图11-10为监测区域的场景图,其中滑坡的活动部分由黑线标出。灰点代表在不稳定区布设了11个CR,而4个白点代表参考CR。在进行GBSAR测量的同时,利用传统的测量方法与GBSAR结果进行对比验证。在GBSAR的相同位置架设全站仪,以毫米精度测出雷达中心到CR的距离。与此同时,保证全站仪的测量角与GBSAR视线向相平行。
图11-10 Vallcebre滑坡区上布设CR的点位
(白点表示CR位于稳定区域,而灰点表示部署在滑动区域的CR(黑线圈出))
在监测期间使用了两种不同类型的CR。对于前四次实验,使用30cm大小的三面体CR,这里称为“第一代CR”(图11-11(b)),只需用油漆在石头上标记每个CR的位置即可进行定位。由于目标传感器距离有限,CR的测量精度无法达到最佳,即不可能获得所需的30dB强度值。如表11.3所示,2010年7月至2010年9月监测期间,尽管CR的反射强度值相对较低,但是其中一半的测量误差约为1cm,而另一半的测量误差大于2cm,经分析,这些误差可能源于配准误差和重轨误差。
为了改善该方法的性能,监测后期又研制出新的CR,即“新一代CR”。它们由50cm的正方形三面体和底座组成(图11-11(c))。CR的基部机械地固定在地面(例如岩石巨石)上,每次仅需拆卸安装CR头。“新一代CR”可以显著减少重轨误差,并获得更高的反射信号,如表11.3所示,在2010年11月至2011年1月、2011年1月至2011年4月监测期间,所有CR的强度值都大于30dB。在这种情况下,与EDM的比较显示仅有一个误差大于1cm,并存在一个异常值(CR09)可能是由全站仪棱镜的重置误差引起的。在不考虑CR09的情况下,GBSAR均方差为0.7cm。
图11-11 (a)本监测中使用的GBSAR系统的图片;(b)“第一代CR”;(c)“新一代CR”
表11.3 Vallcebre监测点上的三次测量后GBSAR结果及EDM结果对比
(www.daowen.com)
续表
图11-12显示了2010年2月至2010年9月期间CR的LOS位移矢量估计的观测区域的航拍照片,图11-13显示了在2010年2月至2011年9月期间所有的监测中重新定位的8个CR的时序位移。在此期间,测量最大的LOS位移点为CR12,其位移达到80.1cm。从时序位移上可以看出,这些运动在时间上大致是线性的,位移趋势于2010年7月至2011年1月期间减少,随后又增加。这种现象可能是排量减速期间水位降低所导致的。
图11-12 2010年2月至2010年9月期间监测区域的航空照片以及人工CR的累积位移矢量
图11-13 2010年2月至2011年9月期间8个CR的时序位移
基于像素偏移的GBSAR监测方法利用了GBSAR图像的幅度分量,而不是使用传统的干涉测量方法。此方法克服了GBSAR干涉测量存在的局限性,例如相位模糊和大气效应,并且能够有效地对慢速滑坡进行非连续监测。
Vallcebre滑坡监测的经验表明,非干涉的GBSAR监测方法具有厘米精度和远程监测的潜力。相关的结论可归纳为以下几点:①全站仪测量证实了那些PBR高于30dB的CR监测精度为1cm;②在2010年2月至2011年9月期间,GBSAR测量结果显示位移高达80cm;③使用GBSAR和引伸计获得的结果具有高度的一致性;④地貌分析证明了在滑动区和滑坡不同区块内测得的相对位移是一致的。
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