监测技术在地质遗迹保护中的应用——以碣石山地质遗迹保护为例

李金营，李 岩，梁连猛

（1.无棣县金土地理信息科技有限公司，山东 无棣 251900；2.无棣县碣石山省级地质公园管理中心，山东 无棣 251900；3.无棣县国土资源局，山东 无棣 251900）

监测技术在地质遗迹保护中的应用
——以碣石山地质遗迹保护为例

李金营1，李 岩2，梁连猛3

（1.无棣县金土地理信息科技有限公司，山东 无棣 251900；2.无棣县碣石山省级地质公园管理中心，山东 无棣 251900；3.无棣县国土资源局，山东 无棣 251900）

随着社会的发展，地质遗迹保护受到各方重视，地质遗迹保护的方法不断完善，且趋于专业化和综合化。本文以碣石山为例，论述变形监测技术在碣石山地质遗迹保护中，具体的实施方法和作用。主要采用全球卫星固定定位技术，对碣石山地质遗迹进行定期检测和实时监测，以获得地表变形的高精度三维信息，进而展开相应的几何变形分析，对未来状况进行预测研究，为碣石山的地质遗迹安全，提供可靠技术支撑。

地质遗迹保护；变形监测；碣石山

0　引 言

地质遗迹是地球在其漫长演化过程中形成且不可再生的宝贵自然遗产，是人类经济建设中不可缺少的地质环境资源。碣石山于2012年成为山东省第八批批准的省级地质公园。碣石山地质公园属火山地貌景观的地质遗迹类型，主要包括火山熔岩地貌景观、火山机构地貌景观和火山碎屑堆积地貌景观，地质遗迹资源独特，具有极高的科学研究和观赏价值。为更好地保护碣石山地质遗迹，结合碣石山的实际情况，设计地质遗迹保护方案，采取针对性强的保护措施。

变形监测技术主要包括特殊变形测量技术、常规大地测量技术、GPS技术和摄影测量技术。本次项目采用全球卫星固定定位技术（GPS技术），在碣石山上定期组织地面变形监测，及时掌握碣石山山体变形情况，预防可能发生的坍塌、落石、山体滑坡等地质灾害。监测内容包括地表水平位移监测、地表沉降监测、山体各部位变形监测、坍塌监测，为碣石山的保护工作提供详实的数据。

1　测区地质形成

碣石山位于华北新生带沉降带埕宁隆起和济阳坳陷接触部的北端，区内主要的构造运动是断裂运动，境内主要有三个断裂带：下泊头断裂、棣南断裂和徒骇河农场断裂，伴随断裂而产生的差异性升降运动，发展成凹凸相间的构造格局。境内最老的岩浆岩是埕口凸起早前寒武纪酸性侵入岩，最新的岩浆活动是第四纪更新世碣石山的玄武岩喷发，喷发的岩浆沿下泊头断裂涌出，形成碣石山。碣石山也是山东省最年轻的火山，主要以火山地貌景观为特色，也是华北平原唯一露头的火山，属一中心式喷发形成的火山锥状地形。

2　变形监测网设计

2.1GPS变形监测网的布设

GPS变形监测网分两级布设，即基准网、监测网。GPS建立的滑坡变形监测网主要由3类网点构成。

第一类是基准点，特点是位置变化小或位置固定，从而作为监测网中的坐标基准及变形量分析比较的依据。在埋设基准点时，一般选择基岩稳固的地点，有时选在变形范围外，以满足长期稳定，利于保存的要求。

第二类是工作点，它是在实际测量中，由于基准点不方便直接使用或设立不合理，从而选取部分点进行过渡，这些点即“工作点”。工作点是为测量服务的，一般埋设在靠近观测对象的位置，在观测期间要求尽量保持稳定。

第三类是变形监测点，其能较好地体现监测对象变形的点，一般选取在建筑物的地基，或者滑坡、高边坡位置。

监测网设计地质遗迹点和易坍塌点埋设一个变形监测点，构成格网状，共计划布设32个监测点。

2.2监测点设计

参照《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314―2009，GPS变形监测网中基准点、监测点均采用强制观测台的形式。在设计观测台时要考虑以下因素。

2.2.1观测台在作为平面、高程控制方面精度较高

观测台具有架设稳定、强制对心、固定高度、占地面积小、桩型稳定等优点。由于项目要求平面、高程精度很高，且要求观测多期，采用在普通城市水准点上架设三脚架的观测方法根本无法满足精度要求，必须建设、埋设强制观测台。

2.2.2观测台具有预制和安装方便的特点

观测台主要采用钢筋和混凝土、碎石、大理石块等材料，预制工艺比较简单，安装时先浇捣底座基础，等底座稳固后，再将上部观测台安装定位，粉刷装潢等。

3　技术实施带来的效益与评价

3.1地面变形情况得到实时监控

地面变形监测技术，能对碣石山地质公园内的地面变形起到实时监测，从而能第一时间掌握园区内现状，为园内遗迹保护提供充足资料，避免地质遗迹的破坏和相关地质灾害带来的不利影响。

3.2地质遗迹保护更加得心应手

地面变形监测把园区内的地质活动动态低展现出来，使相关保护部门及时了解和预测未来可能发生的变化，从而提前做出相应预警，采取及时有针对性的措施。园区内的火山地貌景观、人文景观将会得到合理与科学的开发和保护。

3.3建设与保护更有针对性

碣石山地面变形监测技术，能反映出园区内变动大的地面和变化明显的区域，在开发利用时，避开不适合建设的地方，保护生态脆弱区域，处理好建设与保护的矛盾。同时，要有针对性地设立重点保护区、限制开发区、易建设区，让不同的地段发挥最大效益，促进公园及周边生态环境的良性发展。

主要参考文献

［1］胡友健，梁新美，许成功.论GPS变形监测技术的现状与发展趋势［J］.测绘科学，2006（5）.

［2］杨柳.变形监测技术的发展与应用［J］.山西建筑，2008（26）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.16.132

F592.7

A

1673-0194（2015）16-0185-01

2015-06-11