防災減災概論課程設(shè)計 陳正(共20頁)

1、土木工程防災減災(jin zi)概論課程設(shè)計 課題(kt)名稱：基于3S技術(shù)(jsh)的大冶鐵礦東露天采場F9滑坡監(jiān)測方案設(shè)計 學生學號：1101050102 專業(yè)班級：安全工程01班 學生姓名：陳正 學生成績： 指導教師： 課題工作時間：2014年12月27日 至2015年1月3日武漢工程大學教務(wù)處 制 摘要(zhiyo)滑坡是一種常見的地質(zhì)災害,其危害性極大,滑坡動態(tài)監(jiān)測已經(jīng)成為(chngwi)防災減災的重要手段。對于區(qū)域滑坡的區(qū)域調(diào)查及動態(tài)監(jiān)測工作,獲取滑坡狀態(tài)信息的傳統(tǒng)方式和手段主要是,通過群測群防獲取非重點滑坡的狀態(tài)信息,以常規(guī)監(jiān)測手段取得重點滑坡的狀態(tài)信息。但由于區(qū)域滑坡范圍廣泛,

2、群測群防方法須耗費大量的人力,并且由于監(jiān)測手段落后,難以及時取得滑坡體臨滑前期的先兆信息,往往難以達到預警的效果。因此傳統(tǒng)方法有很大的局限性。而新興的“3S”技術(shù),在時空上為實現(xiàn)中尺度以上范圍滑坡(hup)動態(tài)監(jiān)測,提供了必要的技術(shù)保證。隨著“3S”技術(shù)的日臻成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴展,“3S”技術(shù)在滑坡監(jiān)測領(lǐng)域也逐步得到了應(yīng)用,尤其是“3S”技術(shù)作為一項快速、經(jīng)濟的新技術(shù),在大面積的滑坡災害動態(tài)監(jiān)測研究方面表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。關(guān)鍵詞：3S；大冶鐵礦；滑坡；監(jiān)測 AbstractLandslide is a common geological disasters, the danger is

3、great, landslide dynamic monitoring has become an important means of disaster prevention and mitigation. For regional landslide investigation and dynamic monitoring of the area, access to state information landslide traditional ways and means primarily to obtain information on the status of non-key

4、landslide monitoring and prevention through to routine monitoring means to obtain information on the status of the focus of the landslide. However, due to the extensive range of regional landslide, monitoring and prevention methods must spend a lot of manpower, and because monitoring tools behind, i

5、t is difficult to get in early before sliding landslide threatened information is often difficult to achieve the effect of warning. Therefore, the traditional methods have significant limitations. The emerging 3S technology, in time and space in order to achieve the above range scale landslide dynam

6、ic monitoring, to provide the necessary technical assurance. With maturity 3S technology and expanding applications, 3S Technology in Landslide Monitoring areas have gradually been applied, in particular, 3S technology as a fast, new technology economy, in a large area dynamic monitoring of landslid

7、e hazard areas show great potential.Keywords:3S; Daye Iron Mine; landslide; monitoring I目錄(ml)TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc4298 摘要(zhiyo) PAGEREF _Toc4298 I HYPERLINK l _Toc11574 Abstract PAGEREF _Toc11574 II HYPERLINK l _Toc23179 第一章 滑坡(hup) PAGEREF _Toc23179 1 HYPERLINK l _Toc11634 1.1 滑坡定義 PAGER

8、EF _Toc11634 1 HYPERLINK l _Toc15356 1.2 滑坡的分類 PAGEREF _Toc15356 1 HYPERLINK l _Toc29389 1.3 滑坡穩(wěn)定性影響因素 PAGEREF _Toc29389 2 HYPERLINK l _Toc32382 第二章 工程概況 PAGEREF _Toc32382 4 HYPERLINK l _Toc1202 2.1 原始條件 PAGEREF _Toc1202 4 HYPERLINK l _Toc2350 2.2 采場巖組的劃分 PAGEREF _Toc2350 5 HYPERLINK l _Toc15777 2.3

9、 F9斷裂帶特征 PAGEREF _Toc15777 6 HYPERLINK l _Toc1280 第三章 3S技術(shù) PAGEREF _Toc1280 8 HYPERLINK l _Toc16746 3.1 GPS技術(shù) PAGEREF _Toc16746 8 HYPERLINK l _Toc21129 3.1.1 GPS功能介紹 PAGEREF _Toc21129 8 HYPERLINK l _Toc4679 3.1.2 GPS的優(yōu)勢 PAGEREF _Toc4679 8 HYPERLINK l _Toc26407 3.2 GIS技術(shù) PAGEREF _Toc26407 9 HYPERLINK

10、 l _Toc9193 3.2.1 GIS功能介紹 PAGEREF _Toc9193 9 HYPERLINK l _Toc5232 3.2.2 GIS的優(yōu)勢 PAGEREF _Toc5232 10 HYPERLINK l _Toc935 3.3 RS技術(shù) PAGEREF _Toc935 10 HYPERLINK l _Toc5132 3.3.1 RS功能介紹 PAGEREF _Toc5132 10 HYPERLINK l _Toc10100 3.3.2 RS的優(yōu)勢 PAGEREF _Toc10100 12 HYPERLINK l _Toc17251 第四章 東露天采場F9滑坡監(jiān)測方案設(shè)計 PA

11、GEREF _Toc17251 13 HYPERLINK l _Toc16719 4.1 GPS 滑坡外觀監(jiān)測網(wǎng)的建立 PAGEREF _Toc16719 13 HYPERLINK l _Toc5582 4.1.1 GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的設(shè)計原則 PAGEREF _Toc5582 13 HYPERLINK l _Toc9019 4.1.2 GPS 監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè) PAGEREF _Toc9019 14 HYPERLINK l _Toc14628 4.2GPS 監(jiān)測網(wǎng)的野外觀測 PAGEREF _Toc14628 14 HYPERLINK l _Toc24589 4.3 滑坡遙感影像特征進行滑坡動態(tài)

12、監(jiān)測 PAGEREF _Toc24589 14 HYPERLINK l _Toc2010 4.4 GIS搭建的監(jiān)測平臺 PAGEREF _Toc2010 15 HYPERLINK l _Toc30604 4.5 基于(jy)GIS的滑坡監(jiān)測系統(tǒng) PAGEREF _Toc30604 15 HYPERLINK l _Toc32024 4.6 監(jiān)測(jin c)數(shù)據(jù)分析研究流程 PAGEREF _Toc32024 16 HYPERLINK l _Toc4284 第五章 結(jié)語(jiy) PAGEREF _Toc4284 17 HYPERLINK l _Toc17001 參考文獻 PAGEREF _To

13、c17001 18 第一章 滑坡(hup)1.1 滑坡(hup)定義滑坡是指斜坡(xip)上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。1.2 滑坡的分類為了更好地對滑坡的認識和治理，需要對滑坡進行分類。但由于自然界的地質(zhì)條件和作用因素復雜，各種工程分類的目的和要求又不盡相同，因而可從不同角度進行滑坡分類，根據(jù)我國的滑坡類型可有如下的滑坡劃分： （1）按滑坡體的體積劃分小型滑坡：滑坡體積小于10104立方米；中型滑坡；滑坡體積為10104-100

14、104立方米；大型滑坡：滑坡體積為100104-1000104立方米;特大型滑坡（巨型滑坡）：滑坡體體積大于1000104立方米。（2）按滑坡的滑動速度劃分蠕動型滑坡，人們作憑肉眼難以看見其運動，只能通過儀器觀測才能發(fā)現(xiàn)的滑坡；慢速滑坡：每天滑動數(shù)厘米至數(shù)十厘米，人們憑肉眼可直接觀察到滑坡的活動；中速滑坡：每小時滑動數(shù)十厘米至數(shù)米的滑坡；高速滑坡：每秒滑動數(shù)米至數(shù)十米的滑坡。（3）按滑坡體的度物質(zhì)組成和滑坡與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系劃分 覆蓋層滑坡，本類滑坡有粘性土滑坡、黃土滑坡、碎石滑坡、風化殼滑坡。 基巖滑坡 ，本類滑坡與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系可分為：均質(zhì)滑坡、順層滑坡、切層滑坡。順層滑坡又可分為沿層面滑動或

15、沿基巖面滑動的滑坡。 特殊滑坡，本類滑坡有融凍滑坡、陷落滑坡等（4）按滑坡體的厚度劃分淺層滑坡；中層滑坡；深層滑坡；超深層滑坡。（5）按滑坡體的規(guī)模大小劃分小型滑坡；中型滑坡；大型滑坡；巨型滑坡。（6）按形成的年代劃分新滑坡；古滑坡；老滑坡；正在發(fā)展中滑坡、（7）按力學條件劃分牽引式滑坡；推動式滑坡。（8）按物質(zhì)組成劃分土質(zhì)滑坡；巖質(zhì)滑坡。（9）按滑動面與巖體結(jié)構(gòu)面之間的關(guān)系劃分同類土滑坡；順層滑坡；切層滑坡。（10）按結(jié)構(gòu)分類：層狀結(jié)構(gòu)滑坡、塊狀結(jié)構(gòu)滑坡、塊裂狀結(jié)構(gòu)滑坡1.3 滑坡穩(wěn)定性影響(yngxing)因素滑坡是在一定的內(nèi)因、外因等地質(zhì)(dzh)環(huán)境條件和其它因素綜合作用下產(chǎn)生的，影響

16、因素包括：地質(zhì)條件、地形地貌、人類活動、氣候及逕流條件、其它因素。（1）地質(zhì)(dzh)條件巖土體的本身特性是影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素；對巖質(zhì)邊坡來說主要包括軟弱結(jié)構(gòu)面存在與否及其強度、結(jié)構(gòu)面特別是主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合情況、滲透性、與臨空面的相對關(guān)系；對土質(zhì)邊坡來說主要包括土體強度、軟硬接觸面的滲透性。滑坡隱患體及邊坡出露的地層為泥盆系佘田橋組，巖性為砂巖，受地形地貌、構(gòu)造侵蝕、剝蝕及風化作用影響，第四系及土狀風化物厚度變化較大；原始地形較平緩的人工切坡坡面及坡頂局部地段第四系及土狀風化物厚度大。第四系坡殘積土其孔隙性大且含較多碎石，抗剪強度較低，坡度較陡時其自穩(wěn)性差

17、；中上部基巖埋藏多較淺且表部風化較強烈；整個山體巖體裂隙發(fā)育，地層及裂隙產(chǎn)狀較雜亂(圖2-1)，地層產(chǎn)狀多近坡向或與坡向小角度斜交，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)、電阻較高，結(jié)構(gòu)面結(jié)合多數(shù)差較差，易產(chǎn)生松動變形。（2）地形地貌因素勘查區(qū)屬中低山地貌，高差較大，山脊地形坡度較陡（坡度2530），兩側(cè)地形陡峻(坡度4045)，但從調(diào)查情況來看，溝谷處及外圍天然斜坡未見有滑坡現(xiàn)象，天然條件下斜坡是穩(wěn)定的；但切坡以后，山體前緣產(chǎn)生高陡臨空面，所形成的上緩下陡地形不利于斜坡的穩(wěn)定。（3）人類活動因素人類工程活動破壞原有的地形地貌，使在自然條件下已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的巖土體應(yīng)力進行重新分布，斜坡產(chǎn)生變形，當巖土體中應(yīng)力無法平

18、衡時，邊坡將發(fā)生失穩(wěn)破壞。就本區(qū)而言，切坡產(chǎn)生高陡地形，形成臨空面，產(chǎn)生滑坡隱患的主要因素就是人類工程活動切坡。（4）氣候因素勘查區(qū)多年（19711998年）平均降雨量為1885mm，降雨量最多的1997年為2516mm，降雨量最少的1978年為1407mm。38月平均降雨量為1334.7mm，尤以5、6月為甚，降雨量達508.6mm。雨期長、水量大，雨季時大量雨水沖刷坡面并順土體沿裂隙下滲，使土體及巖體中結(jié)構(gòu)面的抗剪強度降低、抗滑力減小，而巖土體的重度增加、下滑力增大。另外，勘查區(qū)極端最低氣溫11.0，冬季冰雪的凍融作用對巖土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，使其抗剪強度降低、抗滑力減??；冰凍時竹子、草木

19、上覆的冰雪產(chǎn)生的附加荷載使下滑力增大，冰雪融化時下滲使巖土體重度增加、下滑力增大。以上因素均對斜坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，其中降雨對巖土體的浸潤作用使其抗剪強度降低是導致崩滑的主要誘發(fā)因素。第二章 工程(gngchng)概況2.1 原始(yunsh)條件大冶(d y)鐵礦東露天采場是由象鼻山、獅子山、尖林山三個礦體組成。其中西部的象鼻山最高標高228m，中部的獅子山最高標高276m，東部的尖林山最高標高250m，封閉圈標高為72m。采場總體走向NW300，長度為2200m，坑底面積為8150m2（圖1）。圖1 大冶鐵礦東露天采場景觀圖1955年8月，武漢鋼鐵建設(shè)公司礦山(kungshn)分公司開

20、始獅子山和尖林山的剝離，1956年6月，形成了高度12m、寬度為3-5m的臺階。1958年東露天采場開始投產(chǎn)，1962年進行象鼻山213m水平進行剝離，到70年代形成了年采礦石440萬噸生產(chǎn)能力。大冶鐵礦從80年代中期到90年代中期，礦量逐減,年產(chǎn)礦石仍保持在250萬噸以上。1996年，采場最上生產(chǎn)作業(yè)水平為-72m，最下水平為-120m，同時作業(yè)的臺階共4個，到2000年生產(chǎn)只在-144m水平和-156m水平進行，約在2005左右結(jié)束了露天開采。東露天采場內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造復雜，斷層節(jié)理發(fā)育，因此嚴重影響邊坡的穩(wěn)定性。從1966年開始對尖山與獅子山南北幫的邊坡進行整治，共處理邊坡量達1576萬噸。

21、1973年對獅子山西口塌方進行削坡減載，到1975年3月共削坡減載241萬噸。1976年6月7日獅子山西口滑坡(hup)體積達16.7萬m3，通過采用削坡減載、錨桿與鉚固樁加固、表面(biomin)噴漿和護坡等方法進行了綜合治理，到1978年1月共運出滑落體52萬噸。上個世紀80-90年代，中科院武漢巖土力學研究所、大冶鐵礦等單位對尖山-獅子山北幫穩(wěn)定性進行了深入的調(diào)查研究工作，并對受F9斷層影響的尖山北幫-108-120m水平邊坡出現(xiàn)較大范圍破壞進行一次掛網(wǎng)噴漿，鉆孔加鋼軌等辦法加固。2000年6月采場開溝至尖山北幫-156m水平，-108、-156m水平邊坡不穩(wěn)定性加劇，大冶鐵礦成立測量監(jiān)

22、測小組加強了邊坡監(jiān)測，重新埋設(shè)4個儀器觀測點，-84m和-120m水平各2個，建立平面、垂直位移觀測系統(tǒng)，定期組織人員檢查邊坡巖石裂紋。以上所取得的大量分析測試資料和系列科研成果為本項目的實施奠定了扎實的基礎(chǔ)。2.2 采場巖組的劃分 根據(jù)成因類型、受蝕變的程度、巖體結(jié)構(gòu)類型以及巖體的強度大小。將東露天采場工程地質(zhì)巖組劃分為6組。其中大理巖、閃長巖組強度最高，風化花崗閃長巖和矽卡巖組、蝕變閃長巖組次之，斷層角礫巖、砂礫石和粘土巖組強度最低（圖2）。大理巖組：分布(fnb)在采場的南幫，包括薄層、中至厚層團塊狀大理巖和黑色中厚層條帶狀大理巖。巖石質(zhì)地堅硬，強度高，抗風化能力強（圖2A）。矽卡巖組：

23、灰至綠色，粗粒結(jié)晶，礦物(kungw)成分復雜，由透輝石、石榴石、方柱石、綠簾石、綠泥石、鈉長石、方解石、磁鐵礦、黃銅礦等組成。節(jié)理中都有綠泥石薄膜充填，巖石堅硬（圖2B）。閃長巖組：細至中粗粒結(jié)晶，致密堅硬。由于風化作用，一般形成15-20m厚的風化帶，巖石強度與結(jié)晶顆粒大小(dxio)相關(guān)，以細粒結(jié)晶程度最高，粗結(jié)晶較差（圖2C）。蝕變閃長巖組：主要分布在成礦接觸帶和斷裂破碎帶附近，由于受構(gòu)造熱液的作用，形成強蝕變綠泥石閃長巖，遇水后易高嶺土化，其強度大大降低（圖2D）。風化花崗閃長巖組：該組巖石裂隙相對較發(fā)育(15條/m)，RQD值較低(25-50%)，巖塊單軸抗壓強度約60-80MPa

24、此類巖石主要分布邊坡頂部強風化帶之下，厚度一般為10-20m，在斷裂帶附近的厚度可達30-40m；在新鮮花崗閃長斑巖巖體中也存在，厚度一般小于10m，坡腳接觸帶厚度為5-15m（圖2E）。斷層角礫巖、砂礫石和粘土巖組：主要包括斷裂帶構(gòu)造角礫巖、第四系河湖堆積以及殘坡積礫石、砂土、粘土及淤泥等，厚幾十厘米-數(shù)十米（圖2F）。圖2 東露天采場巖石組合特征A.采場南幫的大理巖組；B.石榴石矽卡巖組；C.閃長巖組；D.F10斷層帶綠泥石高嶺土化閃長巖組；E.風化的花崗閃長巖組；F.斷層角礫巖、砂礫石和粘土巖組2.3 F9斷裂帶特征(tzhng)斜切尖山北幫閃長巖體，延長500m以上(yshng)，走向

25、290，傾向(qngxing)南西，傾角70（見圖2-1）。該斷裂面沿走向、傾向呈波狀彎曲，斷裂帶是由碎裂巖、構(gòu)造透鏡體和片理構(gòu)成的強化帶，寬2-5m。斷層下盤為節(jié)理化閃長巖，呈塊狀結(jié)構(gòu)。上盤巖性為綠泥石高嶺土化閃長巖，其內(nèi)主要發(fā)育2組密集破裂面，一組大體順坡展布，產(chǎn)狀20078；另一組產(chǎn)狀32075；它們將蝕變閃長巖體切割成碎裂結(jié)構(gòu)，并引起多次較大規(guī)模的滑坡（圖3）。圖3 東露天采場北幫F9斷裂帶巖石變形特征A.由碎裂巖、構(gòu)造透鏡體和片理構(gòu)成的斷裂強化帶，其上盤碎裂結(jié)構(gòu)巖體中存在一組順坡向節(jié)理；B.示F9上盤碎裂結(jié)構(gòu)巖體中密集的NE向破裂面，產(chǎn)狀32075第三章 3S技術(shù)(jsh) 空間定位

26、系統(tǒng)(目前主要指GPS全球定位系統(tǒng))、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是目前對地觀測系統(tǒng)中空間信息獲取(huq)、存貯管理、更新、分析和應(yīng)用的3大支撐技術(shù)(以下簡稱“3S”)，是現(xiàn)代社會(shhu)持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災害動態(tài)監(jiān)測與防治等的重要技術(shù)手段，也是地學研究走向定量化的科學方法之一。3.1 GPS技術(shù)全球定位系統(tǒng)（英語：Global Positioning System，通常簡稱GPS），又稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是一個中距離圓型軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它可以為地球表面絕大部分地區(qū)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。系統(tǒng)由美國國防部研制和維護，可滿足位于全球任

27、何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)精確的確定三維位置、三維運動和時間的需要。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS衛(wèi)星；地面上1個主控站、3個數(shù)據(jù)注入站和5個監(jiān)測站及作為用戶端的GPS接收機。3.1.1 GPS功能介紹(1)精確定時：廣泛應(yīng)用在天文臺、通信系統(tǒng)基站、電視臺中(2)工程施工：道路、橋梁、隧道的施工中大量采用GPS設(shè)備進行工程測量(3)勘探測繪：野外勘探及城區(qū)規(guī)劃中都有用到(4)導航：武器導航：精確制導導彈、巡航導彈；車輛導航：車輛調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)；船舶導航：遠洋導航、港口/內(nèi)河引水；飛機導航：航線導航、進場著陸控制； = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 導航：衛(wèi)星軌道定位； = 6

28、 * GB3 * MERGEFORMAT 個人導航：個人旅游及野外探險。(5)定位： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 車輛防盜系統(tǒng)，手機，PDA，PPC等通信移動設(shè)備防盜，電子地圖，定位系統(tǒng)； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 兒童及特殊人群的防走失系統(tǒng)； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 精準農(nóng)業(yè)：農(nóng)機具導航、自動駕駛，土地高精度平整(6)提供時間數(shù)據(jù)：用于給電信基站、電視發(fā)射站等提供精確(jngqu)同步時鐘源3.1.2 GPS的優(yōu)勢(yush)GPS測量通過接收衛(wèi)星發(fā)射的信號并進行數(shù)據(jù)處理，從而求定測量點的空間位置，它具有全能性、全球性、全天候

29、、連續(xù)性和實時性的精密三維導航(dohng)與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。（1）采用GPS技術(shù)測設(shè)方格網(wǎng)，比常規(guī)方法適應(yīng)性更強（2）GPS方格網(wǎng)點位精度高、誤差分布均勻，不但能夠滿足規(guī)范要求，而且具有較大的精度儲備。（3）采用點位中誤差作為方格網(wǎng)測量精度指標是可行的，它比用相對中誤差表示精度指標更為合理。（4）采用GPS方法布設(shè)大地控制網(wǎng)，因其圖形強度系數(shù)高，能夠有效地提高點位趨近速度。網(wǎng)形優(yōu)化比較方便。（5）采用GPS-RTK測設(shè)建筑方格網(wǎng)與常規(guī)測量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作業(yè)人員的勞動強度。3.2 GIS技術(shù)地理信息系統(tǒng)( GIS) 是一種特定的十分重要的空

30、間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層) 空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。3.2.1 GIS功能介紹目前地理信息系統(tǒng)已成為一門成熟的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)和方法,地理信息系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個部分: (1)數(shù)據(jù)獲取。在GIS 中,客觀世界中的實體被表達為表示位置的空間數(shù)據(jù)和表達實體特征的屬性數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)獲取過程即是客觀實體數(shù)據(jù)化的過程,從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上,GIS 能接受矢量或柵格數(shù)據(jù);從表達形式上,GIS 數(shù)據(jù)可以是二維平面數(shù)據(jù),也可以是三維,甚至是多維數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)管理。GIS 具有的數(shù)據(jù)顯示、查詢、更新及維護等數(shù)

31、據(jù)管理功能為數(shù)據(jù)正常使用與實時更新提供了保證。(3)空間分析功能。GIS 的空間分析功能包括拓撲關(guān)系、數(shù)據(jù)提取、緩沖、疊加等,這些功能可以客觀地模擬現(xiàn)實世界中地質(zhì)現(xiàn)象與周圍環(huán)境的關(guān)聯(lián)關(guān)系。(4)輸出功能。輸出是對數(shù)據(jù)處理及空間分析結(jié)果的表達,常以圖形、圖表等可視化形式表征。3.2.2 GIS的優(yōu)勢(yush)滑坡地質(zhì)災害是在地球表層一定空間范圍和一定時間內(nèi)發(fā)生的一種災害現(xiàn)象,它的發(fā)生和發(fā)展總是與一定的地理空間相關(guān)。因此在其管理中的許多問題都會涉及空間信息成分,而GIS 系統(tǒng)正是處理空間信息量的強有力的工具。利用GIS 技術(shù)不僅可以對滑坡災害及其相關(guān)信息進行管理,而且可以從不同空間和時間尺度上分

32、析滑坡發(fā)生與環(huán)境因素之間的統(tǒng)計關(guān)系(gun x),定量O半定量地監(jiān)測和評價滑坡災害發(fā)生的時間及其可能的災害范圍。3.3 RS技術(shù)(jsh)RS即遙感。遙感是指非接觸的，遠距離的探測技術(shù)。一般指運用傳感器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測，并根據(jù)其特性對物體的性質(zhì)、特征和狀態(tài)進行分析的理論、方法和應(yīng)用的科學技術(shù)。3.3.1 RS功能介紹 （1）基礎(chǔ)測繪主要包括測繪地形圖、制作正射影像圖（DOM）和制作專題圖 （2）遙感信息工程 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 地質(zhì)包括地質(zhì)找礦、巖性分類、地震和火山活動、地下水、地熱依據(jù)：一定的地貌類型與一定的地質(zhì)構(gòu)造有密切的關(guān)系，而一定

33、的地質(zhì)構(gòu)造又能反映出一定的成礦條件。線性構(gòu)造和成礦條件的關(guān)系：1）線性構(gòu)造密集的地區(qū)成礦條件好2）斷裂和褶皺強烈的構(gòu)造處成礦條件好3）構(gòu)造線交叉地區(qū)成礦幾率大巖性分類：在地面無植被覆蓋的巖石裸露地區(qū)，利用不同巖石間光譜特性差異，可對巖性進行識別分類地震和火山活動與斷層有關(guān)；地下水也一般在斷層中發(fā)現(xiàn)；熱紅外像片上可反映地熱信息。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 土地資源土地利用調(diào)查：利用不同分辨率的圖像融合，增強空間分辨率和光譜特性。土地分布和面積統(tǒng)計。地籍調(diào)查土地利用動態(tài)監(jiān)測：不同時相的遙感圖像融合處理土壤改良精細農(nóng)業(yè)：利用高分辨率遙感影像，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益。土地適用性評價農(nóng)

34、作物估產(chǎn)：利用兩個參數(shù)葉面積指數(shù)和植土比，分析反射光譜特性。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 城市建設(shè)利用高分辨率影像，動態(tài)監(jiān)測和規(guī)劃城市基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)、零售業(yè)分布、房地產(chǎn)規(guī)劃/居民區(qū)分布、人口、占用耕地等等。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 林業(yè)林木覆蓋類型、森林立地因子的界定、城市園林綠化 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 線路工程工程穩(wěn)定性分析、線路規(guī)劃舉例： 選線（潤陽大橋、青藏鐵路(qn cn ti l)、南水北調(diào)、西氣東輸、西電東送工程）地質(zhì)穩(wěn)定性分析（地質(zhì)構(gòu)造） = 6 * GB3 * MERGEFORMAT 生態(tài)環(huán)境(shn ti

35、hun jn)城市熱島效應(yīng)監(jiān)測：利用熱紅外掃描影像，分析城市熱島分布和產(chǎn)生原因石漠化水土保持和土壤侵蝕：三維動態(tài)模型分析災害：如滑坡(hup)，研究地質(zhì)構(gòu)造。河流淤積 灘涂 = 7 * GB3 * MERGEFORMAT 水利三峽 輸水管隧道 地表水體調(diào)查：水系分布特征分析農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、抗旱、抗?jié)?= 8 * GB3 * MERGEFORMAT 旅游研究旅游景點的分布特征 開發(fā)新的旅游景點 監(jiān)測和保護旅游資源風景點規(guī)劃、旅游資源的開發(fā)（故宮、長城、兵馬俑、天安門等） = 9 * GB3 * MERGEFORMAT 軍事 全天候和全天時偵察：微波和熱紅外優(yōu)勢揭露軍事偽裝, 軍事目標的識別 .3

36、.3.2 RS的優(yōu)勢遙感技術(shù)是20 世紀60 年代以來在航空攝影、航空地球物理測量等方法基礎(chǔ)上,綜合應(yīng)用空間科學、光學、電子學及計算機技術(shù)等最新成果而迅速發(fā)展起來的?，F(xiàn)階段的遙感技術(shù)仍以地球(包括大氣圈) 為主要研究對象,主要是利用各種物體反射或發(fā)射電磁波的性能,由飛機、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等運載工具上的各種傳感儀器,從遠距離接收或探測目標物的電磁波信息,從而獲得多方面的情況和動態(tài)資料。由于這種方法具有覆蓋面積大、獲取情報速度快、受地面障礙限制小,并能在短時期內(nèi)連續(xù)、反復進行觀測等優(yōu)點,因而在探測自然資源、監(jiān)視環(huán)境動態(tài)變化、氣象觀測、軍事偵察等方面都有重要的應(yīng)用價值和廣闊的發(fā)展前景。就滑坡

37、監(jiān)測而言,常規(guī)的滑坡監(jiān)測手段只能獲取關(guān)于滑坡的點源信息,信息量非常有限。而遙感技術(shù)可以迅速動態(tài)地獲取大范圍研究區(qū)域的滑坡信息,這就從根本上改變了人們長期以來由點到線、由線到面的推演模式,提高了精度和效率,并節(jié)省了費用。而且,遙感技術(shù)能同步或準同步地進行滑坡監(jiān)測,受地形地貌或地面條件限制以及人為因素影響較小,所獲得的監(jiān)測信息真實可靠。因此,利用遙感技術(shù)進行滑坡監(jiān)測具有傳統(tǒng)監(jiān)測方法無法比擬的優(yōu)勢,具有巨大的應(yīng)用潛力。第四章 東露天采場F9滑坡(hup)監(jiān)測方案設(shè)計4.1 GPS 滑坡(hup)外觀監(jiān)測網(wǎng)的建立4.1.1 GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的設(shè)計(shj)原則 = 1 * GB2 * MERGEFO

38、RMAT GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計既要依據(jù)GPS 測量規(guī)范和規(guī)程,又要依據(jù)工程測量規(guī)范、各部門制定的規(guī)程以及滑坡監(jiān)測任務(wù)書。GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的精度與密度等主要技術(shù)要求應(yīng)同時參照工程測量中變形測量的技術(shù)要求和GPS 測量的技術(shù)要求。如果將GPS 技術(shù)用于滑坡體的變形監(jiān)測, 一般應(yīng)按照國家B 級網(wǎng)的精度要求進行;至于點的密度, 應(yīng)根據(jù)滑坡體的大小、形狀等實際情況確定, 布設(shè)的監(jiān)測點的變形要能反映出整個滑坡體的變形規(guī)律。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的網(wǎng)點及網(wǎng)形的設(shè)計GPS 滑坡外觀監(jiān)測的基準點點位的確定原則如下:1)地質(zhì)條件好

39、, 點位穩(wěn)定;2)適合GPS 觀測條件, 并無顯著多路徑效應(yīng);3)可選用經(jīng)實踐證明點位穩(wěn)定的原滑坡區(qū)域內(nèi)的基準網(wǎng)點。因原基準點都經(jīng)地質(zhì)勘探, 且建有穩(wěn)固的觀測墩, 便于穩(wěn)定性分析。GPS 滑坡外觀監(jiān)測的監(jiān)測點點位的選定原則如下:能有效的反映滑坡變形特征;適合GPS 觀測條件。根據(jù)不同的精度要求, GPS 的網(wǎng)形布設(shè)通常有點連式、邊連式及邊點混合連接等幾種基本方式。在GPS 滑坡外觀監(jiān)測中, 點連式所構(gòu)成的網(wǎng)形幾何強度很弱, 很少有非同步圖形閉合條件,所以一般不使用;邊連式所構(gòu)成的網(wǎng)形幾何強度高, 有較多的重復邊和非同步圖形閉合條件, 可靠性較強, 所以在GPS 滑坡外觀監(jiān)測中多采用邊連式的網(wǎng)形

40、。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT GPS 滑坡監(jiān)測網(wǎng)的施測GPS 監(jiān)測網(wǎng)的外業(yè)觀測一般采用靜態(tài)相對定位的方法(fngf)進行野外數(shù)據(jù)采集, 數(shù)據(jù)采樣率視工程的需求而定, 一般為10 s 15 s 。在進行外業(yè)觀測作業(yè)中, 要注意以下幾個具體的問題:1)衛(wèi)星選擇。同步觀測的衛(wèi)星不少于4 顆;2)圖形強度因子GDOP 值的選擇。較小的GDOP 值表明衛(wèi)星星座與測站構(gòu)成的幾何圖形較好, GDOP 值越佳則意味著有更大的把握獲取良好的觀測成果(chnggu), 所以觀測中選擇的GDOP 值要求在某一具體值之下;3)量取天線高時, 要丈量到天線相位中心的參考點(ARP)。4.1.2 G

41、PS 監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)(b sh)根據(jù)對現(xiàn)場條件的野外勘察, 按照布網(wǎng)原則, 布設(shè)了滑坡體GPS 外觀變形監(jiān)測網(wǎng)。其中, ZG09 為布設(shè)在該滑坡體以外穩(wěn)定基巖上的基準點, ZG55 ZG62 為布設(shè)在本滑坡體上的8 個監(jiān)測點, 監(jiān)測點距基準點的平均距離為826 m , 最長距離為1 166 m , 最短距離為393 m 。8 個監(jiān)測點呈3 列沿與壩體基本垂直的方向布設(shè), 基準點和監(jiān)測點都有強制對中裝置。（如圖4）圖4 監(jiān)測點布置4.2GPS 監(jiān)測網(wǎng)的野外觀測本監(jiān)測網(wǎng)的外業(yè)觀測利用美國Trimble 公司生產(chǎn)的三種類型的GPS 雙頻接收機4 臺, 采用靜態(tài)相對定位的觀測方法進行野外數(shù)據(jù)采集, 數(shù)據(jù)

42、采樣率為15 s 。分別于2005 年9 月4 日, 9 月25 日, 10 月16 日進行了三期觀測。首期觀測時, 基準點上連續(xù)觀測6 h , 監(jiān)測點上連續(xù)觀測2 h ;以后各期觀測時, 基準點上連續(xù)觀測4 h , 監(jiān)測點上連續(xù)觀測1 .5 h 2 h 。要求觀測中選擇的GDOP 值均在6 以下。4.3 滑坡遙感影像特征進行滑坡動態(tài)監(jiān)測目前滑坡遙感監(jiān)測主要根據(jù)滑坡要素(后壁、滑體、前緣等) 在不同發(fā)展時期所形成的特殊微地貌在遙感圖像上的形態(tài)特征,在航空像片或衛(wèi)星圖像上以目視方法進行識別和監(jiān)測。但由于以前衛(wèi)星圖像的空間分辨率有限,因此,所使用的信息源主要為不同比例尺的航片,主要是利用滑坡及其要

43、素的空間形態(tài)特征,未能利用地物的波譜特征。以11 萬比例尺的航片為例,實際地物線性分辨率小于10 m(圖像上約1 mm) ,當不同時相遙感圖像的滑坡的空間變化達不到10 m 時,目視方法就很難解譯出其空間變化達不到10 m 時,目視方法就很難解譯出其變化,而活動滑坡的位移量往往小于該數(shù)量級。所以,由于空間分辨率有限而且沒有利用地物的波譜特征,實際上滑坡遙感解譯和監(jiān)測中未能充分利用遙感圖像的空間特征。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星遙感圖像的空間分辨率、光譜分辨率和溫度分辨率都有很大提高。長線陣CCD 成像掃描儀可達到12 m 的空間分辨率,軍用甚至達到10 cm 的分辨率。因此,目前(mqin)及今后的滑坡遙感工作中可以使用更高光譜分辨率、幾何分辨率及更高數(shù)據(jù)質(zhì)量的遙感數(shù)據(jù)。4.4 GIS搭建的監(jiān)測(jin c)平臺GIS是一種日趨完善的計算機技術(shù), 它在滑坡監(jiān)測(jin c)中得以廣泛使用緣于它強大的空間分析功能, 體現(xiàn)在對滑坡的分析是多層次、多角度的。GIS 的許多功能, 能使監(jiān)測的成果多樣化, 并能使監(jiān)測的各期成果更加便于比較。G IS作為集成平臺, 在滑坡的監(jiān)測體系中, 一方面有機地管理各類數(shù)據(jù), 包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù),災害損失數(shù)據(jù), 滑坡監(jiān)測的GPS 數(shù)據(jù)監(jiān)測資料;另一方面作為基本的滑坡數(shù)據(jù)綜合分析平臺, 在GIS技術(shù)支