS 技術監(jiān)測作業(yè)的主要部分，通過建立自動化檢測系統(tǒng)，完成對目標區(qū)域的掃描和信息數據的獲取，并包含對指定位置點的監(jiān)測。該項工序設置中需要密切注意通信系統(tǒng)的構建，嚴把通訊質量關，以防后期因數據收集的缺失導致監(jiān)測質量下降。③設置監(jiān)測信號接收站。該項工序是GNSS 技術滑坡應急變形監(jiān)測的重點，接收站位置的選擇，尤其是金屬礦產類，需要綜合考慮基準站的設置狀況，以防為后期的信號接收造成諧波干擾。④監(jiān)測數據處理。該部分主要包含對計算機軟件數據的處理和后期人工分析和評估。需要注意的是，二維及三維網間的平差處理，主要采用GPSADJ 系列軟件以及同濟大學的 TGPPS 靜態(tài)定位后處理軟件。如圖1 所示。

3.2 GNSS 技術應用特點

①高精度。GNSS 技術平面監(jiān)測數據的精度達到了5mm 級別。若能同時調用多余5 顆衛(wèi)星進行監(jiān)測作業(yè)，其精度級別可實現1cm。這種高精度的監(jiān)測數據，尤其對區(qū)域性的大范圍監(jiān)測至關重要，對于一些大型項目來說也同樣極為適用。②監(jiān)測模式多樣性。GNSS 技術監(jiān)測分為三種模式，分別為動態(tài)、靜態(tài)、快速三種。動態(tài)檢測精度在5mm 級別，實操中的誤差小于2cm。靜態(tài)監(jiān)測需要通過3 臺～5 臺接收機構建出檢測網，對指定區(qū)域實施作業(yè)。這種靜態(tài)監(jiān)測主要適用于平面工程類項目的變形監(jiān)測。而快速監(jiān)測則適用于短期內發(fā)生的邊坡變形或公路工程變形等。③全天候類型及地質類型作業(yè)。主要突出特點為不受氣候、地形的限制，適用于被信號覆蓋的各個區(qū)域。

3.3 GNSS 技術應用注意事項

設備質量的優(yōu)劣決定著GNSS 技術監(jiān)測效果是否良好，須合理選擇GNSS 技術監(jiān)測設備。實踐中運用較好的接收機諸如：海達單頻GNSS、華測GPS-X9 和北斗GNSS。設備的選擇須以運行可靠、信號接收穩(wěn)定、數據處理準確為標準，綜合考慮選用性價比高、適用度強的設備。

4 結語

綜上所述，水工環(huán)地質監(jiān)測技術種類多，每種監(jiān)測技術優(yōu)勢不同，監(jiān)測內容不同，適用范圍也不同。在對地災治理的應用中，需要結合實際情況合理選用，使監(jiān)測技術優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。監(jiān)測人員需規(guī)范操作，合理選擇監(jiān)測設備，提高監(jiān)測數據的準確性和監(jiān)測質量。