GNSS技术在我国南方山村滑坡变形监测中的应用

位于四川凉山州的阿土列尔村,通过采用13套GNSS自动化实时监测设备,实现了对当地地质灾害发展变化情况的自动化实时监测。

  作为一种空间数据获取方法,卫星定位是现代测绘学科的代表技术之一。以GPS为代表的GNSS测量技术出现后,随即在变形监测领域得到了尝试和应用。基于全球导航卫星系统(GNSS)的定位技术,具有精度高、全天候、测点之间非视距等优点,成为当今广泛应用的监测手段。

GNSS技术在我国南方山村滑坡变形监测中的应用

GNSS技术用于滑坡变形监测,资料图

  目前,在我国南方地区,已有很多应用案例,通过借助滑坡裂缝监测仪、滑坡裂缝计、倾斜仪、GNSS等自动监测设备,对山体滑坡迹象进行24小时不间断监测,实时回传监测数据,以便系统自动实时进行分析监测预警。

  其中,GNSS监测设备,是对易滑坡山体变形现象进行持续观测、分析和发展态势预测的专业测量仪器,常被安装在地质灾害隐患点外稳定区域。其主要功能是确定各个变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征,以实现在发生山体滑坡等危险之前进行预警、预报。

GNSS技术在我国南方山村滑坡变形监测中的应用

GNSS自动化监测示意图,资料图

  在滑坡变形监测解决方案中,GNSS自动化监测系统会分别在距离形变体以及与其保有一定距离的稳定区域建立若干监测站、基准站。每个监测站结合基准站数据,以载波相位差分法进行精密数据处理,进而得到监测站的绝对位置坐标,这一方法也是公认的现有GNSS精密定位方法中,可靠性最强、精度最高的一种。

  最终,通过与往期监测结果对比,进而得出监测体位移形变信息。

  案例:四川凉山阿土列尔村滑坡变形监测应用

  阿土列尔村,位于四川凉山彝族自治州,地质构造复杂且脆弱,山高坡陡,地质灾害点多面广危害大。这就导致地质灾害隐患,成为了制约当地群众生产生活极为不利的因素。目前,该区域存在8处地质灾害隐患点,威胁人数超700人。

  为有效消除地质灾害隐患,凉山州地质环境监测站专家结合实际建议,可利用技术手段,自动、实时监测和掌控地质灾害发展变化情况,为应急防灾避险留出第一时间。2019年3月,阿土列尔村开始建立地质灾害专业监测系统。

GNSS技术在我国南方山村滑坡变形监测中的应用

航拍悬崖村特土组地质灾害局部分布情况,资料图

  在对该村八处地质灾害进行充分评估的基础上,相关技术人员确定先对4处地灾隐患点,布设监测仪器。通过采用13套自动化实时GNSS,1台自动化雨量站,1套自动预警广播系统,2台长视距激光视频监测系统实施专业监测。例如,在不稳定斜坡和特土村威胁较大、居民集中的不稳定斜坡建地表位移进行实时监测。另外,还采用了实时联动的声光报警装置。

GNSS技术在我国南方山村滑坡变形监测中的应用

安装在地质灾害隐患点外稳定区域的GNSS基准点

  据工程师介绍,前端所有设备采集到的数据,都会接入“凉山州地质灾害监测预警信息平台”,同时也接入了四川省级地质灾害监测预警信息平台,实现了互联互通。这些数据传输到后端系统后,系统再利用数字模型对这些数据进行分析,若结果超过临界值,就将自动向现场和管理部门及专职人员发布预警信息。

  从5月到现在,尽管自动化监测设备还没有实质性地发出过预警,但通过开展专业监测研究,开展大数据统计分析,可以修正并步步逼近该区域降雨诱发地灾的临界值,或是位移的临界值,也就是人们常说的“阈值”有效提高风险预警的精准度,对近区域防灾也具有重要指导作用。

  另外,通过设置各类监测数据的阈值,系统通过不间断轮巡监测,发现异常数值,立即发送通知至管理人员,管理人员可结合多种因素评估是否进行预警发布。

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