土地變形監(jiān)測中GPS的應用分析

本質(zhì)上來講，GPS技術(shù)屬于一種全新的空間定位技術(shù)手段，其最顯著的特點主要體現(xiàn)在監(jiān)測速度快、精確度以及實效性強等方面，而且有助于全方位對土地變形情況等進行自動化監(jiān)控。

1  GPS技術(shù)在變形監(jiān)測監(jiān)控中的應用關(guān)鍵點分析

如果利用GPS技術(shù)對土地變形情況進行監(jiān)測，則需借助先進的平差軟件技術(shù)手段和平臺。從目前的情況來看，學者們正在加緊監(jiān)測軟件系統(tǒng)的研發(fā)，比如TGPPS、相關(guān)類型的其他軟件技術(shù)和系統(tǒng)等?；谶@些先進軟件技術(shù)的輔助應用，對特定的原始信息數(shù)據(jù)進行處理，可獲得實時觀測網(wǎng)結(jié)論。基于上述流程處理，再分析平差并獲得整體監(jiān)測結(jié)論?，F(xiàn)階段土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術(shù)應用過程中，應當包含以下關(guān)鍵點：

1.1  實時在線監(jiān)測與分析

近年來以無線電傳輸為代表的各種先進技術(shù)手段得以廣泛的應用，與之對應的地理信息數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)在當前土地監(jiān)測以及建筑行業(yè)中的應用日漸深入。針對部分地區(qū)出現(xiàn)的土地變形、地殼變形以及滑坡和建筑物變形等問題，利用GPS技術(shù)手段即可對其進行有效監(jiān)測與控制。在線監(jiān)測的主要目標是為了構(gòu)建動態(tài)的監(jiān)控體系，其中包含無線傳輸、有線傳輸和數(shù)據(jù)信息采集等內(nèi)容。在全方位監(jiān)測過程中，基于無線電傳輸技術(shù)的應用可對特定終端進行傳輸。在此過程中，土地變形監(jiān)測涉及到地形規(guī)律，應當密切關(guān)注變化趨勢，并且提供全方位的數(shù)據(jù)參考?？梢暬ぞ叩膽茫梢赃m用于土地變形監(jiān)測，由于該種技術(shù)手段與GIS、GPS等技術(shù)手段密切結(jié)合在一起，因此可以構(gòu)建一套智能化的遠程預警和監(jiān)測體系。比如，降雨會導致潛在的山體滑坡、土地變形等災害，針對這些現(xiàn)象應當進行全面觀測，采用多元化的線性回歸技術(shù)手段進行實時監(jiān)測。在GPS技術(shù)應用過程中，不能忽視降雨量與時間之間的

聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建精確度較高的土地災害預警防范體系。 

1.2  小波分析

土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術(shù)應用過程中，可用來實現(xiàn)小波分析。近年來針對國內(nèi)大型建筑進行全方位的精確監(jiān)測時，小波分析不可或缺。由于噪聲、外在相關(guān)因素的影響，因此傳統(tǒng)模式下的土地變形監(jiān)測結(jié)論精確度會受到一定的影響，其中涉及到多波段信息數(shù)據(jù)，其干擾和影響在所難免。實踐中為了能夠有效改進這一現(xiàn)狀，在變形監(jiān)測過程中可以適用小波分析。對于小波分析而言，其結(jié)合了時間以及頻率兩類分辨率，二者又分別適用于頻率高、頻率低的兩種變形監(jiān)測。在全過程變形分析基礎(chǔ)上，針對多樣性的土地變形信息數(shù)據(jù)就可精確提取，并且將其有效地應用到動態(tài)濾波、分離不同頻率。小波分析有助于噪聲處理以及辨別粗差，對其全面優(yōu)化其精確度具有顯著的作用。

1.3  集成系統(tǒng)

對于GPS技術(shù)而言，其在監(jiān)測過程中的應用應當及時進行改進，否則信號覆蓋區(qū)就會相對較窄，而且噪聲干擾也將呈現(xiàn)出多元化特點，垂直監(jiān)測密度相對較低。為改進這一現(xiàn)狀，實踐中應當基于GPS技術(shù)所涉及的局限性予以全部消除。比如，3S監(jiān)測技術(shù)的應用，有利于構(gòu)建集成監(jiān)測體系，緊密結(jié)合多種監(jiān)測技術(shù)手段、措施與方法。近年來學者們正嘗試著利用INSAR、GPS監(jiān)測技術(shù)手段結(jié)合使用，利用四維形變得出精確度更高的監(jiān)測結(jié)論。實踐中若有必要對采空區(qū)狀況進行測定，則可采用3S技術(shù)手段進行監(jiān)測。通過組合定位來構(gòu)建集成系統(tǒng)，提高定位精度。一般而言，其涉及到定位精度因子，在解算過程中可獲得雙差模糊度，并以此來判斷精確度更高的集成系統(tǒng)狀態(tài)。

除以上技術(shù)要點外，某些地區(qū)建造了密度較大的建筑群其中涉及到繁茂的叢林與高山峽谷。因獨特地勢條件的限制，叢林以及山谷等對衛(wèi)星信號會產(chǎn)生遮蔽影響，不利于土地變形監(jiān)測可靠性以及精確度。此種情況下，若仍沿用著傳統(tǒng)的土地變形監(jiān)測模式和手段，則與之對應的離散點將會更加的分散，難以實現(xiàn)對變形體的全方位覆蓋。為此，GPS技術(shù)的應用應當滿足精確度要求，若涉及到土地監(jiān)測垂直位移，則可能會導致其精確性受到嚴重的影響。

2  GPS技術(shù)在土地變形監(jiān)測過程中的應用實踐

土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術(shù)應用，以連續(xù)性變形監(jiān)測為主，采用的是固定儀器設備對土地變形物長時間的信息數(shù)據(jù)采集以及整理，以此來獲取連續(xù)的信息數(shù)據(jù)，保持變形監(jiān)測的較高時間分辨率。在GPS技術(shù)應用過程中的連續(xù)變形監(jiān)測時，主要包括兩種數(shù)據(jù)處理方法，一是靜態(tài)相對定位，二是動態(tài)相對定位。實踐中可以看到，無論采用哪種信息數(shù)據(jù)處理方式，在實際土地變形監(jiān)測過程中均可達到變形測量準確性、連續(xù)性以及時效性要求。以某電視塔所在位置的土地變形監(jiān)測為例，對GPS技術(shù)的應用分析如下。該電視塔的高度為316米，采用的是超高型鋼筋混凝土施工模式。在檢測應用實踐中，本次土地變形監(jiān)測共設置了四個基準點，為深入測量又增設了一個基準點，如下圖所示。

圖1  土地變形監(jiān)測基準點布設示意圖

在本次土地變形情況下監(jiān)測過程中，由于時間比較緊，而且任務也非常的繁重，因此為了能夠盡可能的獲取基準數(shù)據(jù)信息，直接利用GPS技術(shù)對其進行觀測；在此過程中，采用了三臺WILD200雙頻測量系統(tǒng)，持續(xù)監(jiān)測時間不少于90分鐘，所得監(jiān)測信息數(shù)據(jù)如下表所示。

表1  基準網(wǎng)觀測點的坐標差及其穩(wěn)定性統(tǒng)計表

監(jiān)測序號                                                限差   穩(wěn)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分別代表的是X軸、Y軸以及點位平移距離；其中，m 代表的是尺度因子。對該塔監(jiān)測200米高度塔中心線偏移和軸線絕對扭轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)分析得到表2數(shù)據(jù)。

表2  電視臺200米高度中心線偏移監(jiān)測數(shù)據(jù)表

高度 X坐標 Y坐標 偏差 允許值

基準位置 785.839 671.789 0.05 0.100

200米 786.836 671.785

基于表2數(shù)據(jù)對該塔土地變形監(jiān)測以及扭轉(zhuǎn)位移繪圖，如下圖所示，塔中心線垂直偏移量小于6mm，而且軸線扭轉(zhuǎn)也在5mm以內(nèi)，符合限差要求。

對于上述監(jiān)測工程而言，采用的GPS技術(shù)手段，在變形監(jiān)測過程中所得的測量數(shù)據(jù)信息，可以看出土地變形監(jiān)測技術(shù)的應用具有實時性以及連續(xù)性，而且準確度也非常的高。 

3  結(jié)語

總而言之，土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術(shù)應用，通過動態(tài)以及靜態(tài)兩種相對定位數(shù)據(jù)處理模式，大大提高了土地變形測量的精確性以及準確度，其應用效果非常的顯著。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.xwlcp.cn/w/qk/21223.html