滑坡變形監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展研究

甘泉宏

摘 要：根據(jù)近幾年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，多地頻現(xiàn)由地震、降雨亦或是水庫運(yùn)行或者工程建設(shè)等引起的高坡變形事故，事態(tài)突變則便會有進(jìn)一步導(dǎo)致大型滑坡和泥石流的危險(xiǎn)，對人們的生命安全產(chǎn)生極大的威脅。本文將在簡要分析當(dāng)前滑坡變形監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展，并列舉一部分實(shí)例，并在此基礎(chǔ)上對滑坡變形監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展方向提出思考和展望，旨在不斷精進(jìn)我國的滑坡變形監(jiān)測技術(shù)，為防治滑坡災(zāi)害提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：滑坡變形 監(jiān)測技術(shù) 滑坡監(jiān)測 地表位移

中圖分類號：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0052-02

滑坡本質(zhì)上是一種會給人們生產(chǎn)生活以及國民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)現(xiàn)帶來嚴(yán)重威脅的地質(zhì)災(zāi)害，為了有效防治滑坡以及其并發(fā)的其他災(zāi)害，我們理應(yīng)主動(dòng)盡可能多地獲取滑坡體的變形信息，為防治措施的順利施行奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的滑坡防治主要是通過群測群防的方式來獲取非重點(diǎn)滑坡的狀態(tài)信息，再輔之以另外的監(jiān)測手段來獲取重點(diǎn)滑坡的狀態(tài)信息，這種方式既耗工，也難以及時(shí)得到全面系統(tǒng)的滑坡前期的先兆信息。因此，如何突破傳統(tǒng)治理觀念的桎梏，尋求新的滑坡變形監(jiān)測技術(shù)的突破，對于今后的滑坡治理來說至關(guān)重要。

1 滑坡監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)前的滑坡監(jiān)測技術(shù)的研究和發(fā)展主要集中在監(jiān)測方式的變革以及儀器的優(yōu)勝劣汰方面。熟電子技術(shù)等現(xiàn)代物理技術(shù)在新型監(jiān)測儀表中已的廣泛的使用，為各種材料不同形式的收斂計(jì)以及測斜儀等的構(gòu)思和制作提供了便利條件，不僅使得測量精度更加精進(jìn)，也完善了儀表的結(jié)構(gòu)性，使之更加安全可靠?；伦冃伪O(jiān)測技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)也日漸成熟，該技術(shù)今后還將在多技術(shù)融合應(yīng)用、監(jiān)測數(shù)據(jù)深度挖掘與應(yīng)用以及新型儀器研究等繼續(xù)發(fā)揮無窮的潛力和作用。

2 常用滑坡變形監(jiān)測技術(shù)

國內(nèi)外比較常用的滑坡變形監(jiān)測技術(shù)可大致分為非接觸式變形監(jiān)測以及接觸式形變監(jiān)測兩種。

2.1 接觸式變形監(jiān)測

接觸式變形監(jiān)測技術(shù)是一種通過監(jiān)測儀器的感受元件與被測物體表面兩相接觸來進(jìn)行測量的監(jiān)測技術(shù)，它對于滑坡地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測發(fā)揮著非常重要的作用。接觸式變形監(jiān)測技術(shù)主要包括傳統(tǒng)大地測量技術(shù)、內(nèi)觀量測技術(shù)與光纖監(jiān)測技術(shù)以及GNSS監(jiān)測技術(shù)，將以其中的內(nèi)觀監(jiān)測與光纖監(jiān)測技術(shù)和大地測量監(jiān)測技術(shù)為例作簡要探討。

2.1.1 內(nèi)觀監(jiān)測與光纖監(jiān)測技術(shù)

內(nèi)觀監(jiān)測與光纖監(jiān)測技術(shù)主要應(yīng)用于監(jiān)測邊坡巖土體的內(nèi)部變形程度上。光纖監(jiān)測技術(shù)由于其所具備的抗電磁干擾、耐腐蝕、耐久性長等優(yōu)勢，很大程度上填補(bǔ)了傳統(tǒng)內(nèi)觀監(jiān)測儀器的缺口，可以幫助工作人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地獲得滑坡變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，極大地節(jié)省了工作人員準(zhǔn)確判斷出邊坡的滑移量以及滑動(dòng)位置的時(shí)間。同時(shí)，分布式光纖傳感技術(shù)的出現(xiàn)，對于滑坡變形監(jiān)測中傳統(tǒng)的點(diǎn)式監(jiān)測方式的變革產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，通過在滑坡體布置傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的方式，僅憑監(jiān)測系統(tǒng)便可以輕松感知坡體內(nèi)部相關(guān)參數(shù)的分布和大小，從而及時(shí)捕捉滑坡整體變形狀態(tài)和分布式監(jiān)測滑坡體。隨著內(nèi)觀監(jiān)測與光纖監(jiān)測技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，他一定能在未來的滑坡變形監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

2.1.2 大地測量監(jiān)測技術(shù)

大地測量技術(shù)是一種在采取傳統(tǒng)測量儀器的同時(shí)，輔之以合理的大地測量方法來達(dá)到變形監(jiān)測的目的。傳統(tǒng)的大地測量監(jiān)測技術(shù)雖然經(jīng)受了歷史的考驗(yàn)以及科學(xué)理論的檢測，比較成熟可靠，并且具備操作簡單以及容易觀測的優(yōu)勢，但很容易受制于地形條件和以及氣象條件，耗費(fèi)較多的時(shí)長和勞力，除此之外，它的連續(xù)觀測能力也不高，因此很多時(shí)候都不能夠很好滿足對滑坡體進(jìn)行連續(xù)以及自動(dòng)化監(jiān)測的需求。而測量機(jī)器人的出現(xiàn)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了滑坡變形監(jiān)測工作效率的提高，從而填補(bǔ)了傳統(tǒng)測量儀器的漏洞，并且測量機(jī)器人兼具了監(jiān)測數(shù)據(jù)精度高、監(jiān)測周期短以及時(shí)效性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在未來的滑坡變形自動(dòng)化監(jiān)測中的前途不可估量；將GNSS與高精度測量機(jī)器人、高等級水準(zhǔn)測量進(jìn)行對比，精度如表1所示。

2.2 非接觸式變形監(jiān)測

非接觸式變形監(jiān)測作為滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中另一種方式，以近景攝影監(jiān)測技術(shù)、低軌合成孔徑雷達(dá)差分干涉測量技術(shù)、地基差分干涉測量技術(shù)以及三維激光掃描監(jiān)測技術(shù)比較常見。接下來我們將以其中的三維激光掃描監(jiān)測技術(shù)以及近景攝影監(jiān)測技術(shù)為例作簡要探討。

2.2.1 三維激光掃描監(jiān)測技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是一種通過精度較高的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方法來取得滑坡體三維表面幾何圖形信息的技術(shù)，它不僅能夠使坡體的數(shù)字化完成得更加高效和迅速，還能充分完成對滑坡的三維建模以及虛擬重現(xiàn)。在采取三維激光掃描監(jiān)測技術(shù)對滑坡進(jìn)行變形監(jiān)測的過程中，不需要提前埋設(shè)監(jiān)測設(shè)備便可直接快速獲取滑坡體三維點(diǎn)精確的云數(shù)據(jù)，簡便快捷，在對既得的三維“面”式點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行過細(xì)致的計(jì)算和分析之后，能夠比較直觀地反映滑坡體實(shí)時(shí)的形態(tài)特性。但需要注意的是，該技術(shù)在應(yīng)用的過程中容易受制于自身技術(shù)特點(diǎn)以及監(jiān)測要求，產(chǎn)生海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)解析困難以及掃描距離受限等問題。

2.2.2 近景攝影監(jiān)測技術(shù)

近景攝影監(jiān)測技術(shù)是一種通過攝影的方式來進(jìn)行測量的方法，從而實(shí)現(xiàn)獲取近距離目標(biāo)的影像信息，確定其三維空間數(shù)據(jù)的目的。相較于的傳統(tǒng)監(jiān)測手段，近景攝影監(jiān)測技術(shù)在信息容量方面能夠更勝一籌。在對滑坡變形進(jìn)行監(jiān)測的過程中，近景攝影監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用能夠及時(shí)得到滑坡變形三維空間的信息，保證高位移監(jiān)測足夠精確。需要注意的一點(diǎn)是，近景攝影監(jiān)測技術(shù)在應(yīng)用的過程中可能會受到野外地形條件的束縛，導(dǎo)致監(jiān)測距離不能很好的滿足監(jiān)測要求，另一方面，著相機(jī)架設(shè)點(diǎn)位選取較難以及全天候工作適應(yīng)性差等問題也容易對近景攝影監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用造成不利影響。

3 結(jié)語

綜上所述，就現(xiàn)階段的情況來看，我國傳統(tǒng)的滑坡變形監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)取得了較為驕人的成果，并且，也在具體的滑坡災(zāi)害治理過程中獲得了一系列的突破。但是，滑坡變形監(jiān)測技術(shù)的成熟仍需要世人去不斷開拓和更新，在學(xué)科交叉融合技術(shù)的日趨完善和進(jìn)步的背景下，融合了科學(xué)家智慧結(jié)晶的新型的監(jiān)測儀器一件接一件地被創(chuàng)造出來，加之相關(guān)專業(yè)人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)合理的深度挖掘與應(yīng)用，這些都將成為促進(jìn)滑坡變形監(jiān)測技術(shù)獲得突破性進(jìn)展的源動(dòng)力。

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