徕卡GeoMoS自动监测系统在滑坡外部变形监测中的应用

重庆交通大学土木建筑学院 潘国兵

重庆市高新工程勘察设计院有限公司 李沁羽

徕卡测量系统贸易(北京)有限公司 张 维

徕卡测量新技术应用专栏

徕卡GeoMoS自动监测系统在滑坡外部变形监测中的应用

重庆交通大学土木建筑学院 潘国兵

重庆市高新工程勘察设计院有限公司 李沁羽

徕卡测量系统贸易(北京)有限公司 张 维

一、引 言

近年来，我国地质灾害发生频繁。根据中国地质环境监测院地质灾害调查监测室的数据，在地震、崩塌、滑坡、泥石流等危害巨大的地质灾害中，滑坡所占的比率高达60%以上。因此，做好地质灾害监测和预警，特别是滑坡体的监测和预警，对于有效地减少直接经济损失和人员伤亡显得尤为重要。常规的滑坡变形监测方法监测周期长，不具备实时性，并且在极端天气情况下，常规监测基本无法进行监测数据的采集工作，而在此条件下，滑坡往往又处于最容易发生滑动的状况，必须进行监测。为此，须有一种简便的，无人值守的，自动的动态监测方法，可在很短的时间间隔内，迅速完成滑坡的变形监测，为滑坡的变形状态提供监测数据，从而有效地保障人民的生命与财产安全。

二、徕卡GeoMoS自动监测系统

徕卡新一代全自动监测系统GeoMoS，通过十几年来对极坐标自动测量系统(APS Win)在监测工程中经验的积累和在GPS最新RTK技术、GPS参考站技术、现代大型数据库技术、网络通信技术和多种传感器技术等方面的扩展和升级，现已发展成为一个集GPS、全站仪(TPS)、倾斜传感器、各种气象和地质传感器等多种传感器于一体;可以实现计算机远程控制和配置;具备自动报警和消息发送功能，能按照既定程序进行自动应急处理;并实现实时可视化、数字化分析结果的24小时不间断运行的现代化综合监测系统。因此，徕卡GeoMoS自动监测系统能有效地解决滑坡的监测的实时性、自动化和网络化监测等问题。

三、徕卡GeoMoS自动监测系统在滑坡外部变形监测中的应用

1.项目介绍

三峡库区试验性蓄水至172 m后，云阳县凉水井滑坡于2008年11月开始出现变形(如图1所示)，滑坡后缘弧形拉裂缝与侧边界裂缝已贯通，侧边界裂缝已抵达江边，滑体前部已出现多条张裂缝。宏观变形情况表明，该滑坡已具备整体滑动条件，滑坡体若滑入长江，则直接危害长江航道行船安全，因此必须对此滑坡进行24小时实时观测，为滑坡的处置措施的制定提供重要的参考数据。

图1 凉水井滑坡全貌图

2.监测系统的建立

整个监测系统由基准网和观测点二级构成。

在滑坡体外稳定区域选取3个基准点构成三角边角基准网，其中观测点位于滑坡对岸。编号为JD1、JD2、JD3。

滑坡体监测点布置依据整体与局部兼顾的原则，选取具有代表性的剖面或点位的原则布置。根据勘察资料、滑坡地形地貌特点及滑坡变形特点选择了主滑方向的五条剖面1-1’、2-2’、3-3’、4-4’和5-5’为控制剖面，在其上选择关键点，尽量做到纵横方向均能连成控制线。最终在滑坡体上布置了24个地表水平位移监测点。基准点和监测点布置图如图2所示。为减少对中误差对观测精度的影响，基准点和观测点均采用强制对中装置。

图2 监测网平面分布示意图

3.监测实施过程

在基准点JD1上安置TCRA1201+R1000自动全站仪，以JD2为后视方向、JD3作为检核方向建立测量基准，然后通过必要的设置，徕卡自动测量系统可对长江对岸的24个监测点进行全天候无人值守监测，监测数据通过Internet传输回监控中心，通过GeoMoS软件进行自动处理和分析，若出现滑动速度加快的情况，系统将向有关部门发出预警信息。监测实施流程如图3所示。

4.数据处理

采集的监测数据通过徕卡滑坡位移自动监测系统软件进行处理，它是整个智能全站仪滑坡监测系统的控制核心，数据解算的结果可以按照多种要求进行二维和三维图形化分析，监测成果直观，一目了然。

图3 无线GPRS/CDMA通信方式系统网路方案

四、结束语

我国疆域辽阔，地质环境复杂，影响地质灾害发育的自然地质条件也复杂多样，加之地质灾害具有分布广、类型多、频度高、强度大等特点，地震、崩塌、滑坡、泥石流等已经成为对我国危害最大的地质灾害。尤其是近年来，随着矿产资源开采及山区工程开发活动的增强，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害大有愈演愈烈之势。灾害的监测预警成为有效地减少灾害的危害程度的重要手段，而监测的自动化、智能化和网络化已经成为目前滑坡安全监测势在必行的趋势。可以预见，徕卡GeoMoS监测系统将在我国滑坡自动化监测和远程管理中发挥重要作用，其所采用的现代化大型数据库和网络通信构架，为将各个滑坡的原始监测数据通过远程数据访问方式传送到远离滑坡的控制中心或者大坝监测中心提供了可靠的技术保障。同时，统一的滑坡监测平台也使得各种传感器的数据集成、自动化采集、监控、报警、图形和数字分析、系统备份成为一件易于维护的工作。一旦系统投入自动化运营，无须再投入任何人力就可以在世界上任何时间和地方查询某处滑坡的安全运营数据，从真正意义上实现滑坡的远程安全监控管理。

(本专栏由徕卡测量系统和本刊编辑部共同主办)