徠卡GeoMoS自動監測系統在滑坡外部變形監測中的應用

重慶交通大學土木建筑學院 潘國兵

重慶市高新工程勘察設計院有限公司 李沁羽

徠卡測量系統貿易(北京)有限公司 張 維

徠卡測量新技術應用專欄

徠卡GeoMoS自動監測系統在滑坡外部變形監測中的應用

重慶交通大學土木建筑學院 潘國兵

重慶市高新工程勘察設計院有限公司 李沁羽

徠卡測量系統貿易(北京)有限公司 張 維

一、引 言

近年來，我國地質災害發生頻繁。根據中國地質環境監測院地質災害調查監測室的數據，在地震、崩塌、滑坡、泥石流等危害巨大的地質災害中，滑坡所占的比率高達60%以上。因此，做好地質災害監測和預警，特別是滑坡體的監測和預警，對于有效地減少直接經濟損失和人員傷亡顯得尤為重要。常規的滑坡變形監測方法監測周期長，不具備實時性，并且在極端天氣情況下，常規監測基本無法進行監測數據的采集工作，而在此條件下，滑坡往往又處于最容易發生滑動的狀況，必須進行監測。為此，須有一種簡便的，無人值守的，自動的動態監測方法，可在很短的時間間隔內，迅速完成滑坡的變形監測，為滑坡的變形狀態提供監測數據，從而有效地保障人民的生命與財產安全。

二、徠卡GeoMoS自動監測系統

徠卡新一代全自動監測系統GeoMoS，通過十幾年來對極坐標自動測量系統(APS Win)在監測工程中經驗的積累和在GPS最新RTK技術、GPS參考站技術、現代大型數據庫技術、網絡通信技術和多種傳感器技術等方面的擴展和升級，現已發展成為一個集GPS、全站儀(TPS)、傾斜傳感器、各種氣象和地質傳感器等多種傳感器于一體;可以實現計算機遠程控制和配置;具備自動報警和消息發送功能，能按照既定程序進行自動應急處理;并實現實時可視化、數字化分析結果的24小時不間斷運行的現代化綜合監測系統。因此，徠卡GeoMoS自動監測系統能有效地解決滑坡的監測的實時性、自動化和網絡化監測等問題。

三、徠卡GeoMoS自動監測系統在滑坡外部變形監測中的應用

1.項目介紹

三峽庫區試驗性蓄水至172 m后，云陽縣涼水井滑坡于2008年11月開始出現變形(如圖1所示)，滑坡后緣弧形拉裂縫與側邊界裂縫已貫通，側邊界裂縫已抵達江邊，滑體前部已出現多條張裂縫。宏觀變形情況表明，該滑坡已具備整體滑動條件，滑坡體若滑入長江，則直接危害長江航道行船安全，因此必須對此滑坡進行24小時實時觀測，為滑坡的處置措施的制定提供重要的參考數據。

圖1 涼水井滑坡全貌圖

2.監測系統的建立

整個監測系統由基準網和觀測點二級構成。

在滑坡體外穩定區域選取3個基準點構成三角邊角基準網，其中觀測點位于滑坡對岸。編號為JD1、JD2、JD3。

滑坡體監測點布置依據整體與局部兼顧的原則，選取具有代表性的剖面或點位的原則布置。根據勘察資料、滑坡地形地貌特點及滑坡變形特點選擇了主滑方向的五條剖面1-1’、2-2’、3-3’、4-4’和5-5’為控制剖面，在其上選擇關鍵點，盡量做到縱橫方向均能連成控制線。最終在滑坡體上布置了24個地表水平位移監測點。基準點和監測點布置圖如圖2所示。為減少對中誤差對觀測精度的影響，基準點和觀測點均采用強制對中裝置。

圖2 監測網平面分布示意圖

3.監測實施過程

在基準點JD1上安置TCRA1201+R1000自動全站儀，以JD2為后視方向、JD3作為檢核方向建立測量基準，然后通過必要的設置，徠卡自動測量系統可對長江對岸的24個監測點進行全天候無人值守監測，監測數據通過Internet傳輸回監控中心，通過GeoMoS軟件進行自動處理和分析，若出現滑動速度加快的情況，系統將向有關部門發出預警信息。監測實施流程如圖3所示。

4.數據處理

采集的監測數據通過徠卡滑坡位移自動監測系統軟件進行處理，它是整個智能全站儀滑坡監測系統的控制核心，數據解算的結果可以按照多種要求進行二維和三維圖形化分析，監測成果直觀，一目了然。

圖3 無線GPRS/CDMA通信方式系統網路方案

四、結束語

我國疆域遼闊，地質環境復雜，影響地質災害發育的自然地質條件也復雜多樣，加之地質災害具有分布廣、類型多、頻度高、強度大等特點，地震、崩塌、滑坡、泥石流等已經成為對我國危害最大的地質災害。尤其是近年來，隨著礦產資源開采及山區工程開發活動的增強，崩塌、滑坡、泥石流等地質災害大有愈演愈烈之勢。災害的監測預警成為有效地減少災害的危害程度的重要手段，而監測的自動化、智能化和網絡化已經成為目前滑坡安全監測勢在必行的趨勢。可以預見，徠卡GeoMoS監測系統將在我國滑坡自動化監測和遠程管理中發揮重要作用，其所采用的現代化大型數據庫和網絡通信構架，為將各個滑坡的原始監測數據通過遠程數據訪問方式傳送到遠離滑坡的控制中心或者大壩監測中心提供了可靠的技術保障。同時，統一的滑坡監測平臺也使得各種傳感器的數據集成、自動化采集、監控、報警、圖形和數字分析、系統備份成為一件易于維護的工作。一旦系統投入自動化運營，無須再投入任何人力就可以在世界上任何時間和地方查詢某處滑坡的安全運營數據，從真正意義上實現滑坡的遠程安全監控管理。

(本專欄由徠卡測量系統和本刊編輯部共同主辦)