边坡变形监测研究与进展

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1、万方数据第1期20i0年2月矿山测量MlNESURVEYINGNo．1Feb．2010doi：10．3969／j．isan．1001—358X．2010．01·017边坡变形监测研究与进展张伟航，甘德清，陈超，罗诗佳(河北理工大学交通与测绘学院，河北唐山063009)摘要：随着现代技术及科学方法的不断发展，变形监测在监测技术、处理方法上有了新的发展，各种新仪器在新技术的推动下不断被应用。变形预测也由原来单一的岩土力学方法或测量数值分析方法发展到智能人工生命结合测量、岩土力学综合预测方法，预测精度在逐步的提高。文中从变形监测技术、处理方法做了细致的分析，并对将来发展趋势做了预测。关键词

2、：监测；GPS；数值；智能人工生命中图分类号：P237文献标识码：B文章编号：1001—358X(2010)Ol一0061—041监测技术的发展1．1地面监测技术1．1．1传统测量方法变形监测的传统方法是大地测量方法，利用基本的大地测量仪器，经纬仪、水准仪等进行量测，通过传统的测量方法结合数据处理方法监测和预测。该类方法优点是理论成熟，测量点的精度高，所需费用低；缺点是作业时间长，劳动强度比较大，观测条件决定观测精度。但是对一些对高程精度要求高的测量还是应该使用传统方法比较可靠⋯。1．1．2基准线测量方法对于大坝、建筑物等直线形的变形监测常常使用基准线法，其仪器主要有引张线仪、视准线

3、仪激光准直仪、遥测垂线坐标仪等。方法有引张线法、视准线法、垂线法。方法成熟可靠，根据不同的测量目的可以选择不同的测量方法。同时，随着技术的进步，其仪器也在向简便、易操作的方向发展，如引张线仪基本都已经实现了自动化口1，提高了引张线的综合精度。1．1．3测量机器人监测方法测鼍机器人是近年在全站仪的基础上发展的一种仪器，南带电动马达驱动和程序控制的TPS系统结合激光、通讯及CCD技术组合而成，它集目标识别、自动照准、自动测角测距、自动跟踪、自动记录于一体，可以实现测量的全自动化"儿“。测量机器人能够自动寻找并精确照准目标，在一秒内完成对单点的观测，并可以对成百上千目标作持续的重复观测。这

4、种测鼍仪器的自动化程度很高，精度高，适合58做长期固定监测或比较危险的监测。但是其现在还处于固定方式，将来有可能实现自动移动、自动寻找基准点及整平等一系列工作，自动化程度会进一步提高。如果与3s结合使用，可以使人从测量的工作解脱出来，可以称为超级机器人。1．1．4地下观测监测技术对于一些结构体及岩土工程内部观测技术我们统称地下监测技术，常用的仪器有位移计、测缝计、测斜仪、多点变位移和应变计。在一些科学研究、土木工程、矿山开采等活动中，需要做一些精密的变形测量或研究，使用这些仪器，更简便、快捷。51‘61‘71‘副。1．1．5三维激光扫描技术今年来兴起三维激光扫描技术，属于无合作目标的

5、测量方法，通过激光直接扫描要测量物体获取其空间形态的三维数据。其应用范围比较广泛，主要面向高精度逆向三维建模及重构一’。在当今的一些考古工作巾应经开始应用这种技术，主要是在不破坏环境的条件下，能完成对物体的量测。由于此技术不需要合作目标，所以对一些危险环境下的测量应用会更广泛。1．2空间监测技术1．2．1GPS变形监测技术GPS技术随着现代社会发展而逐渐的应用到社会的每个方面，GPS静态相对定位技术应用在一些矿区地表变形或边坡变形监测比较成熟，按着作业模式一般分为周期性和连续性两种¨⋯。有时变形体的变化速率缓慢，变化程度小，可以认为在短时间内进行监测没有变化，利用GPS做长时间周期观

6、测。连续性的监测是采用固定仪器对监测点进行长时万方数据第1期张伟航等：边坡变形监测研究与进展2009年2月间、连续不问断监测，观测数据是连续的，时间分辨率较高。GPS动态相对定位技术也随着接收机、处理软件的发展逐步应用在变形监测中。如用kalman滤波三差法替代RTK技术中的双差相位求解，可以达到毫米级精度⋯1。1．2．2摄影测量方法利用监测点监测变形体的变形特征时，监测点一般选择一些重要特征点，数量是有限的，有时难以反映被监测物体的全貌，有时特征点选取不够全面，会对监测结果造成一定的影响。而采用摄影测鼍方法可以采集变形体的整体信息，具有全面、直观的特点，不过其精度相对低，对于一些精

7、度要求高的变形测量还不适用，需要进一步发展。1。2．3卫星遥测技术合成孑L径雷达是一种主动式微波传感器，它不受光照和天气条件的限制，可以全天候对地表进行监测。随着SAR技术的快速发展，20世纪60年代出现了合成孔径雷达干涉技术InSAR，能高分辨率测量大范围地形高度的细微变化，对地震、火山、滑坡、泥石流等地质灾害的监测预报是快速、经济的技术¨到¨“。D—InSAR是在InSAR基础上发展起来的差分干涉测量技术，到了20世纪90年代Grabriel等¨刮首次