低溫雪上環境場地場館精準形變監測系統方案研究

張穎芝 姚勇

一、前言

依托北斗高精度定位系統，結合風力、風向、溫度、濕度、降水量、雪深等傳感器數據，可以實現低溫雪上環境下的場地場館精準形變監測。

本文提供一套技術方案，通過研究雪場關鍵位置精準定位與傳感設備布設方案，結合雪場GIS/BIM模型數據，構建覆蓋雪場區域的毫米級雪層/雪上場館形變監測系統，實現對冬奧雪場的全天候連續實時精準監測，同時形成多級預警機制，將監測點位異常狀況信息推送至不同應急管理部門，切實保障冬奧場館運營安全。

二、關鍵技術研究

（一） 技術方案

目前監測雪層厚度變化的方式主要依賴于雪深儀的監測，主要通過反射雪層表面至雪深儀的高差來對雪層厚度進行識別。北斗多傳感器系統主要監測地面位移變化，通過北斗基準站、北斗監測站以及滲壓計、固定式測斜儀、雨量計、裂縫計等設備結合，對地表及地面深處的位移變化進行2小時靜態毫米級的監測，并根據監測值得變化結果進行實時預等服務。對地面和雪層厚度的監測方式目前應用比較廣泛且成熟。

但對于一些大型高山滑雪賽事的比賽場地（如冬奧會），其地勢往往陡峭且地質結構復雜，再加上大量的觀眾對賽場的沖擊，會對山地地質結構產生較大的影響。而雪層厚度的實時變化會對運動員的比賽結果造成一定程度的影響。由于雪深儀的監測是相對結果，在監測其變化時，無法準確判定是由于地面沉降引起的雪層厚度變化，還是冰雪融化引起的雪層厚度變化，如果因為地面沉降，但雪層厚度實際上沒有發生變化，一味進行人工造雪也會對比賽產生影響，而且會威脅到運動員及觀眾的生命安全。……