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土地变形监测中GPS的应用分析

作者:李永超,吴桥军来源:《企业科技与发展》日期:2019-07-13人气:3

本质上来讲,GPS技术属于一种全新的空间定位技术手段,其最显著的特点主要体现在监测速度快、精确度以及实效性强等方面,而且有助于全方位对土地变形情况等进行自动化监控。

1  GPS技术在变形监测监控中的应用关键点分析

如果利用GPS技术对土地变形情况进行监测,则需借助先进的平差软件技术手段和平台。从目前的情况来看,学者们正在加紧监测软件系统的研发,比如TGPPS、相关类型的其他软件技术和系统等。基于这些先进软件技术的辅助应用,对特定的原始信息数据进行处理,可获得实时观测网结论。基于上述流程处理,再分析平差并获得整体监测结论。现阶段土地变形监测过程中的GPS技术应用过程中,应当包含以下关键点:

1.1  实时在线监测与分析

近年来以无线电传输为代表的各种先进技术手段得以广泛的应用,与之对应的地理信息数据监测技术在当前土地监测以及建筑行业中的应用日渐深入。针对部分地区出现的土地变形、地壳变形以及滑坡和建筑物变形等问题,利用GPS技术手段即可对其进行有效监测与控制。在线监测的主要目标是为了构建动态的监控体系,其中包含无线传输、有线传输和数据信息采集等内容。在全方位监测过程中,基于无线电传输技术的应用可对特定终端进行传输。在此过程中,土地变形监测涉及到地形规律,应当密切关注变化趋势,并且提供全方位的数据参考。可视化工具的应用,可以适用于土地变形监测,由于该种技术手段与GIS、GPS等技术手段密切结合在一起,因此可以构建一套智能化的远程预警和监测体系。比如,降雨会导致潜在的山体滑坡、土地变形等灾害,针对这些现象应当进行全面观测,采用多元化的线性回归技术手段进行实时监测。在GPS技术应用过程中,不能忽视降雨量与时间之间的

联系,在此基础上构建精确度较高的土地灾害预警防范体系。 

1.2  小波分析

土地变形监测过程中的GPS技术应用过程中,可用来实现小波分析。近年来针对国内大型建筑进行全方位的精确监测时,小波分析不可或缺。由于噪声、外在相关因素的影响,因此传统模式下的土地变形监测结论精确度会受到一定的影响,其中涉及到多波段信息数据,其干扰和影响在所难免。实践中为了能够有效改进这一现状,在变形监测过程中可以适用小波分析。对于小波分析而言,其结合了时间以及频率两类分辨率,二者又分别适用于频率高、频率低的两种变形监测。在全过程变形分析基础上,针对多样性的土地变形信息数据就可精确提取,并且将其有效地应用到动态滤波、分离不同频率。小波分析有助于噪声处理以及辨别粗差,对其全面优化其精确度具有显著的作用。

1.3  集成系统

对于GPS技术而言,其在监测过程中的应用应当及时进行改进,否则信号覆盖区就会相对较窄,而且噪声干扰也将呈现出多元化特点,垂直监测密度相对较低。为改进这一现状,实践中应当基于GPS技术所涉及的局限性予以全部消除。比如,3S监测技术的应用,有利于构建集成监测体系,紧密结合多种监测技术手段、措施与方法。近年来学者们正尝试着利用INSAR、GPS监测技术手段结合使用,利用四维形变得出精确度更高的监测结论。实践中若有必要对采空区状况进行测定,则可采用3S技术手段进行监测。通过组合定位来构建集成系统,提高定位精度。一般而言,其涉及到定位精度因子,在解算过程中可获得双差模糊度,并以此来判断精确度更高的集成系统状态。

除以上技术要点外,某些地区建造了密度较大的建筑群其中涉及到繁茂的丛林与高山峡谷。因独特地势条件的限制,丛林以及山谷等对卫星信号会产生遮蔽影响,不利于土地变形监测可靠性以及精确度。此种情况下,若仍沿用着传统的土地变形监测模式和手段,则与之对应的离散点将会更加的分散,难以实现对变形体的全方位覆盖。为此,GPS技术的应用应当满足精确度要求,若涉及到土地监测垂直位移,则可能会导致其精确性受到严重的影响。

2  GPS技术在土地变形监测过程中的应用实践

土地变形监测过程中的GPS技术应用,以连续性变形监测为主,采用的是固定仪器设备对土地变形物长时间的信息数据采集以及整理,以此来获取连续的信息数据,保持变形监测的较高时间分辨率。在GPS技术应用过程中的连续变形监测时,主要包括两种数据处理方法,一是静态相对定位,二是动态相对定位。实践中可以看到,无论采用哪种信息数据处理方式,在实际土地变形监测过程中均可达到变形测量准确性、连续性以及时效性要求。以某电视塔所在位置的土地变形监测为例,对GPS技术的应用分析如下。该电视塔的高度为316米,采用的是超高型钢筋混凝土施工模式。在检测应用实践中,本次土地变形监测共设置了四个基准点,为深入测量又增设了一个基准点,如下图所示。

图1  土地变形监测基准点布设示意图

在本次土地变形情况下监测过程中,由于时间比较紧,而且任务也非常的繁重,因此为了能够尽可能的获取基准数据信息,直接利用GPS技术对其进行观测;在此过程中,采用了三台WILD200双频测量系统,持续监测时间不少于90分钟,所得监测信息数据如下表所示。

表1  基准网观测点的坐标差及其稳定性统计表

监测序号                                                限差   稳定性

CD1 0.6 2.7 2.8 0.65 0.61 0.88 3.20 +

CD2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 +

CD3 0.7 0.1 0.7 0.62 0.56 0.84 2.50 +

CD4 2.5 1.3 2.8 0.61 0.71 0.98 3.10 +

表1中的Δx、Δy以及Δp分别代表的是X轴、Y轴以及点位平移距离;其中,m 代表的是尺度因子。对该塔监测200米高度塔中心线偏移和轴线绝对扭转量数据分析得到表2数据。

表2  电视台200米高度中心线偏移监测数据表

高度 X坐标 Y坐标 偏差 允许值

基准位置 785.839 671.789 0.05 0.100

200米 786.836 671.785

基于表2数据对该塔土地变形监测以及扭转位移绘图,如下图所示,塔中心线垂直偏移量小于6mm,而且轴线扭转也在5mm以内,符合限差要求。

对于上述监测工程而言,采用的GPS技术手段,在变形监测过程中所得的测量数据信息,可以看出土地变形监测技术的应用具有实时性以及连续性,而且准确度也非常的高。 

3  结语

总而言之,土地变形监测过程中的GPS技术应用,通过动态以及静态两种相对定位数据处理模式,大大提高了土地变形测量的精确性以及准确度,其应用效果非常的显著。



本文来源:《企业科技与发展》:http://www.zzqklm.com/w/qk/21223.html

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