长安大学-地质灾害GPS监测布网与作业方案

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GPS定位测量的高精度、高效率和低成本是以测前 科学的技术设计和测后精确可靠的数据处理为基础的。 GPS测量的技术设计就是按照GPS测量规范要求,兼顾 精度、可靠性、经济性等指标,在测量前制订严格、 科学、切实可行的布网、观测及数据处理方案。
由于GPS测量技术是一种不断发展的技术方法,因 此,规范中某些条款在执行过程中可以商榷。但是, GPS测量规范仍是我们进行GPS测量的主要技术标准, 应按照GPS测量规范的统一标准,进行GPS网的设计和 制定外业工作方案。
自2004年以来,本课题组结合国土资源大调查项目 “汾渭盆地典型地区地裂缝地面沉降监测与防治”的实施, 运用现代先进的空间大地测量监测手段(GPS)建立了西 安地区地裂缝与地面沉降GPS监测网络,并定期开展了监 测工作,高精度、准确地监测获取和掌握了西安地区地面 沉降地裂缝的现今变形分布状况及其发展特征。
在小区域的滑坡、危岩体等地质灾害监测中,宜采 用测区独立坐标系。
在高精度变形监测中,特别是在地面沉降地裂缝监 测中,宜直接采用GPS大地高及其变化量来反映变形 体的垂直方向形变特征,而不宜将GPS大地高转换为 水准正常高,以避免人为降低GPS大地高的精度。
当要求提供1985国家高程基准或其他高程系统的高 程时,可按高程拟合、大地水准面精化等方法求得这 些高程系统的高程。在进行高程拟合时,应选择稳定 可靠的基准点或监测点作为拟合基准。
根据2004年国务院颁发的《地质灾害防治条例》规 定,地质灾害通常指由于地质作用引起的人民生命财产 损失的灾害。
地质灾害可划分为30多种类型。由降雨、融雪、地 震等因素诱发的称为自然地质灾害;由工程开挖、堆载、 爆破、弃土等引发的称为人为地质灾害。
常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的 崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等 六种与地质作用有关的灾害。
地质灾害监测技术方法
简易监测方法 人工巡视 常规大地测量技术 位移计、钻孔倾斜仪等土工方法 GPS测量技术 精密水准测量技术 InSAR监测技术 LiDAR监测技术 分层标监测技术 自动化仪器监测站 地下水动态监测技术 ……
专业监测 人工巡视
简易监测 钻孔倾斜仪
地质灾害GPS监测技术的优点
精度高 监测范围广 布点灵活 测站间无需通视 观测作业简便 全天候自动化连续监测 人工作业劳动强度低(相对于常规大地测量技术)
本课程主要侧重于对滑坡、地面沉降和地裂缝等常 见地质灾害的高精度GPS监测作业技术方案的介绍。
乌鲁木齐 全国典型滑坡分布图
长春
一 级阶 梯
雅 拉萨
鲁藏 布
地貌单元分界 大型滑坡灾害点
兰州 西宁
呼和浩特
级 北京
银川 西安 太原
沈阳


金 澜澜

成都

江 重庆





江昆明 江
贵阳 珠

郑州 河 武汉 江 长
• 编写提纲
– 概述:测区位置,项目概况 – 技术依据:合同、任务书、规范、标准… – 坐标系统与起算数据 – 网形设计 – 质量检核 – 选点埋石 – 外业观测 – 数据处理:软件、处理方法(包括基线解算与网平差) – 成果资料
二二、、GGPPSS监监测测的的坐坐标标系系统统与与参参考考基基准准
坐标系统
当GPS测量采用广播星历时,其相应坐标系为世界 大地坐标系WGS-84。当GPS测量采用精密星历时, 其坐标系为相应历元的国际地球参考框架ITRF YYYY。
在局部区域或城市地面沉降地裂缝的高精度GPS监测 中 , 宜 采 用 某 一 参 考 历 元 的 国 际 地 球 参 考 框 架ITRF YYYY作为GPS监测的坐标系统。
王利
长安大学地质工程与测绘学院
主要内容
概述 GPS监测的坐标系统与参考基准
精度指标
GPS监测网的技术设计
选点与埋石 野外观测 GPS观测数据处理
一一、、概概述述
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形 成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地 质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、 地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突 瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化, 土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤 盐碱化,以及地震、火山、地热害等。
同时,对开采地下液态资源引发的地面沉降区进行重点监 测,预测预报地面沉降的发展趋势,为政府部门控制或防治 地面沉降,合理开发和利用地下资源提供规划和决策依据。
并向全社会提供地面沉降监测信息,为国家减轻地面沉降 和地裂缝灾害提供技术支撑,为国民经济建设、城市建设和 人民的生命财产安全服务。
我国是较早开展地面沉降监测的国家之一,早期 的监测手段主要是精密水准测量技术、基岩标和分层 标技术等。随着GPS系统的发展和不断完善,自二十世 纪九十年代开始,天津、苏州、上海、江苏等省市陆 续开展了GPS监测地面沉降的试验和可行性论证工作, 而后依托国土资源大调查项目,GPS技术开始大范围地 应用于城市和区域地面沉降监测。
长沙 南昌

南宁
广州
上海 台湾省
200 km
海南省
西安地区的地面沉降情况及其危害
西安地面沉降的发展过程:
发展阶段
1 1970以前
2 1972-1978
3 1979-1983
4 1984-1995
5 1996-现在
沉降速率 (mm/a)
沉降特点
1-3 缓慢
70-90
超过 120
持续
减慢
开始加快
沉降漏斗出现
同时,我们也在多年从事地质灾害监测工作的基础上 总结出了一套适用于滑坡、地面沉降和地裂缝GPS监测的 技术指标及作业方案。
地质灾害GPS监测取得高质量成果的重要因素
变形监测的实践经验 高精度GPS监测的理论水平 科学、严谨的作业技术方案 高水平的作业队伍 合理、可靠的数据处理方案
GPS测量技术设计书的基本内容
影响范围持续 扩大
开始减慢
14条地裂缝等间距排列,覆盖面积达250km2
西安地面沉降和地 裂缝的危害
地面沉降引起地表积水
道 路 与 桥 梁 受 损




Hale Waihona Puke Baidu


路面变形破坏
民房开裂
管道错断
地面开裂、楼体变形
地面沉降灾害危及社会、经济等多方面的问题,引起了各 级政府的广泛重视。
因此,有必要查明和研究地面沉降区的水文地质工程地质 条件,为进行地面沉降理论研究和灾害评价提供基础资料和 数据。
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