基于北斗的超长基线解算在滑坡基准点监测中的应用探讨

基于北斗的GNSS监测,因为具有高精度、范围大、易于自动化、全天候等特点,被广泛使用于地质灾害滑坡监测。北斗自动化监测、全站仪监测等位移监测都需要建立一个或者多个基准点,再对滑坡区域进行测量。基准点的定位与形变监测精度精确与否,直接关系的滑坡灾害的监测精度。本文研究了一种基于北斗的超长基线解算软件,用于监测基准点的变化问题,通过测试数据分析探讨了其在滑坡基准点监测中的应用价值。     

SBAS-InSAR技术在西藏江达县金沙江流域典型巨型滑坡变形监测中的应用

滑坡是一种破坏力极强的地质灾害,对滑坡易发区域进行长期有效的时序形变监测是研究机理和防灾减灾的重要途径,小基线雷达干涉测量技术（SBAS-InSAR）在滑坡等地质灾害形变监测中的应用为当前地灾防治提供了新的手段。文章使用SBAS-InSAR技术对西藏江达县金沙江流域发生的典型滑坡灾害进行了时序形变特征分析。首先,基于2017年7月—2018年12月的23景Sentinel-1A影像数据,获取了江达县东部及其周边区域在时间跨度内的形变分布图以及时序形变特征;在此基础上,结合区域内沃达和白格2处滑坡的实地勘探资料和现有研究成果验证了形变探测结果的准确性;另监测数据显示沃达滑坡中部及前缘位置存在明显形变,且部分位置的形变量超过100 mm,白格滑坡的残留体同样存在较大的形变,尤其是边界区域存在明显的形变漏斗,最大形变量超过110 mm。同时在金沙江流域西岸存在2处滑坡隐患区域,累计沉降量均超过45 mm,最大形变速率分别为?53 mm/a和?45 mm/a。基于数据分析和现场勘查,表明SBAS-InSAR技术在滑坡灾害的形变监测方面是一种有效手段,另江达县金沙江多处岸坡在不断发生形变,应进一步加强该区域地质灾害形变监测,必要时提前开展防治工作。     

基于虚拟参考站技术的滑坡高精度位移监测系统设计与实践

采用北斗卫星定位技术对滑坡地表位移进行实时监测是构建"人防+技防"地质灾害监测预警体系的有效技术手段。本文梳理了目前北斗位移监测系统的应用现状,分析了"一点一基站"模式在规模化应用中存在的问题,提出了基于虚拟参考站(Virtual Reference Station,VRS)技术的滑坡高精度位移监测系统设计方案,并结合黄土地区滑坡监测预警工作实际需求在陕西省榆林市佳县开展了示范应用,总结出"虚拟基站+自适应解算"的技术路线,为北斗卫星定位技术在地质灾害监测预警中规模化应用提供了实践经验。     

综合InSAR技术和多源SAR数据在滑坡变形监测中的应用——以吉林治新村滑坡为例

为实现对吉林省治新村滑坡的有效监测,文章选取2017年27景Sentinel-1A数据,基于小基线雷达干涉测量技术(SBAS-InSAR)对治新村滑坡进行形变监测,分析了其时序演化态势。选用2016、2017年2景ALOS-2数据,采用差分雷达干涉测量技术(D-InSAR)监测了该滑坡形变体的特征。SBAS-InSAR对滑坡形变时序演化态势进行监测,而D-InSAR则主要对滑坡具体的形变体进行形变监测,且L波段的ALOS-2数据穿透性强于C波段的Sentinel-1A数据,可以获得更完整的干涉信息,两者监测结果可交叉验证,提高结果的可靠性。SBAS-InSAR监测结果表明：治新村滑坡汇水区滑坡后缘在监测期间发生了沉降,并且在2017年7月5—29日期间滑坡后缘地表沉降达12.47 mm,监测期间平均沉降速率为2.88 mm/a;位于山谷的受威胁居民区发生了抬升,至2017年12月8日平均累计抬升达19.59 mm,监测期间平均抬升速率19.99 mm/a。D-InSAR结果显示：治新村滑坡汇水区斜坡存在5处主要变形体,面积最大变形体17 973 m²,位于西侧斜坡...     

北斗卫星定位在机场高填方远程变形监测中的应用

分析北斗高精度定位技术应用在机场高填方工程变形监测中的优势与可行性,设计了基于北斗卫星定位的高填方机场变形监测系统。该系统中通过载波相位差分技术实现了北斗高精度定位,通过4G无线网络传输数据,将机场变形监测数据传输到云服务器,实现了远程自动测量。通过太阳能板和蓄电池,实现了稳定供电。为确定监测设备每天测量时长,设计试验分析北斗竖向测量精度与定位时长的关系。试验结果表明,每天定位时长为60 min的情况下北斗静态相对定位垂直方向精度优于3.6 mm,可以满足机场高填方变形监测的需求,且监测时长继续增加时精度提高不明显。通过定时开关设置在机场布置的监测设备每天工作70 min。     

基于GPRS的滑坡灾害实时监测与信息传输系统研究

研究将滑坡监测与数据实时传输相结合,根据应用需要,采用位移传感器、GPRS网络数据实时传输技术和TCP/IP协议组网技术,构建滑坡位移实时监测系统。实践证明该系统工作稳定,使用方便。     

基于SBAS-InSAR技术的白鹤滩水电站库岸潜在滑坡变形分析

库岸潜在滑坡变形分析是保障国家水利水电设施安全运行的重要环节,针对仅利用单一轨道SAR数据对库岸潜在滑坡变形监测不准确的问题,采用SBAS-InSAR技术,联合升降轨Sentinel-1 SAR数据构建研究区2019年7月至2021年7月的雷达视线方向形变时间序列,并结合无人机野外调查,分析白鹤滩水电站库岸典型潜在滑坡的变形特征。结果表明：（1）受蓄水因素影响,白鹤滩水电站库岸潜在滑坡形变平均增速达10 mm/a以上,库岸稳定性受到破坏;（2）蓄水量变化是当前库岸滑坡发育的关键性诱因,在蓄水和降雨等因素共同作用下,白鹤滩水电站库岸潜在滑坡存在失稳风险;（3）升降轨SAR数据结合的方式能有效克服单一轨道导致的几何畸变等问题,使水电站库岸潜在滑坡变形监测更加准确、全面。研究结果有助于了解库区蓄水对库岸潜在滑坡变形趋势的影响,可为区域尺度防灾应急管理提供科学支持。     

鲜水河断裂带炉霍段地震滑坡空间分布规律分析

鲜水河断裂带炉霍段具有极强的活动性,一旦发生地震,极有可能引发大量的滑坡等地质灾害。研究区发育1973年地震滑坡179个（通过现场调查识别出43个）,1973年以前地震滑坡62个。本文研究数据基于1973年179个及1973年以前62个地震滑坡,共计241个地震滑坡。利用统计分析方法研究了1973年179个地震滑坡分布与烈度及震中距的关系,分析了241个地震滑坡发育的滑动方向、地层岩性、地形坡度、相对高程及在断裂不同位置的分布特征。结果显示：（1）炉霍断裂地震滑坡规模以小型为主;（2）集中于Ⅸ～Ⅹ度烈度区内;（3）距震中0～5km及10～15km范围内密度最大;（4）滑动方向多与断裂斜交,交角介于35～75;（5）断裂南东段滑坡数量多于北西段,北东盘多于南西盘,北西段的北东盘滑坡个体面积较大;（6）滑坡多发育于T2-3r地层中;（7）主要分布于斜坡的中下部,相对高程主要介于30～60m;（8）发育坡度多介于30～45,具有规模越大,坡度越小的特点。     

基于MSBAS技术的金沙江上游色拉滑坡形变分析

金沙江缝合带是滑坡灾害的高发区,且具有较大的堵江威胁。以堵江风险较高的色拉滑坡为研究对象,选取高时间分辨率的升降轨Sentinel-1A/B数据,利用MSBAS InSAR技术对该滑坡展开地表形变监测研究。文章在利用不同轨道的Sentinel-1A/B获取色拉滑坡2018—2020年间的二维动态形变时间序列的基础上,分析了典型特征点形变时间序列特征。结果表明,在2018年1月—2020年4月色拉滑坡东西向累积形变最高达到165 mm,垂直向累积形变达-102 mm,滑坡体形变加速的时间点被成功地捕获。最后,分析了该滑坡的形变趋势,通过现场调查结果验证了所获得滑坡监测结果的准确性。     

北斗卫星导航系统在地质调查领域应用综述

北斗卫星导航系统由中国自行研制,拥有完全自主知识产权,具有快速定位、双向通信和精密授时三大功能。介绍了北斗卫星导航系统的特点、功能及其在数据采集与监测、监控与指挥调度等方面的典型应用,总结了北斗卫星系统在野外地质调查与安全保障、地质灾害实时监测、抗震救灾与应急指挥中的应用,重点介绍了基于北斗卫星的野外地质调查服务与管理系统、滑坡实时监测系统、青藏高原地应力实时监测系统、抗震救灾应急指挥系统的组成及功能,并分析了北斗卫星导航系统在地质领域的应用优势。      

基于MSBAS技术的金沙江上游色拉滑坡形变分析

金沙江缝合带是滑坡灾害的高发区,且具有较大的堵江威胁。以堵江风险较高的色拉滑坡为研究对象,选取高时间分辨率的升降轨Sentinel-1A/B数据,利用MSBAS InSAR技术对该滑坡展开地表形变监测研究。文章在利用不同轨道的Sentinel-1A/B获取色拉滑坡2018—2020年间的二维动态形变时间序列的基础上,分析了典型特征点形变时间序列特征。结果表明,在2018年1月—2020年4月色拉滑坡东西向累积形变最高达到165 mm,垂直向累积形变达?102 mm,滑坡体形变加速的时间点被成功地捕获。最后,分析了该滑坡的形变趋势,通过现场调查结果验证了所获得滑坡监测结果的准确性。     

GPS RTK技术用于滑坡动态实时变形监测的研究

为了研究GPS RTK技术用于滑坡动态变形监测的精度和可靠性,本文结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干监测点,并用GPS RTK技术、全站仪三维测量技术和GPS单历元定位技术实时跟踪监测了该滑坡在自然状态下从稳定到产生破坏的全部过程。通过对监测数据的处理和分析,获得了RTK技术用于滑坡变形监测的可靠性和精度等技术参数,即在基准站和流动站同步观测到的卫星数在7颗以上且RTK系统的数据链能够正常工作的情况下,RTK测量的平面和高程精度就能分别控制在15mm和20mm以内。研究结果表明,RTK技术在一定条件下完全可用于滑坡灾害的动态实时变形监测。     

郑家湾滑坡体蠕变对上跨桥梁的影响分析

当前滑坡蠕变对上跨桥梁影响研究甚少,实测数据更为匮乏。在对郑家湾滑坡体及上跨桥梁进行长期监测的基础上,根据深部位移监测数据推断出滑坡潜在滑面位置,分析了气象因素对滑坡及桥梁变形的影响,进而研究了滑坡蠕变与桥梁变形的相关性。研究表明:（1) 郑家湾滑坡深约3~19m,月位移0.64~5.16mm,累积位移20~62mm,处于间歇性蠕滑状态。（2) 降雨控制着郑家湾滑坡蠕变与桥梁变形,监测期间月最大降雨量390.2mm,此时滑坡与桥梁变形幅度最大,分别为2mm·月-1和7mm·月-1。（3) 桥梁变形与滑坡蠕变具有同步性,两者月位移相差0.24~2.13mm,累积位移相差6.3mm。本文数据和结论对郑家湾滑坡治理及今后类似上跨桥梁滑坡的分析具有很好的借鉴意义。     

基于Goldstein路径跟踪的相位解缠算法研究

InSAR（合成孔径干涉雷达测量）是一种新型对地观测技术,由于其高精度、大区域、可穿透云雾、全天候、全天时的工作特性,在数字高程模型（DEM）提取以及地表形变监测方面有着独特的优势.在InSAR图像处理的过程中,相位解缠是至关重要的一步,相位解缠效果的好坏直接影响到高程图的精度.本文利用ASAR数据,在ROI_PAC软件下进行处理,对DEM提取流程进行简要的分析.ROI_PAC软件处理InSAR数据所应用的相位解缠算法是最经典的路径跟踪法——枝切法.对于该算法本文进行了详细的分析探讨,并针对算法中残差点搜索的过程提出了一种新的改进算法思想.     

基于广播RTK边缘计算的北斗高精度地质灾害监测系统及应用分析

为提供全天候、全自动化、高精度变形监测服务,并最大限度降低空间环境因素对实时高精度定位的影响,基于数字调频广播（CDRadio）RTK（载波相位差分技术）边缘计算技术融合GNSS（全球卫星导航系统）核心解析算法,开发了具有自主知识产权、结构开放的“基于广播RTK边缘计算的北斗高精度地质灾害监测系统”,该系统能长时间稳定运行,并能满足功能性需求和非功能性需求在内的所有用户需要。以广西梧州市长洲区宝石园8号地块不稳定斜坡为例,通过分析2020年5—11月的监测数据表明：整个坡体处于蠕变阶段,坡顶前缘有向外侧蠕动且下沉的趋势,整个坡体有向东南方向倾斜发育的趋势。系统通过建立良好的系统信息交互平台,将系统形成的统计分析信息高速便捷地传递给用户,提高用户系统管理、决策、应用能力;充分挖掘系统数据资源,提供实时预报服务,提高信息采集、传输、处理、分析、预报的准确性、可靠性,全面提高地质灾害监测预警预报管理能力,更好地为各级管理部门的决策和指挥抢险救灾提供科学依据。     

基于实时监测的河口糖厂滑坡监测系统研究

滑坡监测工作已经开展了多年,本文提出滑坡监测的内容包括基础因子、诱发因子和过程因子三部分,认为诱发因子和过程因子是滑坡监测的重点。针对降雨型滑坡监测,提出降雨-入渗-位移变形三者相结合的滑坡监测技术方法,并在河口糖厂滑坡监测工程中应用,实现了监测数据的实时自动采集、自动传输、自动入库的全自动监测系统。通过监测可知,河口糖厂滑坡降雨超过50mm达到67mm时,雨水入渗深度为7m; 10d累计降雨量达到110mm时,雨水入渗深度超过7m,但未至12m; 雨水由0m入渗至7m的入渗速率为0.53m h-1,由7m至12m的入渗速率为0.29m h-1。     

GPS静态相对定位方法及在地壳形变研究中的应用

ＧＰＳ静态相对定位方法及在地壳形变研究中的应用刘宇平（地质矿产部成都地质矿产研究所,６１００８２）ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ,全球定位系统）具有高精度、全天候、低成本、机动灵活等诸多优点,用ＧＰＳ研究地壳运动及形变是国内外...     

形变监测高分辨率InSAR数据的精度分析

收集江苏高分辨率InSAR地面沉降监测结果及兴化、淮安同期水准测量资料和基岩标同期监测资料,利用79个水准点测量数据、7个基岩标（分别选取不同时段）测量数据共98个数据样本,将InSAR技术与水准测量及基岩标测量技术的监测结果进行对比发现,监测结果一致性率为86.73%,平均差值为2.08 mm,标准差为2.50 mm,最大差值为18.64 mm,表明InSAR可进行半定量形变监测,但在高层建筑、排水管线、大坝、桥梁等需高精度形变监测的工程方面仍不能替代水准测量。     

基于GIS技术的矿区开采沉陷形变监测系统设计

为了提高矿区开采沉陷形变监测系统监测的准确性,设计一个基于GIS技术的矿区开采沉陷形变监测系统.通过单片机、短信模块与转换器三方面对系统硬件进行了详细设计.在系统软件部分,设计传输协议,采用二进制协议进行数据传输,然后将GIS功能嵌入ESRI公司GIS软件MapObjects组件中,对传感器数据进行解析,判断数据的长度...     

降雨激发浅层滑坡发育特征与阈值研究——以江西省全南县大吉山“2019.6.10”灾害为例

2019年6月10日江西省全南县大吉山社区流域在一次降雨量171 mm、最大小时降雨量40.5 mm作用下发生了116处浅层滑坡。通过影像识别、野外调查、GIS分析和数理统计等方法分析了该地区浅层滑坡的发育特征、地形特征及此次滑坡发生的降雨阈值。结果表明：（1）滑坡的特征参数表明降雨事件诱发的滑坡均为小型、浅层、形态以“宽薄型”为主的滑坡。（2）通过滑坡数量百分比（LSNP）和滑坡面积百分比（LSAP）等指标显示滑坡发育的地形条件中滑坡坡度、相对高程、地表曲率对滑坡具有较明显的控制作用,坡向和临空面对滑坡分布影响性不强,人类工程活动对滑坡发育的影响不容忽视。（3）利用现有预报模型,计算出该区域浅层滑坡发生的阈值P<0.21、0.21≤P<0.40、P≥0.40分别对应发生可能性小、中等和大,以及发生浅层滑坡需要的一次最小降雨量为70 mm。该成果可为类似地质背景地区的浅层滑坡风险管理和灾害预警提供重要参考。