InSAR在地表变形监测中的应用
InSAR在地表变形监测中的应用一、概述近年来地震、火山、滑坡和地面沉降等地质灾害越来越严重地威胁着人类的生存空间，针对这种灾害而发展起来的地表形变监测和测量技术就显得尤为重要。20世纪70年代后期，空间影像雷达在遥感中开始扮演重要角色。1978年美国国家航空与航天局(NASA)发射了第一颗用于观测地球表面的SEASAT卫星。而后发现，合成孔径雷达(SAR)可以广泛地用于研究陆地、冰川和海洋、于空间影像雷达使用微波信号(厘米至分米波段)很少受气象条件及是否有太阳照射影响，可以在任何时候获取全球表面信息，因此非常适用于地表面监测工作。侧视成像、脉冲压缩技术及合成孔径技术的综合应用，可以保证空间影像雷达获得几米到几十米精度的地面几何分辨率。
InSAR英文全称为Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR，中文含义为“合成孔径雷达干涉技术”，是一种使用微波探测地表目标的主动式成像传感器，InSAR传感器可以通过记载或星载的方式对地球表面成像，于航天技术的发展，商用卫星的InSAR系统已投入应用，并不断地趋于完善，使该项技术被认为是前所未有的新的空间观测技术。研究表明：其能够生成大规模的数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，InSAR用于差分模式(D-InSAR)能以cm级甚至毫米级精度在大的时间与空间尺度上探测到地球表面位移，并已应用于地震与火山研究、冰川运动监测、地球构造运动研究、地面沉降监测等领域。Goldstein等人应用欧洲遥感卫星(或称地球资源卫星)ERS-1间隔6d的数据在没有地面控制点情况下直接测定冰川速率。Massonnet等人首先利用ERS-1资料计算出1992年美国Landers 地震的同震位移，获得的地面至卫星方
向上的变化量与野外断层滑动测量结果，与GPS观测结果非常一致。Massonnet等人的方法在SAR数据处理时应用了已有的数字地面模型。美国喷气推进实验室(JPL)的Zebker等人应用差分InSAR方法获得了类似的结果，他们的方法是利用3～4圈卫星数据进行差分干涉，同时获得数字地形与形变量。InSAR是20世纪发展起来的一种新型的空间对地观测技术，它具有高空间分辨率、高精度和面矩阵测量等优点。雷达干涉测量已经广泛的应用于地形测绘、地球表面的形变场探测、海洋研究、森林制图和土地分类与应用等方面，得到了国际地学界的广泛关注。二、可用于干涉的雷达卫星目前已发射的多颗合成孔径雷达卫星见表1。SEASAT海洋卫星是美国国家航空与航天局发射的第一颗利用微波传感器进行海洋监测的卫星，卫星上搭载了SAR传感器，获取的SAR图像被广泛应用于冰川、地质、陆地分析等研究领域。
ALMAZ-1卫星是前苏联发射的一颗对地观测卫星，载有S波段SAR系统，遗憾的是，发射10个月后于故障卫星停止工作，但仍留下许多有用的SAR数据。ERS-1是欧洲空间局(ESA)的第一颗卫星，其SAR数据在海洋、冰川、火山、地形绘制、地形变监测、森林调查、农业等诸多方面的成功应用，极大地增强了人们对InSAR应用的信心，现在人们已经能够以mm级精度监测地表面变化；为进一步增强ERS的应用效率，1995年ESA发射了SAR系统与ERS-1完全相同的ERS-2卫星，所不同的仅是ERS-2仅以35d重复周期工作。两颗卫星可以1d或8d的时间间隔对同一区域成像，利用这种所谓前后串接(Tandem)模式开展InSAR研究。JERS-1是日本的一颗载有光学传感器合成孔雷达的卫星，以能源、森林、农业、海洋、湖泊、沼泽、冰雪等研究为主要目标。Radarsat是加拿大研制的一颗兼顾商用与科学研究试验的雷达遥感卫星，主要任务是供冰川与海洋
信息、勘测可再生资源(如林业与农业)和不可再生资源(如地质)。加拿大在两年内即将发射的第二颗Radarsat-2卫星将携带一套军事监视系统，2005年内计划发射的Radarsat-3卫星主要任务是增强防务监视能力。表1已经发射的星载合成孔径雷达卫星发射时间波段/波长(mm) SEASAT ALMAZ-1 ERS-1 ERS-2 JERS-1 Radarsat SIR-C SRTM 1978-06-28 1991-03-31 1991-07-16 1995 1992-02-11 1995-11 1994 2000-02 1 C/ X,C,L C/56 C 24 可调35 35 可变可变可变15～45 800 215 233 800 25～30 25～40 30×30 5～150 500 15～90 广扫描5～5000 C/ L/235 C/ 3,35,168 35 44 23 35 785 568 25 18×18 100 75 23 S/96 定向控制300±10 785 25 100 30×15 2×172 L/235 轨道重复周期(d) 3 中央入射角(。) 23 800 (m) 25×25 轨道高空间分辨率扫描宽度(km) 100 ENVISAT 2002-03-0航天飞机影像雷达(Shuttle Imaging Radar，SIR)是
美国NASA受SEASAT SAR成功鼓舞而实施的星载SAR计划。SIR-A与SIR-B 按计划分别于1981年与1984年实施。1994年实施的SIR-C计划是迄今为止惟一的在太空同时获取多波段、多极化的雷达数据。SIR-C搭载了单极化X波段(3cm)传感器，以及全极化L(24cm)波段与C(6cm)波段传感器。为进行重复轨道干涉，SIR-C于1994年4月与10月进行了两次飞行。航天飞机雷达地形测图计划(SRTM)是美国NASA、美国国防制图局(DMA)与德国空间局合作开展的20世纪第一次载人航天飞行雷达地形测图计划，通过装载在“奋进”号航天飞机的雷达和从航天飞机上伸出60m长臂端的另一雷达天线构成干涉雷达系统，经过222h23min的连续工作，完成了北纬60°至南纬56°的地球表面三维地形测绘，获取了前所未有的高精度地形数据。ENVISAT是欧洲航天局迄今生产的最先进的地球环境观测卫星，携带有10台地球和大气观测仪器，其中包括先进合成
孔径雷达(ASAR)，它将在未来5年里以每100min绕地球运转一周的速度对整个地球的环境进行观测，向地面即时传回数据供科学家进行研究分析。
三、SAR干涉基本原理图 1 SAR干涉基本原理图如图1，SAR传感器在两个不同位置观测地面某点P，P(x，y，z)点相对于参考平面的高为h=z(x，y)。假设信号发射的方向垂直于轨道运行方向，根据成像几何，高程h 可简单表达为：h?H?R1cos?
(1) θ为雷达视角。为方便讨论，我们假设两次成像期间地面反射物无任何变化，无大气影响。我们称两成像点之间的距离B为基线，如图1定义垂直基线(perpendicular)为B⊥，平行基线(parallel)为B‖，水平基线(horizontal)为Bh，方位垂直基线(vertical)为Bv。通常雷达基线相对于雷达至成像点的距离小得多(B＜＜R)。实际上相干处理本身就对基线有要求，太长的基线不可能相干。可以近似地，R2?B??R1，基线与水平方
向夹角为?。SAR信号经地面单元i反射，接收信号相对于发射信号的相移可以表达为：?i??0?4??Ri
(2) φi为地面单元i的相移，它是一个包含许多参数的函数，包括目标类型(点、体散射)，它们的介电常数、含水量、结构以及它们的亮度(极化方式、入射角、频率)等。假设在两个不同的轨道位置对同一地面单元成像时地面单元的特征维持不变，即?01??02,设卫星至地面单元i的距离差R??R1?R2。?R为参考相位(振幅a≡1)，可以得到相位差Φ：???1??2??R??根据式(1)，
4??B???R(3) d?4?dB?4?????B?(4) d??d??
dh?R1sin?(5) d?则高程模糊度(ambiguity)为：
dhdhd??R1sin?
(6) ???d?d?d?4?B?R1sin??R1sin??????
(7) 4?B?4?Bhcos??Bvsin?于是高程
h可表达为：h??可以通过迭代求
h(先设h=0)。α、B、H是已知量，斜距差可以根据相应的相位差来求解，理论上可达很高精度(达到子波长级精度)。如ERS-1/2波长为，理论上可分辨到。最后可利用式(1)求解高程h而得到数字高程模型(DEM)。实际上，利用相位差可以生成干涉相位图，整周是模糊的，相位在1～2π之间。因此必须利用相位解缠(Phase Unwrapping)求解相位整周数。基线数据B和α的确定也是求解地面高程的关键，精密的地面控制点对于DEM的精度非常重要，通常使用的方法是在地面安装角反射器，可有效改善InSAR精度。地球表面并非平面，曲率本身就会造成干涉条纹，实际上总相位差Φ中包含两个部分：高差相位Φh 与地平相位ΦR。即???h??R。?R??4??B?
。于地平相位的存在，增加了
相位解缠与噪声抑制的难度，数据处理时应该去掉。通常是在配准、形成干涉
图后，从相位图中直接减去地平相位。去掉的地平相位在相位解缠后应加回到非模糊相位图中。四、InSAR监测
变形的基本原理SAR差分干
涉原理(D-InSAR)的几何示意图见图2，轨道方向向里，即该图表示距离向平面图，所有角度按逆时针方向定义。地面点P位于椭球面高度h,P 0为P在椭球面的投影(即h=0)，相应的侧视角为θ0；???0???。假设1与2这对影像地面无任何形变，无大气影响，无任何误差，称之为地形对(topo-pair)；而1与3之间存在地形变，称之为形变对(defo-pair)。对于地形对，基线的垂直与水平分量分别为B?0?Bcos??0???;B?0?Bsin??0???，干涉相位为?＝-???4??B?，改正到椭球
面：4???B?B?(8) ??0对于形变对，假设在雷达视线方向(距离)形变量为△r，可表达为?r??形变△r引起的相位。形变对的干涉相位
为：???r,??r为4??’?? 4???B??r?
(9) ’?根据图2所示D-InSAR几何，我们不难导出形变△r引起的??r：’B???r???0?(10) B?0’ 图2 D-InSAR监测变形原理这是利用3幅单视复图像数据提取地形变量的一个非常重要的公式，通过两幅干涉图垂直基线之比，便能提取地形变干涉条纹，无需解算θ值。要注意前面的假设，地形对无任何形变。如果研究区域已有足够高精度的DEM，??r可通过DEM数据、SAR成像几何和轨道数据模拟合成，能直接从2幅单视复图像提取地形变信息。
五、InSAR监测变形技术差分干涉测量差分干涉测量技术是应用重复轨道的方式，在不同的时间获取同一地区雷达影像，利用此两幅影像进行差分干涉，可获得此地区于该时段地表及卫星间的距离变化所造成的雷达波相位差，这种相位差以干涉条纹的形式呈现，构成上包含地形引起的相位差，影像获
取期间形变引起的相位差，对流层延迟误差，轨道误差等。通过引入外部DEM 可将地形相位消除，其他误差通常假定量级较小，或者利用模型将其消除，即可获取地表形变。于该方法中大气影响难以很好的消除，并且在大量区域存在着信号失相关现象，其测量精度在cm 级，其应用领域也在不断扩大如地震、火山、冰川运动、地面沉降、滑波监测、活动板块和构造监测等方面。D-InSAR基本原理合成孔径雷达干涉测量的相位贡献，主要来自于地形相位、形变相位、平球相位和大气延迟相位。如果想要获取地表形变信息，则必须要消除区域地形相位、平球相位和大气延迟的相位信息。平球相位可通过卫星轨道和地球椭球严密的几何关系来形成严整的几何算法，大气延迟相位贡献份额是最少的，规律尚且不明显，有专门研究。现阶段，消除区域地形相位方法有四种：1)选取基线距为零的干涉图像对，无须考虑地形影响，即可
获得地表形变量；
2)应用外部因素来消除地形因素的效果，来获得地表形变量。外部因素主要是DEM数据。3）利用第三幅合成孔径雷达图像，采用干涉的方法，来消除地形影响，获得干涉形变量；4)利用四幅SAR图像，采用地表形变前后两两干涉的方法来消除地形影响，获得干涉形变量。就现阶段来讲基线距为零的干涉图像对很少，所以方法一很难实现；方法二即所谓的两通或者两轨法干涉测量，于其少用一景SAR图像，在InSAR数据源相对匮乏的今天来讲，该方法经济上具有很大优势，目前已有研究成果表明,两轨法干涉测量所得测量结果在整体上与三轨干涉基本一致，因此两轨法精度上是可行；方法三又称三通或三轨法干涉测量，是标准差分干涉测量方式；方法四即四通差分干涉测量，精度上更可靠，但适合干涉的SAR数据选取更加困难，经济上也不
是很合理。永久散射体干涉测量尽管DInSAR技术在地表变形监测上，与其他方法相比颇具优势，然而一般来说较适合应用于植被较少，地形起伏和缓的区域。山区及植被较厚的地区，因地表特征物会随着时间而变化以及大气效应，会影响干涉结果的精度。Permanent Scatterers从信号中消除，达到对PS点的精密观测。一般情況来说，PS点位数量城市区域每平方公里可在数十个点以上，而郊区部份也可达每平方公里内有几个点，这样的资料密度，已经远超过多数地区GPS的站位密度。PSInSAR 的基本原理是：在给定的一组雷达干涉图像中，按照某种准则选择相位稳定的一系列点作为永久散射体,也就是PS点,并且根据给定的相位模型,去除这些PS 点的大气附加相位，DEM误差和其他噪声,进而得到准确的地表形变。通常，PS 技术需要处理同一地区30景以上的干涉图,以选取一组反射特性强、时间上稳定的地物目标作为PS点,保证计算结果的
精确性。人工角反射器干涉测量技术如果在所研究区域，譬如矿区，找不到足够密度的天然永久散射体，可以安装人工制作的散射体，通常称为角反射器以增强地表反射雷达信号的能力。通过分析这些角反射器信号达到地表监测的目的。对于角反射器，其高程已精确确定，在常规DInSAR处理中可以避免高程误差对相位的影响从而提高观测精度。若有若干影像亦可对角反射器进行时间序列分析，其流程与PSInSAR相似。短基线干涉测量技术该技术以基线较短的影像对中的相干点为观测对象，通过最小二乘或奇异值分解的方法从一系列影像中提取形变信息。相比于PSInSAR该方法可以获取更多可靠的相干点即PS点。在相位解缠有保证的前提下可以获取更丰富而可靠的形变信息。六、DEM生成过程展开的相位可以用来生成DEM，雷达信号获取到DEM生成的流程图如图3所示：图3 SAR干
涉数据得到地面模型的处理过程七、InSAR技术应用于地面沉降监测的国内外经验InSAR技术的应用主要体现在以下几个方面：①大规模的数字高程模型(DEM)的建立和地形制图；
②地球表面形变场的探测，包括地震位移测量、火山运动监测、冰川漂移、地表沉降与山体滑坡等引起的地表位移监测；③森林调查与制图；④海洋测绘以及土地利用与分类等。干涉测量形变监测主要依据的技术原理在相关文献多有记述(Zebker，1986；Gabrieletal，1989；Santitamnont，1998)。国外率先应用InSAR技术进行开采沉陷监测。波兰学者Perski利用InSAR技术对Upper Silasia煤田开采下沉盆地进行了系统研究(Perski，1998；2000，Perski和Jura，1999)，作为对照，Upper Silssia煤田开采沉陷监测也采用了GPS技术(表2)。于Upper Silasia煤田开采大量采用水沙充填，下沉量远小于自然冒落开采，因此，采用沉降监测要有较高精度。沉陷监测
的实践表明，InSAR技术具有大面积、连续、快速的优势，可以达到厘米级的分辨率，完全满足精度要求，是水准测量和GPS测量的有效补充，在大面积、短周期沉陷区损害调查及预测中优势明显。表2Upper Silasia煤田开采下沉盆地GPS控制点的沉降量与InSAR对比表控制点460 0458
1458 2240 GPS 观测沉降(mm) 48 38 42 30 InSAR 计算沉降(mm) 42 43 41 35 差值(mm) -6 +5 -1 +5 5240 3259 0259 26 32 35 31 37 36 +5 +5 +1 国内，西南交通大学与香港理工大学合作，利用InSAR 技术对香港赤腊角机场沉降场进行分析，认为InSAR对微小的地表沉降具有很高的敏感度，结果精度优于1cm(Liu，et )。国内外InSAR技术用于城市地表沉降监测的实践表明，InSAR技术具有大面积、连续快速、准确的优势。因城市地面覆盖植被较少，城市用地变化较少，干涉测量在城市区域往往表现
出较高相干性；且InSAR监测可得到一定面积空间的平均变化值，而传统方法只能得到点或线的差异。这些特点说明InSAR技术特别适合城市环境地面沉降监测。八、InSAR技术的局限性与其它方法(如GPS监测等)相比,用InSAR及D InSAR进行地面形变监测有很多优点，主要体现在:(1)覆盖范围大,方便迅速:(2)成本低,不需要建立监测网;(3)空间分辨率高,可以获得某一地区连续的地表形变信息;(4)可以监测或识别出潜在或未知的地面形变信息:(5)全天候,不受云层及昼夜影响。但是也有局限性，地震、火山等引起的地表形变不只是垂直方向上的位移，也包含有水平方向上的位移。只有单一的垂直方向的位移的时候，我们可以根据目标与雷达的几何关系将视线方向上的形变量转换成垂直方向的位移。而既有垂直方向位移，又有水平方向位移的形变，视线方向上的形变量将如何转换还是需要进进一步研究的。GPS和InSAR
起源于大地测量和遥感两个不同的领域,但它们技术上的互补性使得它们可以共同应用于在获得空间三维信息和地表变形监测等领域。目前世界上许多国家建立了CGSP网(cotinuous GPS net works),用于连续和动态地监测本地区的地面沉降情况。大部分CGSP网的时间分辨率为30秒,基本满足实时动态监测的要求,而空间分辨率却只有几十公里,不能满足小区域地面沉降监测的要求。而InSAR 技术虽然具有很高的空间分辨率,星载SAR已达到约20米,但是雷达卫星因其固有的运行周期,所以时间分辨率还满足不了要求。另外大气参数的变化,卫星轨道误差等问题单纯依靠InSAR数据本身难以解决,必须加人其它的辅助数据和必要的技术手段来加以改善。
沉降监测作业指导书 1 目的和适用范围及标准 测定建筑场地沉降、基坑回弹、地基土分层沉降以及基础和上部结构沉降。操作方法执行标准《工程测量规范》（GB50026-2007）、《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。 2 仪器设备 水准仪全站仪 3 沉降控制点布设 特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。 高程基准点和工作基点位置的选择应符合下列规定： 1）高程基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方； 2）高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。在建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑上； 3）高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的
工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。 沉降监测点的布设应位于建（构）筑物体上。高程基准点和工作基点标石、标志的选型及埋设应符合有关规范规定。 4 沉降观测 沉降观测分为：定期对高程控制网进行复测以确定控制网的稳定性，同时对沉降观测标进行观测。 基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1～2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测，并按《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》规定对其稳定性进行分析。 有工作基点时，每期变形观测时均应将其与基准点进行联测，然后再对观测点进行观测。 沉降观测标的精度、观测仪器、观测方式均应达到相应等级的水准测量规范要求，沉降观测标必须位于水准观测线路中，不得使用碎步点方式对沉降观测标进行测量。 5 观测周期 按照《工程测量规范GB50026-2007》、《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》中的技术要求，确定相应等级的观测周期。
山东科技大学 本科毕业设计（论文）开题报告题目基坑工程的综合监测 学院名称测绘科学与工程学院 专业班级 学生 学号 指导教师 填表时间：年 5 月 6 日
填表说明 1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。 4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。 5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。
设计（论文） 题目 基坑开挖监测 设计（论文）类型（划“√”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它√ 一、本课题的研究目的和意义 随着城市建设的发展，基坑施工的开挖深度越来越深，从最初的5～7m发展到目前最深已达20m多。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。 对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。监测在取得大量测试数据同时对工程总结经验、完善基坑的支撑、提高设计水平有着重要意义。 根据我市周边地区的基坑工程事故分析可知，由于部分单位不重视基坑施工过程的监测，从而造成了较严重的工程事故，甚至造成了人员伤亡事故。如基坑围护结构的失稳，周边建筑的裂缝及地下设施的破坏。因此，当前对于我基坑开展监测工作已经变得越来越重要。
一第26卷增刊1一2017年6月中一国一矿一业C H I N A M I N I N G M A G A Z I N E 一V o l .26,S u p p l J u n .一2017 急倾斜煤层水平分层开采引发的 地表变形监测技术研究 郝文杰1, 2,魏一洁3,任一涛1,史彦新1,2(1.中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051;2.国土资源部地质环境监测 技术重点实验室,河北保定071051;3.甘肃省地质环境监测院,甘肃兰州730050 )一一摘一要:西北地区厚黄土覆盖层急倾斜煤层开采引发的地表沉陷二 地裂缝等地质灾害具有独特的发育特征,需要具有针对性的监测指标和方法,从而获取监测体的演变模式,本文选择甘肃省窑街三矿采煤引发的地表沉陷典型区域作为研究试验区,通过总结采煤工艺及地质条件差异引起的地表沉陷特征,结合采用传统测量技术与现代实时监测技术,实施了针对急倾斜煤层开采引发的厚黄土层变形监测工作,选取地表埋设G P S 监测桩定期监测和安装拉绳变形监测仪实时采集数据的方法, 实时监测塌陷区典型变形点的三维变形情况,并通过数据分析对垂向沉降和水平位移进行了对比,进一步对稳定区进行了划分三该研究为开展类似条件下的监测和研究工作积累了经验三 一一关键词:急倾斜煤层;地表沉陷;G P S ;动态监测;一一中图分类号:T D 325一一文献标识码:A一一文章编号:1004-4051(2017)S 1-0378-04S t u d y o n s u r f a c e d e f o r m a t i o nm o n i t o r i n g t e c h n o l o g y o f c a v i n g s t e e p -i n c l i n e d c o a l s e a m w i t hh o r i z o n t a l l y g r o u p e d t o p -c o a l d r a w i n g m i n i n g m e t h o d HA O W e n j i e 1,2,W E I J i e 3,R E N T a o 1,S H IY a n x i n 1, 2(1.C e n t e rF o rH y d r o g e o l o g y a n dE n v i r o n m e n t a lG e o l o g y ,C h i n aG e o l o g i c a l S u r v e y ,B a o d i n g 071051,C h i n a ;2.K e y L a b o r a t o r y o fG e o l o g i c a l E n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g T e c h n o l o g y ,M i n i s t r y o fL a n da n dR e s o u r c e ,B a o d i n g 071051,C h i n a ;3.G e o -E n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g I n s t i t u t e o fG a n s uP r o v i n c e ,L a n z h o u730050,C h i n a )一一A b s t r a c t :S t u d y s u r f a c es u b s i d e n c ea n d g r o u n df i s s u r em o n i t o r i n g t e c h n o l o g y c a u s eb y c a v i n g s t e e p -i n c l i n e d c o a l s e a mi nn o r t h w e s t a r e a o f C h i n a .A i m i n g a t t y p i c a l r e g i o n a l o f s u r f a c e s u b s i d e n c e i nY a o j i e c o a l m i n e o f L a n z h o u c i t y ;S u m m a r i z e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o fm i n i n g t e c h n o l o g y a n d g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ,R e s e a r c h t h i c k l o e s s d e f o r m a t i o nm o n i t o r i n g t e c h n o l o g y ;U s e dG P S a n d d i s p l a c e m e n tm e t e rm e t h o dw h i c h r e a l i z e r e a l -t i m e d a t a a c q u i s i t i o n a n d o n -l i n em o n i t o r i n g o f g e o l o g i c a l d i s a s t e r s i n t h e t h r e e -d i m e n s i o n a l s p a c e .T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h ed e f o r m a t i o n m o n i t o r i n g p r o g r a m a n da n a l y s i so ft e s tr e s u l t s ,p r o v i d ee x p e r i e n c ef o rt h e r e s e a r c hw h i c h i s i n t h e s i m i l a r c o n d i t i o n .一一K e y w o r d s :s t e e p c o a l s e a m ;s u r f a c e s u b s i d e n c e ;G P S ;d y n a m i cm o n i t o r i n g 收稿日期:2017-03-05一一责任编辑:宋菲 基金项目:国土资源部公益性行业科研专项项目资助(编号: 201511056);国家自然科学基金青年基金项目资助(编号:41402322)第一作者简介:郝文杰(1984-),男,内蒙古赤峰人,工程师,主要从事矿山地质环境监测技术研发与方法研究工作,E -m a i l :h a o w e n j i e l o v e @163.c o m 三一一我国宁夏二 陕西和甘肃省等西部地区,巨厚黄土层覆盖地区占矿井开采面积的60%以上, 这些地区的煤炭开采所引起的地表沉陷及采动损害问题日益突出[1],不但使矿区建筑物受损,而且造成植被破坏二水土流失二山体滑坡二农田损毁等地质环境问题,严重制约了矿区可持续发展[ 2]三为最大限度地解放 三下 压煤,提高资源回收率,保护地表村庄 建筑物,国内外很多学者进行了大量的地表移动观 测研究三在欧洲,F e r r i e r 等人利用光谱成像技术对西班牙最大的铜矿区R o d a q u i l a r 进行长期跟踪,分析了由于铜矿的过度开采所造成地面沉降问题的发展 趋势[3]三M u l a r z 利用L a n d s a t T M 和S P O T -5卫星万方数据
建筑变形监测毕业论文 摘要 随着经济和城市化进程的不断发展，建筑越来越呈现向多层、高层和超高层发展的趋势。而多层及高层建筑在建造的过程中必然产生一定的水平或者垂直位移，严重者甚至会危及建筑的安全，造成国家和人民重大的经济损失。因此，建筑物的变形监测与预报是建筑施工中的一个不可或缺的重要环节，也是测绘工程领域研究的热点问题之一。变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段，它通过实时获取变形体的动态位移信息来预警变形体的安危状况。在测量工作的实践和科学研究的活动中,变形监测都占有重要的位置。本文主要针对多层及高层建筑物，研究探讨建筑工程变形监测常用技术方法以及如何在保证建筑工程自身稳定的同时，有效控制建筑的变形以保证工程及周围环境安全的技术和方法。总之，建筑变形监测己经成为建筑设计、监测、施工中的一项重要内容。本文重点分析比较几种不同变形观测的方法，特别是建筑基坑变形、建筑沉降位移、水平位移、倾斜位移、沉降位移、挠度的变形监测。 关键词：建筑物、变形监测、建筑基坑变形、水平位移、倾斜位移、沉降位移、挠度
Abstract With the continuous development of economy and city development, building more and more presents to multi-layer, high-rise and super high-rise development trend. And the multi-storey and high-rise buildings in the process of construction will have certain vertical or horizontal displacement, and even endanger the safety of buildings, caused significant economic losses to the country and the people. Therefore, deformation monitoring and prediction of building is one of the most important aspects of building construction, and is also one of the hot issues in the field of Surveying and mapping engineering. Deformation monitoring is an important means of monitoring the deformation body safety, it gets the deformation body through real-time dynamic displacement information security warning of deformable body. In the practice of and scientific research on measurement of work activities, deformation monitoring plays an important role. In this paper, multi-storey and high-rise building, research building engineering deformation monitoring technology methods and how to ensure the construction itself at the same time, the deformation of the effective control of construction to ensure that the technology and method of construction safety and surrounding environment. In short, the building deformation monitoring has become a building design, construction, monitoring is an important content in. This paper focuses on the analysis and comparison of several different deformation observation method, especially in the construction of foundation pit defo rmation, building settlement displacement, horizontal displacement, tilt displacement, displacement, deflection deformation monitoring.
变形监测技术在桥梁监测中的应用 摘要：桥梁的建设展示了我国大桥梁发展的最新技术水平和成就，代表了大桥梁发展方向，使我国公路桥梁建设步人世界先进行列，并对促进区域经济繁荣和发展，完善国道主干线网起到十分重要作用，并产生了巨大的经济效益和社会效益。本应用研究通过对江阴长江公路大桥的沉降和水平位移监测，探讨变形监测理论在实际工程问题中的应用，通过合适的数据处理方法，分析和总结桥梁变形的规律，为桥梁的养护、管理和决策提供依据和指导。 关键字：变形监测技术、桥梁监测、应用 一、引言 近年来，随着我国桥梁建设事业的迅猛发展，桥梁结构和形势日趋复杂，规模也越来越大，桥梁的施工正朝着超大化的方向发展，对其进行变形监测也就显得尤为重要。变形监测是对被监测的对象或物体进行测量，以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。其主要意义是分析和评价建筑物的安全状态、验证设计参数、反馈设计施工质量、研究正常的变形规律和预报变形。桥梁的变形监测是对桥梁整体性能的监测，其基于工程测量的原理、技术和精密测量仪器，对桥梁在垂直方向和水平方向的位移变形进行定期或实时监测，并通过绘制相应的位移变形影响线或影响面来监测桥梁各部位位移的变形状态，预测其变形规律，为桥梁的维修、养护和管理决策提供依据和指导。 二、桥梁变形监测发展现状 2.1桥梁结构变形监测内容 2.1.1垂直位移监测内容 桥梁结构竖向位移主要包括梁式桥施工期间桥墩、梁体以及运营期间桥墩、桥面的竖向位移测量；拱桥施工期间的桥墩、拱圈以及运营期间的桥墩、桥面垂直位移；悬索桥、斜拉桥施工期间索塔、梁体、锚碇以及运营期间索塔、桥面垂直位移；桥梁两岸边坡垂直位移。 2.1.2水平位移监测内容 桥梁结构水平位移监测主要包括梁式桥施工期间梁体以及运营期间桥面的水平位移监测；拱桥施工期间的拱圈以及运营期间的桥面水平位移监测；悬索桥、斜拉桥施工期间索塔倾斜，塔顶、梁体、锚碇以及运营期间索塔倾斜、桥面水平位移；桥梁两岸边坡水平位移。 2.2 桥梁结构变形监测控制测量 2.2.1 垂直位移监测控制测量 高程控制测量等级的划分，依次为二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量；四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量，五等也可采用GPS 拟合高程测量。 首级高程控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理选择。首级网应布设成环形网，加密网应布设成符合路线或节点网。 特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。 高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉
西石门铁矿 地表塌陷、断裂变形的观察办法（试行） 根据国家地质灾害防治条例的相关条例和局、矿的有关规定，以及结合我矿长期的观测经验。对我矿开采范围内各大采区因采矿出现的采空塌陷区和裂隙变形情况与马河沉降变形情况和尾矿库的监测情况。我矿地测科特制定了相关检测方法及观测结果整理的办法，以顺利有效地把灾害检测工作做好。能够准确地把观测结果上报有关部门以便采取积极有效措施，以防发生重大的灾害事件。 一、观测要求： 1、仪器：全占仪，精度±2″，钢尺。 2、观测时间：以长期固定检测与定期巡查和汛期强化检测相结合的方式进行。长期固定检测一般为每月两次，雨后加测，雨季加密为每周一次；定期巡查一般为每月进行一次。 3、观测点的设置：沉降观测点要布置在能反映沉降特征且方便观测的位置，一般采用条带型和十字型观测网，布置观测点使用钢钉和混凝土埋桩的方法。 4、沉降观测的五定：点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时环境条件要基本一致；观测方法、路线要固定。 5、沉降观测成果的整理：作好原始记录，检查原始记录是否正确，精度是否合格，计算出变化值。然后填入沉降观测表中，绘制出沉降与时间的曲线图。
6、沉降结果的上报：要定期将观测结果上报有关部门，如出现较大的变化时应及时上报，以便及时采取措施，防止出现重大灾害事件。 二、观测位置： 1、北采区：在北大坑南布置一条近东西向的观测线，10余个观测点；间距10-20；观测点采用混凝土现场浇注设桩。每年一季度末对塌陷区的面积、深度和断裂变形的范围进行观测。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 2、中采区：在塌陷坑东侧布置布置一条近东西向的观测线，10余个观测点，观测方法与北采区相同。 3、南采区：南区塌陷坑已基本用废石充填完毕，没法设置观测点，但在一些地段也存在着裂隙变形和小面积的塌陷。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 4、马河沉降区：在马河的沉降变形部位，位于马河河床内及马河北岸，对我矿安全生产构成极大地危险，为指导安全渡讯和治理维护的需要，在该部位布置三条主观测线及三条辅助观测线及散点；观测点的间距为10-20米；观测点采用在混凝土面上击注钢钉和埋设混凝土桩等方法。观测时间：汛期（7～8月）每10天观测一次，汛期后的两个月（9～10）每20天一次观测一次。其他月份每30天观测一次。在马河的两岸设置径流水位标志，为有关部门提供观测的数据。 5、尾矿库的观测：沿坝体轴线方向上布置一纵一横观测线，一纵：从底部堆石坝至沙棘林带的下沿，设5个观察点。一横：在411米坝面公
山东建筑大学毕业论文开题报告表 专业：测绘工程班级：测绘071 姓名：陶俊辉 论文题目高层建筑物变形监测的方法研究 一．选题背景和意义 随着经济发展和城市化进程的加快，城市中出现了越来越多的高层建筑物，从几十层到上百层的楼房。根据能量守恒定律，楼房质量对所在地表的压力会使地面发生变形，直接影响楼房的受力情况。如果地表受力不均匀，就会发生楼房倾斜甚至倒塌等灾害，直接影响到居民的生命和财产安全。为了确保这些楼房的安全使用，需要对其进行长期的精密变形观测，以确定其变形状态。 高层建筑变形监测高层建筑变形监测的直接目的之一就是对高层建筑的运营 状态进行安全监控、评价和预报。从20世纪90年代以来,高层建筑变形监测手段的硬件和软件迅速发展,监测范围不断扩大,监测自动化系统、数据处理和资料分析系统、安全预报及分析评价系统也在不断的完善。工程设计采用新的可靠度设计理论与方法以来,变形监测成为提供设计依据、优化设计和可靠度评价不可缺少的手段,成为工程设计和施工质量控制的重要手段。 由于工程自身的特殊性和复杂性,在一般情况下,直接采用变形监测原始数据对高层建筑安全稳定状态进行评估和反馈是困难的。因此,为了实现高层建筑安全运营的设计目的,一般需要结合具体的工程和变形监测不同时段的不同特点和要求分别 选用不同的手段和方法,认真做好监测数据和资料的整理分析工作,对高层建筑的安全稳定状态进行评估、预测和预报,并为改进建筑工程设计、施工方法和运营管理提供科学的依据。 高层建筑变形观测简便、精度高,能直观地、及时地掌握高层建筑性态的变化,许多高层建筑在出现危险之前都常常发生较大的变形。因而,分析高层建筑变形规律、对高层建筑的变化趋势进行有效预测对高层建筑安全监控、确保高层建筑安全运营具有重要意义。
变形监测的若干新技术 秦滔 摘要：主要介绍了光纤监测技术、卫星合成孔径雷达差分干涉测量技术及GPS 伪卫星组合定位技术在变形监测中的应用，同时分析了使用这些新技术的优势和应用前景。 关键词：变形监测 GPS伪卫星组合定位 光纤监测合成孔径雷达差分干涉测量 Abstract:Mainly introduce the fiber-optic monitoring technology, D-InSAR and integration of GPS and Pseudolite positioning technology in the application of deformation monitoring, and analysis of the use of the advantages of these new technologies and applications. Keywords: deformation monitoring integration of GPS and Pseudolite positioning fiber-optic monitoring D-InSAR 1 引言 我国的变形监测工作起步于20世纪50年代，经过半个世纪的发展，形成了完成的理论体系和技术方法。尤其近20年来，许多大型工程开工建设，各种先进的仪器设备飞速发展，变形监测工作也取得了很大的进步。 早期的变形监测，主要采用精密的光学测量仪器进行观测，例如精密水准测量、经纬仪、垂线及视准线等。随着电子仪器的发展，应变计、无应力计、测缝计、钢筋计、测压计、渗压计等广泛应用于变形监测中。另外，用于监测环境量的电子温度计、水位计等也开始使用。电子计算机的广泛应用和发展，促使变形监测工作提高效率，走向自动化、智能化之路，尤其是全站仪、GPS等先进仪器出现，计算机技术不断发展，数据处理技术不断优化，变形监测工作走上了数据采集、传输、存储、处理自动化的道路。 近年来，变形监测工作中又出现了若干新的技术方法，这些新技术拥有广阔的应用前景，本文主要介绍以光纤传感器为基础的光纤监测技术、以卫星合成孔径雷达为基础的差分干涉测量技术（D-InSAR）及以GPS伪卫星组合定位技术在变形监测中的应用。 2 光纤监测技术 光纤技术是一种集光学、电子学为一体的新兴技术，其核心技术是光纤传感
变形监测定义 是指对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置几内部形态随时间的变化特征。 变形监测的目的 1）分析和评价建筑物的安全状态2）验证设计参数3）反馈设计施工4）研究正常的变形监测规律和预报变形的方法 变形监测的意义 对于机械技术设备，则保证设备安全、可靠、高效地运行，为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据；对于滑坡，通过监测其随时间的变化过程，可进一步研究引起滑坡的成因，预报大的滑坡灾害；通过对矿山由于矿藏开挖所引起的实际变形观测，可以采用控制开挖量和加固等方法，避免危险性变形的发生，同时可以改变变形预报模型；在地壳构造运动监测方面，主要是大地测量学的任务，但对于近期地壳垂直和水平运动以及断裂带的应力积聚等地球动力学现象、大型特种精密工程以及铁路工程也具有重要的意义。 变形监测的特点 1）周期性重复观测2）精度要求高3)多种观测技术的综合应用4）监测网着重于研究电位的变化 变形监测的主要内容 现场巡视；环境监测；位移监测；渗流监测；应力、应变监测；周边监测 变形监测的精度和周期如何确定，有何依据 精度：1917年国际测量工作者联合会（FIG）第十三届会议上工程测量组提出：如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的过程，则其中误差应比这个数小的多。 周期：变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。 变形监测系统设计的原则 1）针对性2）完整性3）先进性4）可靠性5）经济性 变形监测系统设计主要内容 1）技术设计书2）有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述3）观测的原则方案4）控制点及监测点的布置方案5）测量的必要精度论证6）测量的方法及仪器7）成果的整理方法及其它要求或建议8）观测进度计划表9）观测人员的编制及预算 变形监测点的分类及每类要求 1）基准点：埋设再稳固的基岩上或变形区外，尽可能长期保存。每个工程一般应建立3个基准点，以便相互校核，确保坐标系统的一致。当确认基准点稳定可靠时，也可以少于3个，应进行定期观测。2）工作点：埋设再被研究对象附近，要求在观测期间保持点位的稳定，其点位由基准点定期监测。3）变形观测点：埋设再建筑物内部，0 变形呢监测点标石埋设后，应在其稳定后方可开始观测。稳定期一般不宜少于15天。 变行监测技术在哪几方面取得了较好的发展？ ①自动化监测技术②光纤传感检测技术③CT（计算机层析成像）技术的应用④GPS在变形监中的应用⑤激光技术的应用⑥测量机器人技术⑦渗流热监测技术⑧安全监控专家系统 什么是垂直位移和沉降？建筑物沉降与哪些因素有关？ 从词面来说，垂直位移能同时表示建筑物的下沉或上升，而沉降只能表示建筑物的下沉，对大多数建筑物来说特别是施工阶段，由于垂直方向上的变形特征和变形过程主要表现为沉降变化，因此实际应用中通常采用沉降一词。 影响建筑物沉降的因素有：（1）建筑物基础的设计（2）建筑的上部结构（3）施工中地下水的升降 监测方法与技术要求有哪些 视线长度、前后视距差和视线高度；水准测量主要限差；沉降监测点的精度要求。 精密水准测量的误差来源有哪些？如何减弱i角误差对沉降观测结果的影响？ 误差来源:1）仪器误差：水准仪i角误差；水准尺长与名义尺长不符2）外界环境引起的误差：高压输电线和变电站等强磁场的影响；温度和大气折光影响3）人为引起的误差 方法：减小i角误差的影响，必须严格控制前后视距差和前后视距累计差，又由于i角误差会受温度等影响，减弱其影响的有效方法是减少仪器受辐射热的影响；若i角误差与时间成比例地均匀变化，则可以采用改变观测程序（奇数站—后前前后；偶数站—前后后前）的方法减小i角误差影响。 精密水准测量监测方法与技术要求有哪些 方法：采用精密水准测量方法进行沉降监测时，从工作基点开始经过若干监测点，形成一个或多个闭合或附合路线，其中以闭合路线为佳，特别困难的监测点可以采用支水准路线往返测量。 要求：视线长度、前后视距差和视线高度；水准测量主要限差；沉降监测点的精度要求。 测点布设原则与方法 建筑物水平位移监测的测点宜按两个层次布设，即由控制点组成控制网，由观测点及所联测的控制点组成扩展网；对单个建筑物上部或构件的位移监测，可将控制点连同观测点按单一层次布设。 水平位移监测常用的观测方法有 1）大地测量法2）基准线法3）专用测量法4）GPS测量法 交会观测方法有几种及什么情况用哪种方法 1）测角交会法：采用测角交会法时，交会角最好接近90°若条件限制，也可设计在60°~120°，工作基点到测点的距离不宜大于300m。2）侧边交会法：r角通常应保持60°~120°，测距仔细，交会边长度a和b应力求相等，一般不大于600m；3）后方交会法 精密导线测量方法 1）边角导线法 2）弦矢导线法 数据处理和分析主要内容 1）粗差检查及处理2）点温度条件检查3）数据可靠性检查。 挠度及挠度观测及方法 定义：测定建筑物受力后挠曲程度的工作称为挠度观测。建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂
InSAR在地表变形监测中的应用 InSAR在地表变形监测中的应用一、概述近年来地震、火山、滑坡和地面沉降等地质灾害越来越严重地威胁着人类的生存空间，针对这种灾害而发展起来的地表形变监测和测量技术就显得尤为重要。20世纪70年代后期，空间影像雷达在遥感中开始扮演重要角色。1978年美国国家航空与航天局(NASA)发射了第一颗用于观测地球表面的SEASAT卫星。而后发现，合成孔径雷达(SAR)可以广泛地用于研究陆地、冰川和海洋、于空间影像雷达使用微波信号(厘米至分米波段)很少受气象条件及是否有太阳照射影响，可以在任何时候获取全球表面信息，因此非常适用于地表面监测工作。侧视成像、脉冲压缩技术及合成孔径技术的综合应用，可以保证空间影像雷达获得几米到几十米精度的地面几何分辨率。
InSAR英文全称为Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR，中文含义为“合成孔径雷达干涉技术”，是一种使用微波探测地表目标的主动式成像传感器，InSAR传感器可以通过记载或星载的方式对地球表面成像，于航天技术的发展，商用卫星的InSAR系统已投入应用，并不断地趋于完善，使该项技术被认为是前所未有的新的空间观测技术。研究表明：其能够生成大规模的数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，InSAR用于差分模式(D-InSAR)能以cm级甚至毫米级精度在大的时间与空间尺度上探测到地球表面位移，并已应用于地震与火山研究、冰川运动监测、地球构造运动研究、地面沉降监测等领域。Goldstein等人应用欧洲遥感卫星(或称地球资源卫星)ERS-1间隔6d的数据在没有地面控制点情况下直接测定冰川速率。Massonnet等人首先利用ERS-1资料计算出1992年美国Landers 地震的同震位移，获得的地面至卫星方
1.什么是变形? .什么是变形监测?变形监测的目的是什么?变形监测的意义? 变形监测的主要内容有哪些? 答：变形是物体在外来因素作用下产生的形状和尺寸的改变。 变形监测是对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。 目的：1、分析和评价建筑物的安全状态。2、验证设计参数。3、反馈设计施工质量。4、研究正常的变形规律和预报变形的方法。 意义：1、对于机械技术设备：则保证设备安全、可靠、高效地运行：为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据。 2、对于滑坡：通过监测其随时间的的变化过程：可进一步研究引起滑坡的成因：预报大的滑坡灾害。 3、通过对矿山由于矿藏开挖引起的实际变形的观测：可以控制开挖量和加固等方法：避免危险性变形的发生：同时可以改进变形预报模型。 4、在地壳构造运动监测方面：主要是大地测量学的任务。但对于近期地壳垂直和水平运动等地球动力学现象、粒子加速器、铁路工程也具有重要的工程意义。 内容：现场巡视、环境量监测、位移监测、渗流监测、应力、应变监测、周边监测。 2.变形监测技术的发展趋势。 答：由于变形监测的特殊要求：一般不允许监测系统中断监测：就要求监测系统能精确、安全、可靠长期而又实时地采集数据：而传统的设备难以满足要求：因此：科研人员在现有自动化监测技术的基础上：有针对性的研发精度高、稳定性好自动化监测仪器和设备。这方面成果有：自动化监测技术、光纤传感检测技术、CT技术的应用、GPS 在变形监测中应用、激光技术的应用、测量机器人技术、渗流热监测技术、安全监控专家系统 3. 变形监测工作有何特点：常用变形监测技术方法有哪些? 答：特点：1、周期性重复观测2、精度要求高3、多种观测技术的综合运用4、监测网着重于研究点位的变化。 测量技术：1、常规大地测量方法。如：三角测量、交会测量、水准测量。2、专门的测量方法。如：视准线、引张线测量方法。3、自动化监测方法。4、摄影测量方法。5、GPS等新技术的应用。 4. GPS用于变形测量有何优点? 答：速度快、全天候观测、测点间无需通视、自动化程度高：能进行同步变形监测：并实现了数据采集、传输、处理、分析、显示、存储等：测量精度可达到亚毫米级。6.变形观测中观测精度是如何确定的? 变形观测中确定观测周期的原则： 答：如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全：则其观测的中误差应小于允许变形值的十分之一~二十分之一：如果观测的目的是为了研究其变形的过程：则其中误差应比这个数小得多。当存在多个变形监测精度要求时：应根据其最高精度选择相应的精度等级：当要求精度低于规范最低精度要求时：宜采用规范中规定的最低精度。变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则：根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。 7.为什么要对变形监测资料进行检核?检核的方法有哪些? 答：资料分析工作必须以准确可靠的的监测资料为基础：在计算分析之前：必须对实测资料进行校核检验：对监测系统和原始资料进行考证。这样才能得到正确的分析成果：发挥监测资料应有的作用。 校核方法：任意观测元素：如高差、方向值、偏离值。倾斜值等/：在野外观测中均具有本身的观测校核方法：可参考有关的规范要求。进一步校核是在室内所进行的工作：具体有：1、校核各项原始记录检查各次变形值的计算是否有误。可通过不同方法的验算、不同人员的重复计算来消除监测资料中可能带有的错误。2、原始资料的统计分析。可采用统计方法进行粗差检验。3、原始实测值的逻辑分析。根据监测点的内在物理意义来分析原始实测值的可靠性。 8.如何用一元线性回归分析法对变形资料进行检核? 答：1、利用式求得变量y和x的相关系数：查阅相关系数的临界值表：判断y和x线性相关是否密切。2、利用式na+[x]b-[y]=0[x]a+[xx]b-[xy]=0 (n：观测值的个数、[]：求和计算：求回归方程=a+bx的回归系数a,b,建立回归方程。3、在回归直线两侧根据2s画两条平行线：检查新的变形值是否出现在这两条直线所夹的区间内：当观测值超出这一区间时：应作专门分析。 9.变形观测资料整理的主要内容包括哪些?成果表达的形式有哪些? 答：内容：1、收集资料：如工程或观测对象的资料、考证资料、观测资料及有关文件等。2、审核资料：如检查收集的资料是否齐全：审查数据是否有误或精度是否符合要求：对间接资料进行转换计算：对各种需要修正的资料进行计算修正：审查平时分析的结论性意见是否合理等。3、填表和绘图：将审核过的数据资料分类填入成果统计表：绘制各种过程线、相关线、等值线图等：按一定顺序进行编排。 4、编写整理成果说明：如工程或其他观测对象情况、观测工作情况、观测成果说明等。 成果：文字、表格、图形：也可采用现代科技如多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术进行表达。变形监测、分析、预报的技术报告和总结是最重要的成果。 13.工程建筑物变形的原因是什么?工程建筑物变形监测的内容及意义是什么? 答：原因：建筑的自重、使用中的动载荷、振动或风力因素引起的附加载荷、地下水位的升降、地质勘探不充分、设计错误、施工质量差、施工方法不当等。 内容：1、垂直位移监测2、水平位移监测3、倾斜观测4、裂缝观测5、挠度观测6、摆动和转动观测 意义：1、掌握建筑物的稳定性：为安全运行诊断提供必要的信息：以便及时发现问题并采取措施。2、理解变形的
摘要 随着经济和城市化进程的不断发展，建筑越来越呈现向多层、高层和超高层发展的趋势。而多层及高层建筑在建造的过程中必然产生一定的水平或者垂直位移，严重者甚至会危及建筑的安全，造成国家和人民重大的经济损失。因此，建筑物的变形监测与预报是建筑施工中的一个不可或缺的重要环节，也是测绘工程领域研究的热点问题之一。变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段，它通过实时获取变形体的动态位移信息来预警变形体的安危状况。在测量工作的实践和科学研究的活动中,变形监测都占有重要的位置。本文主要针对多层及高层建筑物，研究探讨建筑工程变形监测常用技术方法以及如何在保证建筑工程自身稳定的同时，有效控制建筑的变形以保证工程及周围环境安全的技术和方法。总之，建筑变形监测己经成为建筑设计、监测、施工中的一项重要内容。本文重点分析比较几种不同变形观测的方法，特别是建筑基坑变形、建筑沉降位移、水平位移、倾斜位移、沉降位移、挠度的变形监测。 关键词：建筑物、变形监测、建筑基坑变形、水平位移、倾斜位移、沉降位移、挠度
Abstract With the continuous development of economy and city development, building more and more presents to multi-layer, high-rise and super high-rise development trend. And the multi-storey and high-rise buildings in the process of construction will have certain vertical or horizontal displacement, and even endanger the safety of buildings, caused significant economic losses to the country and the people. Therefore, deformation monitoring and prediction of building is one of the most important aspects of building construction, and is also one of the hot issues in the field of Surveying and mapping engineering. Deformation monitoring is an important means of monitoring the deformation body safety, it gets the deformation body through real-time dynamic displacement information security warning of deformable body. In the practice of and scientific research on measurement of work activities, deformation monitoring plays an important role. In this paper, multi-storey and high-rise building, research building engineering deformation monitoring technology me thods and how to ensure the construction itself at the same time, the deformation of the effective control of construction to ensure that the technology and method of construction safety and surrounding environment. In short, the building deformation monitoring has become a building design, construction, monitoring is an important content in. This paper focuses on the analysis and comparison of several different deformation observation method, especially in the construction of foundation pit deformation, building settlement displacement, horizontal displacement, tilt displacement, displacement, deflection deformation monitoring. Keywords: building, building deformation monitoring, deformation of foundation pit, horizontal displacement, tilt displacement, dis placement, deflection