作為一種空間數(shù)據(jù)獲取方法,衛(wèi)星定位是現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)科的代表技術(shù)之一。以GPS為代表的GNSS測(cè)量技術(shù)出現(xiàn)后,隨即在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了嘗試和應(yīng)用?;谌?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的定位技術(shù),具有精度高、全天候、測(cè)點(diǎn)之間非視距等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今廣泛應(yīng)用的監(jiān)測(cè)手段。
目前,在我國(guó)南方地區(qū),已有很多應(yīng)用案例,通過借助滑坡裂縫監(jiān)測(cè)儀、滑坡裂縫計(jì)、傾斜儀、GNSS等自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備,對(duì)山體滑坡跡象進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)回傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),以便系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)預(yù)警。
其中,GNSS監(jiān)測(cè)設(shè)備,是對(duì)易滑坡山體變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)、分析和發(fā)展態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)的專業(yè)測(cè)量?jī)x器,常被安裝在地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)外穩(wěn)定區(qū)域。其主要功能是確定各個(gè)變形體的形狀、大小、及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征,以實(shí)現(xiàn)在發(fā)生山體滑坡等危險(xiǎn)之前進(jìn)行預(yù)警、預(yù)報(bào)。
在滑坡變形監(jiān)測(cè)解決方案中,GNSS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)分別在距離形變體以及與其保有一定距離的穩(wěn)定區(qū)域建立若干監(jiān)測(cè)站、基準(zhǔn)站。每個(gè)監(jiān)測(cè)站結(jié)合基準(zhǔn)站數(shù)據(jù),以載波相位差分法進(jìn)行精密數(shù)據(jù)處理,進(jìn)而得到監(jiān)測(cè)站的絕對(duì)位置坐標(biāo),這一方法也是公認(rèn)的現(xiàn)有GNSS精密定位方法中,可靠性最強(qiáng)、精度最高的一種。
最終,通過與往期監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比,進(jìn)而得出監(jiān)測(cè)體位移形變信息。
案例:四川涼山阿土列爾村滑坡變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用
阿土列爾村,位于四川涼山彝族自治州,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜且脆弱,山高坡陡,地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多面廣危害大。這就導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害隱患,成為了制約當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活極為不利的因素。目前,該區(qū)域存在8處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),威脅人數(shù)超700人。
為有效消除地質(zhì)災(zāi)害隱患,涼山州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站專家結(jié)合實(shí)際建議,可利用技術(shù)手段,自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和掌控地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展變化情況,為應(yīng)急防災(zāi)避險(xiǎn)留出第一時(shí)間。2019年3月,阿土列爾村開始建立地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
在對(duì)該村八處地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行充分評(píng)估的基礎(chǔ)上,相關(guān)技術(shù)人員確定先對(duì)4處地災(zāi)隱患點(diǎn),布設(shè)監(jiān)測(cè)儀器。通過采用13套自動(dòng)化實(shí)時(shí)GNSS,1臺(tái)自動(dòng)化雨量站,1套自動(dòng)預(yù)警廣播系統(tǒng),2臺(tái)長(zhǎng)視距激光視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施專業(yè)監(jiān)測(cè)。例如,在不穩(wěn)定斜坡和特土村威脅較大、居民集中的不穩(wěn)定斜坡建地表位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外,還采用了實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)的聲光報(bào)警裝置。
據(jù)工程師介紹,前端所有設(shè)備采集到的數(shù)據(jù),都會(huì)接入“涼山州地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息平臺(tái)”,同時(shí)也接入了四川省級(jí)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通。這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)后,系統(tǒng)再利用數(shù)字模型對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,若結(jié)果超過臨界值,就將自動(dòng)向現(xiàn)場(chǎng)和管理部門及專職人員發(fā)布預(yù)警信息。
從5月到現(xiàn)在,盡管自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備還沒有實(shí)質(zhì)性地發(fā)出過預(yù)警,但通過開展專業(yè)監(jiān)測(cè)研究,開展大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,可以修正并步步逼近該區(qū)域降雨誘發(fā)地災(zāi)的臨界值,或是位移的臨界值,也就是人們常說的“閾值”有效提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的精準(zhǔn)度,對(duì)近區(qū)域防災(zāi)也具有重要指導(dǎo)作用。
另外,通過設(shè)置各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的閾值,系統(tǒng)通過不間斷輪巡監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)異常數(shù)值,立即發(fā)送通知至管理人員,管理人員可結(jié)合多種因素評(píng)估是否進(jìn)行預(yù)警發(fā)布。