地面雷达的位移监测试验研究
无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用
无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用贺凯【摘要】将无人机载雷达技术应用在露天煤矿边坡位移监测中,通过对机载激光雷达系统组成和测距原理的研究,以及数据生成环节和数据处理流程的研究,获取露天矿边坡的数字高程模型.通过对点云数据的分析表明,该技术可获取矿山边坡的数字高程模型及边坡形态,为矿山边坡变形监测与灾害预报提供有效的预警信息.%This paper applied the unmanned aerial loaded radar technology in slope displacement monitoring of open-pit coal mine to obtain the digital elevation model (DEM) of the open-pit slope through the research on the components of airborne laser radar system and distance measurement principles,as well as the research on data generation and data processing flow.The analysis of the point cloud data show that the DEM and the shape of the slope can be obtained from such technical approach.And this can provide effective early warning for mine slope deformation monitoring and disaster forecasting.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)003【总页数】4页(P118-120,124)【关键词】无人机载雷达;露天矿山边坡;边坡位移监测;点云数据;数字高程模型【作者】贺凯【作者单位】安标国家矿用产品安全标志中心,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TD824.7+3露天煤矿开采深度随着矿业发展不断加大，使得国内露天矿山滑坡的威胁日趋严峻，边坡滑坡灾害严重威胁着矿山的生产安全和人员的生命财产安全。
轨道动态位移地面监测方法研究
工程建设轨道动态位移地面监测方法研究翟胡超1，韩志2，闫晓夏3，王宁2，程朝阳2，吴晨恺1（1.广州地铁集团有限公司，广东广州510220；2.中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京100081；3.铁科院（深圳）研究设计院有限公司，广东深圳518050）摘要：针对检测列车运行过程中，因车辆轮载作用引起的轨道几何动静态测量差异问题，提出一种轨道动态位移地面监测方法。
该方法利用高速相机采集钢轨上L型靶标的图像，实时解算为靶标中心点位姿，经空间坐标转换，将靶标中心点位姿转化为在线钢轨特征点的横、垂向位移，并通过轨道两侧钢轨形位变化的组合，计算得到轨道几何动静态差异。
为验证监测方法的有效性，在试验室和现场开展了测试试验。
试验结果显示，该方法测量靶标中心点横、垂向位移以及倾角的测量不确定度分别为0.07 mm、0.08 mm以及0.02°，现场测试轨距、水平动静态差异分别为0.07、0.10 mm，具有良好的一致性。
关键词：轨道；监测方法；高速铁路；视觉测量；L型靶标；测试试验中图分类号：U216 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2023）11-0022-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2022.11.19.0030 引言轨道不平顺是轮轨系统的主要干扰源，也是加剧轮轨作用力和列车振动的重要诱因，对机车车辆的安全运行、乘车的舒适度、设备的使用寿命起着决定性作用。
根据是否有载作用，轨道不平顺分为轨道动态不平顺和轨道静态不平顺：轨道动态不平顺主要通过轨道检查车、综合检测列车等的车载设备进行有载检测，轨道不平顺的各种检测管理标准，大多依据动态不平顺来制定［1-3］；轨道静态不平顺主要通过轨道检查仪进行无载检测，可用于对轨道不平顺动态检测的现场复核。
由于动静态检测采用的方法不同，在线路道床、路基弹性不均，以及钢轨、垫板、道床间存在暗坑、空吊间隙时，其检测结果差异明显，对轨道几何缺陷的现场复核和进一步的数据挖掘造成严重影响。
雷达干涉测量技术在地表形变监测中的应用研究
雷达干涉测量技术在地表形变监测中的应用研究雷达干涉测量技术是一种新兴的遥感技术，它利用合成孔径雷达（SAR）信号的干涉相位信息，实现了高精度的地表形变监测。
地表形变监测是地质灾害预警、环境监测以及城市规划等方面的重要组成部分，而雷达干涉测量技术的广泛应用，为这些方面的研究提供了新思路和新方法。
雷达干涉测量技术是利用两个或多个SAR图像的相位差来测量地表形变的。
这种测量技术的精度可以达到毫米级，相对于传统的测量方法具有更高的精度和更广泛的适用性。
此外，雷达干涉测量技术可以实现全天候全季节的监测，减少了传统测量方法在气象条件不佳时的局限性。
雷达干涉测量技术在地表形变监测中的应用研究已经非常成熟。
例如，在地震、火山活动以及滑坡等地质灾害预警中，利用雷达干涉测量技术可以实现实时地表形变监测，有助于及时发现灾害隐患并进行预警。
在环境监测中，雷达干涉测量技术可以监测城市地面沉降、水位变化以及冰川消融等现象，为环境保护提供重要的参考数据。
在城市规划中，雷达干涉测量技术可以用来监测建筑物的沉降变化，为城市规划提供科学依据。
然而，随着数据量的增加和技术水平的提高，雷达干涉测量技术在地表形变监测中面临着一些挑战。
首先，雷达干涉测量技术需要大量的SAR图像数据才能实现高精度的相位测量，这增加了数据的存储及处理难度。
其次，雷达干涉测量技术对SAR数据的精度要求极高，一旦数据质量出现问题，测量结果将会出现巨大的误差。
最后，雷达干涉测量技术的应用范围虽然广泛，但在具体应用时需要结合地质地貌、气象条件和监测目的等多种因素进行综合分析，才能得出正确的测量结果。
为了更好地应对上述挑战，需要开展更深入的理论研究和技术革新。
在技术方面，可以通过提高SAR数据的精度、完善数据处理算法、优化数据存储压缩等方面进行改进。
在理论方面，可以通过建立更精细的地表形变模型、探究相干SAR 信号散射机理以及构建模拟方法等手段，进行基础研究的探索。
这些探索和改进都将确保雷达干涉测量技术在地表形变监测中具有更广泛的应用前景，并为这一前景的实现提供强有力的技术支持。
测绘技术中的地形变形监测方法介绍
测绘技术中的地形变形监测方法介绍近年来，随着城市的不断发展和人类活动的不断增加，地形变形监测成为了一项重要的任务。
地形变形监测可以帮助我们及时了解地区地壳运动的变化情况，从而预测地质灾害的发生，并采取相应的预防措施，保障人民的生命财产安全。
本文将介绍几种常见的地形变形监测方法，以及它们的优缺点。
激光雷达技术是一种常用的地形变形监测方法。
激光雷达可以快速、高效地获取地面数据，并且具有高精度的优势。
通过对激光雷达获取的点云数据进行处理，可以得到地表的三维模型。
这种方法可以在较短的时间内实现大范围的地形变形监测，对于地震后地区的快速评估尤为重要。
然而，激光雷达技术在高山地区或者遭受严重毁灭性地震的地区可能会受到噪声、干扰等因素的影响，需要进行精心的数据处理，才能得到准确可靠的结果。
全球定位系统（GPS）技术也是地形变形监测的常用方法之一。
通过安装在地面上的GPS接收器，可以实时获取地壳运动的数据。
这种方法可以实现全天候、全时段的监测，对于较长时间的地形变形监测尤为适用。
然而，由于GPS受到地壳运动的影响，会产生较大的误差。
为了解决这个问题，需要使用多个GPS接收器进行同时观测，并进行数据处理和分析，以提高监测的准确性。
雷达干涉技术是一种非常先进的地形变形监测方法。
这种方法利用雷达对地表进行连续观测，并通过观测到的位移差异来推测地壳运动。
雷达干涉技术具有非常高的灵敏度和较高的精度，可以实现亚厘米级的位移监测。
而且，雷达干涉技术不受地形、遮挡物等因素的限制，适用于各种地区和环境。
然而，由于设备成本较高，需要在适当的地区和场合使用。
无人机测绘技术是近年来兴起的一种地形变形监测方法。
通过搭载测绘设备的无人机，可以对不同地区进行高空、近距离的监测。
这种方法具有直观、快速、低成本的优势，并且可以覆盖大范围的地区。
此外，无人机测绘技术还可以结合其他数据，如高精度地图、数字摄影等，实现更加全面的地形变形监测。
然而，无人机的使用需要考虑到安全风险和法律规定，需要获得相应的许可和操作资质。
InSAR技术在超高层建筑变形监测的应用研究
- 70 -第39卷InSAR 技术在超高层建筑变形监测的应用研究李瑞峰1，2，常 乐1，2，秦 海1，2（1.中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013；2.国家建筑工程技术研究中心，北京 100013） 【摘要】 干涉雷达（InSAR ）指采用干涉测量技术的合成孔径雷达。
InSAR 技术利用雷达向目标区域发射微波，再接收目标反射的回波，依据相位变化信息测量目标点的微小位移，精度可达毫米量级，可用于数字高程模型建立、变形监测等。
采用 InSAR 技术对某超高层建筑进行变形监测，可以监测到建筑的微小变形，以便发现异常变形可以及时进行分析、研究、采取措施、加以处理，防止事故的发生，确保施工和建筑物的安全；通过对建筑物的变形进行分析研究，还可以检验设计和施工是否合理、反馈施工的质量，并为今后的修改和制订设计方法、规范以及施工方案等提供依据，从而减少工程灾害、提高抗灾能力。
【关键词】 超高层建筑；InSAR ；变形监测；干涉雷达 【中图分类号】 TU196+.1 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2021）04－0070－040 引言随着社会的进步和经济的快速发展，各个城市不断建设超高层建筑作为地标建筑，超高层复杂的结构体系和施工工艺给施工带来了巨大的挑战。
施工期间超高层建筑荷载不断增加和外部环境的影响，导致超高层建筑变形增大，为保证施工的顺利进行和结构的安全，有必要对超高层建筑进行变形监测。
InSAR 技术对超高层建筑进行变形监测，具有大范围、高密度、强时效性、对大气和季节的影响不敏感等优点。
施工过程中，对结构的关键部位进行变形监测，当超高层结构在施工过程中出现超规范的变形情况发出预警，及基金项目：国家重点研发计划资助（2017YFC0806100）作者简介：李瑞峰，男，工程师，研究方向为结构检测及监测。
Application of InSAR Technology in Deformation Monitoring of Super High Rise BuildingsLI Ruifeng 1，2，CHANG Le 1，2，QIN Hai 1，2（1.China Academy of Building Research ，Beijing 100013，China ；2.National Center for Quality Supervision and Test of Building Engineering ，Beijing 100013，China ） Abstract ：Interferometric Radar （InSAR） refers to the synthetic aperture radar （SAR） using interferometry technology. InSAR technology uses radar to transmit microwave to the target area，and then receives the echo reflected by the target. According to the phase change information，the micro displacement of the target point can be measured with the accuracy of millimeter level，which can be used for the establishment of digital elevation model，deformation monitoring，etc. Using InSAR technology to monitor the deformation of a super high-rise building can monitor the small deformation of the building，so that abnormal deformation can be timely analyzed，studied，taken measures and dealt with，it can prevent accidents and ensure the safety of construction and buildings. Through the analysis and Research on the deformation of buildings，it can also check whether the design and construction are reasonable and feedback The quality of construction provides the basis for future modification and formulation of design methods，specifications and construction schemes，so as to reduce engineering disasters and improve the ability to resist disasters. Keywords ：super high rise building；InSAR；deformation monitoring；interferometric radar- 71 -第4期时发现安全隐患，对保障超高层结构安全和施工顺利进行具有重要意义［1-6］。
基于InSAR技术的地面位移监测研究
基于InSAR技术的地面位移监测研究随着人们对于环境保护和资源管理的重视，地面位移研究逐渐成为了科学界和工程界的热门话题。
其中，基于InSAR（合成孔径雷达干涉）技术的地面位移监测研究受到了广泛关注。
本文将深入探究这一领域的相关知识，包括技术原理、应用场景、方法流程以及未来的发展趋势。
一、技术原理InSAR技术是一种利用干涉技术来获取地面形变信息的方法，其基本原理是将雷达波束发送到地面并接收反射回来的回波。
当波束与地面上的物体相交时，它们会发生反射和干涉，形成一系列干涉图。
通常情况下，InSAR技术使用两个雷达波束并采用时间差分干涉图（DInSAR）方法来提取地面的形变信息。
首先，系统使用一个雷达波束记录地面形变状态，并将数据与之前的数据进行对比，得到时间差分干涉图。
然后，重叠的相位信息被从该结果中去除，从而提取出纯地表形变信息。
二、应用场景InSAR技术已经广泛应用于地面位移监测领域。
其中一个重要的应用场景是地震预测。
随着地球科学领域的不断发展和技术更新，研究人员可以使用InSAR技术监测地震震前和震后的地面位移变化。
这些变化可以用于检测地震的临界点，并对预测地震的时间和规模提供重要的参考。
此外，InSAR技术还被用来研究隐蔽性的活动性断层、火山监测、城市建筑物和桥梁的变形等。
通过监测这些目标的微小形变，我们可以更好地了解地球的内部结构和物理特性，并为相关政策的制定和应对做出贡献。
三、方法流程下面将简要介绍基于InSAR技术的地面位移监测的方法流程：1. 数据采集：通过空间卫星或机载平台获取对比时间段的SAR（合成孔径雷达）图像。
2. 数据预处理：清除辐射噪声、干涉形变等方面的影响，使得数据可以更好地适应InSAR技术的处理。
3. 干涉处理：按照InSAR原理获得干涉图像并进行符合度分析、降噪、相位解析和误差校正等相关处理。
4. 形变分析：在地面形变检测前，可以通过GPS、倾斜仪、激光水平瞄准仪来定位，从而获取变化的精确空间位置和模式。
测绘技术中位移监测的精确性与误差分析
测绘技术中位移监测的精确性与误差分析随着现代科技的快速发展，测绘技术在各个领域都得到了广泛的应用。
在土木工程、建筑工程等领域中，位移监测是其中一个重要的应用方向。
位移监测旨在实时跟踪和评估物体的运动或变形情况，以提供重要的参考数据。
然而，由于各种因素的干扰，位移监测中的精确性和误差分析成为了关键问题。
首先，我们需要了解位移监测的基本原理。
测绘技术中的位移监测通常采用全站仪、GNSS（全球导航卫星系统）和激光雷达等仪器设备进行。
这些设备能够通过测量物体表面的空间坐标来确定其位置和位移量。
在进行位移监测之前，需要建立一个基准点或基准线，便于后续测量和比对。
通过连续测量和记录，可以实时了解物体的位移情况，并提供重要的参考数据。
然而，由于各种复杂的因素，位移监测的精确性可能会受到一定的影响。
首先，仪器设备本身的误差是一个不可忽视的因素。
全站仪、GNSS等设备的精度和稳定性会影响位移监测的准确性。
因此，在进行位移监测时，需要选择合适的设备，并对其进行校准和精确度评估，以确保测量结果的可靠性。
其次，环境条件也是位移监测中的重要因素。
自然环境的变化，如温度、湿度等的变化，以及建筑物的振动和地壳运动等都可能对位移监测的结果产生干扰。
因此，为了减小环境因素的影响，需要采取一系列的措施。
例如，可以对测量场地进行保护，以减小外界因素的干扰；还可以进行数据处理和滤波，剔除异常值和噪声，以提高监测数据的准确性。
除了设备误差和环境因素外，人为因素也可能对位移监测的精确性产生影响。
操作人员的技术水平和经验对测量结果的准确性有着重要的影响。
因此，需要培训和选拔合格的操作人员，并建立可靠的质量控制机制，以确保测量的精确性和一致性。
此外，在进行位移监测时，还需要注意数据的采集频率和采样间隔。
采集频率过高可能导致数据冗余，而采集频率过低可能无法捕捉到快速变化的位移。
因此，需要根据具体情况进行合理的设置。
另外，采样间隔也需要根据被测物体的运动特征来确定。
地质灾害监测技术的应用研究
地质灾害监测技术的应用研究一、引言地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用或现象，如滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂缝等。
这些灾害具有突发性、隐蔽性和破坏性强等特点，给人民的生命财产安全带来了严重威胁。
因此，加强地质灾害监测技术的研究和应用，对于提高地质灾害的预警能力、减轻灾害损失具有重要意义。
二、常见的地质灾害监测技术（一）地面位移监测技术地面位移监测是地质灾害监测中最常用的技术之一。
常用的地面位移监测方法包括全站仪测量、GPS 测量和水准仪测量等。
全站仪测量精度高，但测量范围有限；GPS 测量可以实现大范围、全天候的监测，但精度相对较低；水准仪测量则主要用于测量垂直位移。
（二）深部变形监测技术对于一些深层的地质灾害，如滑坡，需要了解其深部变形情况。
常用的深部变形监测技术包括钻孔倾斜仪、多点位移计和测斜管等。
这些技术可以测量地下不同深度处的位移和变形情况，为分析灾害的发展趋势提供重要依据。
（三）地下水监测技术地下水的变化往往与地质灾害的发生密切相关。
地下水监测技术包括水位监测、水质监测和水流量监测等。
通过监测地下水的动态变化，可以及时发现潜在的地质灾害隐患。
（四）应力应变监测技术应力应变监测技术可以测量地质体内部的应力和应变情况，常用的应力应变监测仪器有应力计、应变计和压力盒等。
这些仪器可以帮助我们了解地质体的受力状态，预测地质灾害的发生。
（五）遥感监测技术遥感技术具有覆盖范围广、速度快、信息量大等优点。
通过航空遥感、卫星遥感等手段，可以获取大面积的地质灾害信息，包括灾害的分布、规模和发展趋势等。
同时，利用高分辨率遥感影像还可以对灾害体进行详细的解译和分析。
（六）物探监测技术物探监测技术包括电法勘探、地震勘探和地质雷达等。
这些技术可以探测地下地质结构和物性参数的变化，为地质灾害的监测和评估提供重要的地球物理依据。
三、地质灾害监测技术的应用案例（一）滑坡监测以某山区滑坡为例，采用了多种监测技术相结合的方法。
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、由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，由于航天技术的发展，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。
探地雷达测试技术在房屋地基基础检测中的应用
探地雷达测试技术在房屋地基基础检测中的应用1. 引言1.1 背景介绍探地雷达技术是一种通过电磁波穿透物质并检测反射信号的无损检测技术。
在房屋地基基础检测中，传统的方法往往需要对地基进行拆除或挖掘，这样不仅费时费力，而且可能会对房屋结构造成破坏。
而探地雷达技术可以在不破坏地基的情况下准确获取地下结构的信息，大大提高了检测效率和准确性。
随着城市建设的不断发展，房屋地基基础的安全与稳定性成为了人们关注的焦点。
探地雷达技术的引入为地基基础检测提供了一种全新的方法，能够及时发现地下隐患，帮助设计者和建筑工程师更好地了解地基结构的情况，从而提高建筑物的安全性和稳定性。
通过对探地雷达技术原理的研究和应用，可以更好地掌握房屋地基基础检测的需求，并且发挥其在此领域的重要作用。
探地雷达技术的优势在于其非破坏性、高效性和准确性，能够为房屋地基基础检测提供更为可靠的数据支持。
【背景介绍】1.2 研究意义房屋地基基础的检测是房屋建造过程中至关重要的一环，其质量直接影响到房屋的安全性和稳定性。
而传统的检测方法往往存在局限性，无法全面准确地发现地基基础存在的问题，给房屋的建设和使用带来一定风险。
探地雷达测试技术的应用在房屋地基基础检测中具有非常重要的研究意义。
探地雷达技术具有非破坏性、高效快速、准确性高等特点，能够有效地探测地下结构，并获取地下介质的特征信息。
将探地雷达技术应用于房屋地基基础检测中，可以帮助工程师们更全面地了解地基基础的实际情况，及时发现隐藏的问题，有针对性地进行修复和加固，提高房屋的安全性和可靠性。
探地雷达测试技术还可以减少施工过程中的人力物力浪费，降低工程成本，提高工作效率，对房屋工程建设具有重要的指导意义。
通过深入研究和应用探地雷达测试技术在房屋地基基础检测中的意义，可以为工程建设提供更科学、更有效的技术支持，促进房屋建设质量的提升和安全性的保障。
探地雷达测试技术在房屋地基基础检测中的应用具有重要的研究意义。
基于地面三维激光技术的建筑物变形监测研究
光扫描仪所测量 的标靶点数据 与全站 仪数 据相 比相
差无几 ， 三维激光测量系统完全有可能代替常规变形
监 测 仪器 。与基 于全 站 仪 或 Ｇ Ｓ的变 形 监 测 方 法相 Ｐ 比， 其数 据 采集 效 率较 高 ， 采 样 点 数要 多 得 多 ， 且 形成 了一个 基 于 三维 数 据点 的三 维 物 体点 云 模 型 ， 据点 根 云 模 型通 过单 点 和 整体 数据 比对 ， 仅 可 以对 建筑 物 不 进 行传 统 的监 测 ， 同时 还 可 以对 建 筑 物 进 行 整 体 监 测 。这 能 有效 避 免 以往 基 于 变 形 监 测 点数 据 的变
距 离是 在 １ ０ 左右 ， 以在 布设 时要考 虑 这 个特 点 ， ５ｍ 所
三维 激 光扫 描 在采 集 完数 据后 要 对 其 进行 数 据 配 准 ， 所 以在 布设 控 制 点 和 监 测 点 时 不 要 把 控 制 点布 设 在 同一 条直 线 上 和 同一个 平 面 内 。
２ １ 年 第 ２期 ０１
・ 京测绘 ・ 北
５
１ ３ 数 据 配 准 ．
后 在 把 数 据转 入 相应 逆 向工 程 软件 中去 ， 过 对 人 为 通
在得 到 待 测物 体 各 个视 点 的扫 描 数 据 之 后 ， 得 要 到 待 测 物体 的整 体 点 云模 型 还 要 对 待 测 物 体 各 个 视 点 的点 云数 据 进行 数 据 配 准 ， 维 激 光 扫 描 技 术 最 关 三
１ ２ 数 据 采 集 ．
在 布 设好 监 测 点和 控 制点 之后 ， 即可 进 行 定期 对 待 测物 体 三维 激 光 扫描 ， 对待 测 物体 各 个 视 点进 行 三
图 ２ 扫 描 仪识 别 后 的 监测 点
测绘技术中的地表变形监测方法
测绘技术中的地表变形监测方法引言：地表变形作为地质灾害的重要前兆之一，对于社会的发展和人们的生命财产安全具有重要意义。
随着测绘技术的不断发展与创新，地表变形监测已经成为对地表运动进行科学研究和防灾减灾的重要手段。
本文将介绍一些常用的地表变形监测方法，包括GPS监测、遥感监测、INSAR技术以及激光测距等方法。
方法一：GPS监测全球定位系统（GPS）是一种基于卫星定位的监测方法，它可以提供高精度的地表变形数据。
通过设置多个GPS接收器，可以实时获取地表的水平和垂直位移信息，从而精确地监测地表的变形情况。
GPS监测技术具有高精度、高时效性和长期连续性等优点，在地震预警、地质灾害监测等方面具有广泛应用。
方法二：遥感监测遥感技术是一种可以获取地表变形信息的有效手段。
通过利用航空摄影、卫星影像和激光雷达等遥感技术，可以获取地表的形貌、高程和变形信息。
遥感监测可以实现对大范围地表变形的全面监测，对于地表变形的预测和监测起到了重要作用。
同时，遥感监测技术还可以用于地质勘探和资源调查等领域。
方法三：INSAR技术合成孔径雷达干涉测量（INSAR）技术是一种利用合成孔径雷达测量地表变形的方法。
该技术通过分析不同时间获取的合成孔径雷达干涉图像，可以精确地测量地表的水平和垂直位移信息。
INSAR技术具有高精度、全天候性和大范围覆盖等特点，已经广泛应用于地表变形监测和地质灾害预警等领域。
方法四：激光测距激光测距技术是一种通过激光测量地表点位移的方法。
利用激光测距仪，可以测量地表特定点的水平和垂直位移，从而获取地表变形信息。
激光测距技术具有高精度、高时效性和无接触性等优点，可以实现对地表变形的实时监测。
结论：地表变形监测是地质灾害预防和人们生命财产安全的重要手段。
GPS监测、遥感监测、INSAR技术和激光测距等方法能够提供地表变形的高精度、及时性和全面性信息，对于地质灾害的预警和防治具有重要意义。
未来，随着技术的不断进步与发展，地表变形监测将变得更加精确和可靠，为人们提供更加有效的防灾减灾手段。
利用雷达技术监测建筑物水平位移变形
利用雷达技术监测建筑物水平位移变形在建筑工程中，为确保建筑物的安全性和稳定性，对于建筑物的水平位移变形进行监测是至关重要的。
传统的监测方法存在一些局限性，如精度低、人工干预大等问题。
而利用雷达技术监测建筑物水平位移变形则能够有效地解决这些问题。
本文将介绍利用雷达技术监测建筑物水平位移变形的原理、方法及其应用。
一、原理雷达技术是一种利用电磁波进行测量的技术，其工作原理是发送电磁波并接收反射回来的信号，通过分析信号的特征来获取目标物体的相关信息。
在监测建筑物水平位移变形中，可以利用雷达技术测量建筑物表面的散射信号来获取建筑物的位移信息。
二、方法在利用雷达技术监测建筑物水平位移变形时，首先需要在建筑物表面安装一定数量的雷达传感器。
这些传感器可以通过无线方式与监测系统进行数据传输，从而实现远程实时监测。
传感器可以安装在建筑物的主体结构上，也可以安装在建筑物表面的不同位置，以获取更全面的位移信息。
监测系统会周期性地向传感器发送指令，要求其测量周围环境中的电磁波反射情况。
传感器接收到指令后，会发射电磁波并记录反射回来的信号。
监测系统收集到这些信号后，通过信号处理和分析算法来获取建筑物的位移信息。
三、应用利用雷达技术监测建筑物水平位移变形具有广泛的应用价值。
首先，它可以在建筑物结构设计和施工阶段进行位移监测，以及时发现和解决结构问题，确保建筑物的安全性。
其次，对于现有建筑物的监测和维护也非常重要，可以及时发现并解决水平位移变形引起的安全隐患。
此外，利用雷达技术监测建筑物水平位移变形还可以应用于地质灾害的监测和预警，如滑坡和地面沉降等。
四、优势与挑战与传统的水平位移监测方法相比，利用雷达技术监测建筑物水平位移变形具有诸多优势。
首先，它可以实现无接触式的监测，不需要人工干预，提高了监测的精度和准确性。
其次，雷达技术具有较高的测量精度和范围，可以实现对建筑物较大范围的位移监测。
此外，利用雷达技术还可以实现远程实时监测，方便了监测人员的操作。
InSAR变形监测方法与研究进展
InSAR变形监测方法与研究进展一、本文概述随着遥感技术的不断发展和进步，干涉合成孔径雷达（InSAR）技术已成为地表变形监测的重要手段之一。
InSAR技术利用雷达卫星获取的地表反射信号，通过相位干涉处理，可以高精度地提取地表的三维形变信息。
本文旨在深入探讨InSAR变形监测的基本原理、方法和技术，以及近年来在该领域取得的研究进展。
我们将从InSAR技术的理论基础出发，介绍其在地表变形监测中的应用场景和优势，分析不同InSAR方法的优缺点，并展望未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述，读者可以全面了解InSAR变形监测的基本框架和研究动态，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、InSAR变形监测的基本原理和方法InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar）变形监测是利用合成孔径雷达（SAR）获取的相位信息，通过干涉测量技术，提取地表微小形变信息的一种非接触性测量技术。
其基本原理和方法主要包括以下几个方面。
基本原理：InSAR技术的基本原理是基于SAR的相干性，即同一地表区域在不同时间或不同视角下的SAR图像之间存在一定的相位关系。
当地表发生形变时，这种相位关系会发生变化，通过解算相位差异，可以获取地表形变信息。
数据处理流程：InSAR变形监测的数据处理流程主要包括以下几个步骤：获取不同时间或不同视角下的SAR图像；然后，对图像进行配准和滤波处理，提高图像的相干性；接着，通过干涉测量技术，生成干涉图，提取相位差异；利用相位解缠技术和地表形变模型，将相位差异转换为地表形变信息。
监测方法：InSAR变形监测的方法主要包括差分干涉测量（DInSAR）、永久散射体干涉测量（PSInSAR）和小基线子集干涉测量（SBAS）等。
DInSAR技术利用多幅SAR图像生成干涉图，通过相位差异提取地表形变信息。
PSInSAR技术则利用永久散射体（如角反射器、裸露岩石等）在SAR图像上的稳定散射特性，提高相位解缠的精度。
危岩治理工程效果监测方案
危岩治理工程效果监测方案一、引言随着城市化进程和交通建设的不断推进，危岩治理工程在城市建设中扮演着越来越重要的角色。
危岩治理工程是指对于岩石崩塌、滑坡、岩溶塌陷等地质灾害进行治理的一系列措施。
在危岩治理工程中，为了评估治理效果和进行长期监测，制定有效的监测方案至关重要。
本文将针对危岩治理工程的效果监测方案进行详细讨论，为相关工程提供指导。
二、监测对象及目标1. 监测对象危岩治理工程的监测对象主要包括岩石崩塌、滑坡、岩溶塌陷等地质灾害形态的主要控制部位和治理措施。
2. 监测目标（1）监测危岩体的位移和形变，及时发现危险迹象，预警危险；（2）评价治理效果，确定治理措施的有效性；（3）通过监测数据，预测岩体稳定性，为城市建设提供参考。
三、监测方案1. 监测技术选择（1）经典技术：包括测量孔、测斜仪、应变计等经典的地质监测技术，用于监测岩体的位移和形变。
（2）遥感技术：利用遥感卫星影像、航空影像等技术，对危岩体进行变化监测，实现大范围的监测。
（3）地面雷达技术：利用地面雷达技术，对危岩体进行高精度的位移监测，可实现实时监测。
2. 监测方案设计（1）确定监测点布设方案：对危岩体进行全面调查，确定监测点布设方案，覆盖不同形态和治理措施的区域。
（2）制定监测频次和周期：根据危岩体的不同特点和治理情况，确定监测频次和周期，包括日常监测、定点监测和临时监测等。
（3）建立数据处理和分析流程：制定数据处理和分析流程，对监测数据进行实时处理和分析，及时发现异常情况。
（4）建立危险预警系统：根据监测数据建立危险预警系统，实现对危岩体的实时监测和预警。
3. 设备安装和维护（1）监测仪器设备的安装：对监测仪器设备进行专业安装，保证监测数据的准确性和真实性。
（2）定期维护和检查：对监测仪器设备进行定期维护和检查，确保设备的正常运行和数据的准确性。
（3）数据管理和存储：建立完善的数据管理和存储系统，对监测数据进行统一管理和存储，实现数据的共享和传输。
gnss地表位移监测原理
gnss地表位移监测原理GNSS（Global Navigation Satellite System）即全球导航卫星系统，是一种基于卫星定位的技术系统，可以用于测量地表位移。
地表位移监测是指通过监测地表的运动情况来了解地壳的变形和地震活动等信息。
GNSS地表位移监测原理是利用多颗卫星发射的信号与地面接收器接收到的信号进行测量和计算，从而得出地表位移的数据。
GNSS地表位移监测原理的基本步骤如下：1. 卫星发射信号：GNSS系统由多颗卫星组成，这些卫星发射信号穿过大气层并到达地球表面。
这些信号包含卫星的位置和时间信息。
2. 接收器接收信号：地面上的接收器接收到来自卫星的信号，并记录下信号的时间和强度等信息。
3. 信号计算：接收器通过计算信号的传播时间和接收时间之间的差异，可以确定信号的传播距离。
4. 位置计算：接收器同时接收到多颗卫星的信号后，可以通过三角定位的方法计算出接收器所在的位置。
5. 位移计算：在一定时间内，接收器多次进行信号计算和位置计算后，可以通过比较不同时间点的位置信息，计算出地表的位移量。
GNSS地表位移监测原理的关键在于信号的计算和位置的计算。
信号计算是通过测量信号的传播时间和接收时间之间的差异来确定信号的传播距离。
位置计算是在获取到多颗卫星的信号后，通过三角定位的方法计算出接收器所在的位置。
这两个计算过程需要高精度的测量设备和复杂的算法来实现。
GNSS地表位移监测原理的优点是可以实时、连续地监测地表的位移情况。
相比传统的地表监测方法，如测量地表标志物的位移或使用地震仪进行地震监测，GNSS地表位移监测具有以下优势：1. 高精度：GNSS系统可以提供亚米级的位置测量精度，可以监测到地表位移的微小变化。
2. 实时性：GNSS系统可以实时地获取到地表位移的信息，可以及时进行预警和调整。
3. 范围广：GNSS系统覆盖全球范围，可以监测到全球各地的地表位移情况。
4. 灵活性：GNSS系统可以根据需要布置多个接收器，可以监测到不同地点的地表位移情况。
如何进行地表位移测量
如何进行地表位移测量地表位移测量是地质学和地球物理学领域的重要研究内容之一，它可以帮助我们了解地球的构造和运动情况，以及探测地壳变形、断层活动等地质灾害的发生潜势。
本文将介绍地表位移测量的方法和技术，并讨论如何利用这些测量结果进行地质灾害预测和风险评估。
地表位移是指地壳在垂直和水平方向上发生的相对位移。
它可以由多种因素引起，如地壳运动、地下水抽取、岩石膨胀等。
为了测量地表位移，科学家们使用了多种技术和方法。
其中最常用的方法包括全球定位系统（GPS）、干涉合成孔径雷达（InSAR）和激光雷达测距（LiDAR）等。
在GPS测量中，我们需要安装多个接收器，在它们之间进行信号传递和测量，以获得地表位移的准确数据。
GPS测量的优点是准确度较高，可以实时获取数据，并能覆盖大范围的地区。
然而，由于GPS测量依赖于卫星信号，所以在山区或遮挡物较多的地方可能无法正常工作。
与GPS不同，InSAR利用卫星上的雷达设备通过测量地表的微小形变来获取地表位移信息。
该方法的优势在于可以实现对大范围区域的测量，并且不受地形和气候条件的限制。
然而，InSAR测量的时间间隔较长，无法实时获取数据。
另一种常用的地表位移测量方法是LiDAR。
使用LiDAR技术，科学家们可以通过测量激光束的来回时间以及其反射点的位置，得到地表位移的数据。
LiDAR的优势是可以高精度地测量地表的高程信息，并可在全天候条件下进行测量。
然而，由于设备成本较高，该方法在实际应用中存在一定的局限性。
通过上述地表位移测量方法获得的数据，科学家们可以进一步分析地壳运动的模式和变化规律，并得出相应的结论。
这对于地质灾害的预测和风险评估具有重要意义。
例如，当地表位移测量数据显示某个地区的地壳运动加速，并存在断层活动的迹象时，我们可以判断这个地区可能面临着地震灾害的风险。
基于这样的数据分析，地方政府和相关部门可以采取相应的防灾减灾措施，以保护人民的生命和财产安全。
此外，地表位移测量还可以帮助科学家们研究地质灾害的成因和机制。
无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用
R E A L E S T A T E G U I D E |193无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用张 伟 (中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司 河北 保定 071069)[摘 要] 科学技术的不断进步,使无人机得到良好发展,其应用范围越来越广㊂在露天矿边坡位移监测中合理应用无人机载雷达,可以快速获取数字高程模型,明确露天矿边坡形态,提高其监测效率和精准度,还能随时随地掌握其变形情况,第一时间提供预警信息㊂因此,为确保露天矿边坡位移监测工作顺利展开,应该加强研究无人机载雷达应用技术的研究和推广,以促进矿业生产安全㊂安全是流泪后的祈祷,安全是沉思中的祝福,安全是矿业生产的最大效益㊂[关键词] 无人机载雷达;露天矿边坡;位移监测;应用[中图分类号]T D 824.73 [文献标识码]A [文章编号]1009-4563(2023)07-193-03引言随着矿业发展不断加大,露天开采深度不断加深,使得国内露天矿山滑坡的威胁日趋严峻,对矿山生产和人员的安全造成严重威胁㊂为提升露天矿山开采效率,保证开采过程的安全性和稳定性,应该加强对无人机载雷达的应用,并与露天矿边坡位移监测工作深度融合,密切监测露天矿边坡变形情况,及时制定应对办法,降低滑坡问题出现概率,减少设备故障,避免生产停顿和重新设计㊂1 无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用价值为了研究无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的价值,首先要明确无人机载雷达监测原理,无人机载雷达设备包括集成差分G P S 定位器㊁存储控制单元㊁I N S 惯性导航系统及激光扫描仪(如图1所示),雷达产品型号为Z M-A I R ,不需要控制点即可满足测图需求㊂而无人机为G V 1300多旋翼型,且配备了双子星飞控与降落伞,具有较强的稳定性和安全性㊂通过设计航信路线,启动自动监测系统,对采集的数据进行分析,结合边坡情况实现预警㊂通过使用无人机载雷达监测矿区边坡情况,可实现对不稳定边坡的预测㊁预警报告,这包括边坡崩体的氛围㊁发生事件及所带来的危害性㊂在露天矿边坡测量过程中,大多依靠测量人员完成,需要在陡峭的山体开展实地勘测工作㊂如果所处的地质条件缺乏稳定性,测量人员不仅要超负荷完成任务,还需要面临较大安全风险㊂因此为保证测量人员的生命安全,应该加强对相关技术的研究与应用,让测量人员可以远离危险区域,从根源将安全隐患消除㊂现阶段,在露天矿边坡位移监测期间,对G P S 监测技术的应用愈发广泛,监测效率快㊂但该技术在应用中,花费的成本高,要在测量区域布设多个G P S 监测点,以达到对位移情况监测的效果,整个过程的操作难度大,后续还要投入大量经济成本维护㊂图1 无人机载雷达设备整体结构图无人机载雷达监测技术相比于G P S 监测技术,不需要花费太高经济成本,可以数据快速采集,让G P S 监测技术中存在的缺陷得到弥补㊂雷达系统主要是由机上设备和地面设备组成,机上设备包括前端和终端组合,地面设备包括操作席位,具体如图2所示㊂在露天矿边坡位移监测中,将无人机载雷达应用其中,可以实现数据采集作业效率和精度整体提高的目的,测量人员不必进入危险区域测量,避免测量人员陷入危险之中㊂同时借助该技术,可以监测一些盲区的地质环境,借此获得更为完整的数据信息,利用三维仿真模拟,展现被监测区域的具体现状,让测绘数据的呈现更加直观㊂无人机载雷达监测技术的灵活性强,效率高,测量范围广,获得的数据更为精准㊂所以在露天矿边坡位移监测中,若想提升效率和精准度,无人机载雷达的使用很有必要㊂194 |R E A LE S T A T E G U I D E图2 雷达系统的组成2 无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用无人机载雷达在应用于露天矿边坡位移监测中,除了可以让人员工作量降低之外,也能适应各种复杂地形,对边坡位移监测效果和精准度的提高大有裨益义㊂为保证该技术的作用能充分发挥,应该结合具体工作要求,结合实际工程情况,合理制定边坡位移监测方案,节约边坡位移监测时间,保证技术优势充分发挥的同时,露天矿边坡位移监测的准确度能得到保证㊂在露天矿边坡位移的实际测量工作中,当前我国主要针对坡体表面位移和演示深部状态进行监测,采用的边坡位移监测方式也多种多样,常见的监测方法和特点如表1所示㊂表1 边坡监测常用方法与特点类型方法特点坡体表面位移监测人工监测方法;雷达监测方法;G P S 永久观测墩监测系统;测量机器人地表位移监测;地面三维激光扫描监测效率低㊁工作量大且成本低监测精度一般,但花费成本高成本较高操作简单,精准度高但成本低监测灵活且简单,精准度高岩土体深部状态监测实时监测管理系统工序比较复杂且成本高,但预警及时2.1 数据测量技术路线在开展露天矿边坡位移监测工作期间,无人机载雷达的应用目的是要精准且快速获取数据信息,因此在测量作业的生产环节,主要包含以下几个方面:(1)航飞设计㊂在飞行范围内,架设G P S 固定基准站,在对差分G P S 技术标准与要求充分掌握的基础上,对G P S 基准站和机载G P S 的距离合理控制,必须在30k m 范围内㊂将此要求作为基准,结合露天矿边坡具体情况,对G P S 基准站的个数科学设计和布设㊂(2)数据采集㊂在利用无人机载雷达采集数据过程中,包含的内容较多,具体有机载G P S 数据㊁地面G P S 基准站数据㊁时间数据等㊂对于采集到的原始数据,需要先经过P O S 对数据展开预处理,之后才能得到三维的被测地表数据信息,具体流程如图3所示㊂图3 数据采集流程(3)飞行评价㊂在飞行完毕后,检查收集数据的完整性与质量,内容主要包括地面G P S 基准站工作情况㊁航飞速度与高度㊁影像质量等㊂在实际采集过程中,数据获取的数据与项目要求不一致,应该立刻补飞,重新对数据进行采集㊂当结束航摄工作后,测量人员需要对总结报告认真编写㊂(4)数据预处理㊂信息与影像在采集完后要对传送回来的数据展开深入剖析和研究,以此为后续工作的实施提供依据㊂结合传统技术的应用效果可以看出,运用传统技术开展监测工作,在信息处理过程中需要人工展开,不仅会浪费大量的时间,整体的准确度也无法得到保证,不利于露天矿边坡位移监测工作的高效进行,为提升监测效率,针对采集的数据,应该进行预处理,对数据解压缩㊂解压结束后,对数据认真检查,了解数据是否出现丢失问题,之后根据基准站数据㊁机载G P S 数据以及基站说明等,采用差分计算的方式对G P S 数据展开处理㊂经过计算之后,可以获得一个真实且精准度高的机载G P S 数据㊂(5)数据后处理㊂在数据预处理完毕,还需要进行预处理㊂此环节非常关键,是数字高程模型D E M 生成过程中不可缺少的一个步骤,因此要格外注意,由下节详细阐述㊂2.2 激光点云数据处理与D E M 制作在对点云数据处理与D E M 制作过程中,首先对预处理校验原始数据的点云数据,由此获得定位后的点云数据㊂其次,利用自动滤波,对点云数据进行自动分类,在此基础上对点云数据实施分块㊂再次,采取人机交互的办R E A L E S T A T E G U I D E |195法,对点云数据展开精细化分类,获取地面点云,再经过网络化内插㊂最后,生成D E M 产品,具体流程如图4所示㊂图4 制作激光点云数据及D E M 制作流程(1)校验㊂相比于普通测量设备,无人机载雷达的集成度高,所有测距如果出现误差,会直接影响D E M 产品的精度㊂因此为提升露天矿边坡位移监测的效率和准确性,在无人机载雷达实际应用过程中,可以设计一个校验场,对原始数据的点云数据展开误差校验㊂在选择校验场期间,最好在尖顶房多且地形比较平坦的区域,场地的面积在一平方千米左右㊂在对直线控制点布设过程中,应该将距离把控好,间隔的距离为50m ,长度在2k m 左右㊂同时在中心区域,要对零散控制点合理布设,布设时要保证均匀,数量在10~15之间㊂在布设控制点期间,位置要在路面上,不能在高低反射率交接区域布设,也不能布设在有地物遮挡的位置㊂(2)自动滤波分类㊂借助相关软件,利用其中的自动分类算法,对点云数据进行自动化分类㊂在分类期间,主要包括地面㊁植被㊁建筑物等几种类型㊂同时依照D E M 制作流程,获取准确度高且真实的地面点云数据㊂(3)数据分块㊂在进行露天矿边坡位移监测过程中,由于所处的位置特殊,所测量的区域可能有大量点云数据,而计算机在处理期间,难度大,能力有限㊂对此,为提升数据处理效率,可以采取对数据分块处理的办法,将数据分成多个小块,以便计算机能够有能力对数据展开处理㊂比如:通过对数据的加载之后了解,原始数据的点云数据密度为4/m 2,但在对数据处理期间,2G 的R A M 只能处理5000000个点,计算得出5000000/4=1250000m 2,由此可以明确,在具体项目中,各个小块的设置大小最好为1.25㊂(4)人工交互分类㊂通过对自动分类算法的应用,虽然可以将数据分块,提升数据的处理效率,但是在外界因素的干扰下,地面点不可能全部准确无误㊂在这种情况下,应用采取人工操作的办法,对点云数据进行手动分类㊂同时以获取的实时影像作为依据,找出不准确的分类,运用人工干预的方式,获取最正确的地面点㊂(5)D E M 产品生产㊂在保证地面点全部准确的基础上,结合各类数据的特点,应用网格化的方式对数据展开处理,同时进行内插,间距控制在1m ㊂最后完成D E M 产品生产㊂2.3 露天矿边坡位移实际监测在对露天矿边坡位移监测过程中,借助无人机载雷达技术,分两次测量,多个时间段的进行扫描,由此获得不同时间段的点云数据信息㊂同时构建不同时期的边坡模型㊂在实际处理期间,借助D E M 处理软件,将两次不同时间段的点云数据调出来,将模型㊁时间等信息导入分析工具㊂对第一期和第二期模型利用不同颜色渲染,直观且快速掌握露天矿边坡位移情况,找出边坡出现变形的位置㊂在对点云数据充分应用的基础上,生成色彩等高线,通过分析色彩图谱,可以掌握露天矿边坡位移的实际距离㊂在此过程中,可以设置报警值,保证在露天矿边坡位移监测期间,一旦有异常情况出现,可以第一时间发出预警㊂结束语无人机载雷达技术具有时效性强㊁监测效率快㊁精准度高等优势㊂在露天矿边坡位移监测过程中,强化对该技术的应用,采集的数字高程地图数据可靠性强㊁准确度高,解决了复杂区域数据采集难度大的问题,减轻了工作人员的压力和负担㊂通过分析露天矿边坡点云数据,获取的边坡位移信息更为准确和高效,在露天矿边坡稳定性分析期间,能够有真实的数据参考,对后续边坡维护以及开采技术的制定具有重要的支持作用㊂参考文献[1] 丁辉.边坡雷达在露天矿滑坡灾害预警中的应用[J ].现代矿业,2022,38(01):244-247+258.[2] 王立文,韦忠根,张东旭.2种边坡监测雷达在露天矿的应用分析[J ].露天采矿技术,2021,36(03):59-62.[3] 王立文,韦忠根,袁英杰.雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用[J ].现代矿业,2020,36(12):145-147+150.[4] 韩珮珦.远程在线监测雷达技术在露天矿边坡稳定性监测中的应用[J ].有色金属(矿山部分),2019,71(05):57-63.[5] 贺凯.无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用[J ].煤矿安全,2018,49(03):118-120+124.[6] 赵健存,章亮.S S R 边坡稳定雷达在抚矿集团西露天矿的应用[J ].内蒙古煤炭经济,2018,(04):51-52.[7] 吴星辉,璩世杰,马海涛,等.边坡雷达系统在露天矿边坡监测中的应用[J ].金属矿山,2018,(02):188-191.[8] 温学飞,何滔,孟海东,等.地质雷达在露天矿土质边坡滑动面探测中的应用[J ].煤炭技术,2017,36(12):127-130.。
基坑监测方案利用激光雷达技术实现基坑周边建筑物位移监测
基坑监测方案利用激光雷达技术实现基坑周边建筑物位移监测基坑是建筑施工过程中常见的一种特殊工况，它是指为了建造地下结构而进行的开挖，通常用于建设地下车库、地下商场等。
然而，基坑施工过程中存在一定的风险，尤其是对周边建筑物的影响。
因此，监测基坑周边建筑物的位移变化显得尤为重要。
本文将介绍一种基坑监测方案，利用激光雷达技术实现基坑周边建筑物位移监测的方法。
一、激光雷达技术简介激光雷达是一种测距仪器，它通过发射激光束并接收反射回来的激光信号，从而测得目标物体与激光雷达之间的距离。
激光雷达具有测量精度高、工作范围广、测量速度快等特点，因此被广泛应用于各个领域。
二、基坑监测方案的设计思路基坑施工过程中，地下水位的变化、土方开挖和加固、土方回填等均会对周边建筑物的位移产生影响。
为了准确监测基坑周边建筑物的位移变化，我们通过以下步骤设计了一套基坑监测方案。
1. 建立建筑物位移监测系统为了实现对建筑物位移的监测，我们需要在周边建筑物上安装激光雷达传感器。
根据建筑物的高度和形状，合理选择传感器的安装位置，并确保传感器与建筑物之间的视线畅通。
2. 进行基线测量在安装传感器之前，我们需要进行基线测量来确定建筑物的初始位置。
基线测量可以通过将激光雷达对准建筑物的参考点进行测量，并记录下参考点与激光雷达之间的距离。
3. 进行实时监测安装好传感器之后，激光雷达将会实时测量建筑物与激光雷达之间的距离，并将数据传输到监测系统中。
监测系统将对数据进行处理和分析，计算出建筑物的位移变化，并以图表形式展示出来。
4. 设置报警阈值为了更好地监测建筑物的位移变化，我们可以设置一个报警阈值。
当建筑物的位移超过预设的阈值时，监测系统将会自动发出警报，以便施工人员及时采取相应的措施。
三、激光雷达技术的优势相比传统的基坑监测方法，利用激光雷达技术进行基坑周边建筑物位移监测具有以下优势：1. 非接触式监测：激光雷达监测仪器与建筑物之间无需直接接触，避免了对建筑物的损坏，提高了监测的准确性。
地面变形分布式光纤监测模型试验研究
地面变形分布式光纤监测模型试验研究卢毅;施斌;于军;龚绪龙;魏广庆;刘瑾【摘要】Soil deformation monitoring plays an important role in damage prevention of land deformation.In this paper,distributed monitoring model tests using airbag method are carried out to study the development of land deformation.The technical principles and test program of distributed fiber optic monitoring are introduced and the monitoring results under different conditions are analyzed.These results indicate that the distributed optical fiber monitoring technology can be effectively used to the deformation monitoring of soil under different conditions.The formation of arched area and land deformation can be located by the“saddletype”strain distribution curve.This technology can be applied to monitor the soil deformation during the development of land deformation.%地面变形监测在防治地面塌陷、地面沉降和地裂缝等危害中有着极其重要的地位。
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c Rd 2B
式中，C为光速。 2.2 合成孔径雷达技术
(1)
SAR的基本原理是利用一个小孔径的天线， 沿直线运动， 在不同位置发射电磁波并将接收回 波信号， 对回波信号进行处理， 消除由观测时距 离不同引起的相位差，修正到同时接收的情况， 合成一个等效的、天线孔径较大的雷达信号。n 个有效孔径为 D 的小天线组成的线性阵列天线 的波束段度，与长度为Ls=nD的大孔径天线的波 束宽度相同。 合成孔径雷达的方位向分辨率， 与雷达到监 测点的距离无关，为：
5
位移监测对比试验
将观测目标和千分表相连， 用千分表对目标
5.1 IBIS 系统和 TCA 2003 的对比试验 进行微小的调节，用IBIS系统和TCA 2003观测 目见图3。
图 3 对比试验现场图
对比试验进行2次，每次千分表的调节距离 不同，两次试验的调节值以及观测结果如下： 1）试验1 每次调节1mm靠近监测设备，进行3次。然 后后退3mm。
图2
线形扫描器单元
辨率高：IBIS的空间分辨率为0.5m。
微变形监测系统(IBIS) 是意大利IDS公司与 佛罗伦萨大学合作研发的一套地面雷达设备， 由 以下几个单元组成： 1）传感器单元：IBIS的主体设备是一台步 进频率连续波雷达，包括信号发射器和接收器， 频率扫描和传感器位置间的同步控制器等几个 部分，可生成、发射、接受微波信号。 2）线性扫描器单元：线性扫描器单元包括 一根2m长的铝轨、步进电机以及位置编码器。 用于实现合成孔径雷达。 3）能量供应单元：IBIS通过12V的电池或 外接220V交流电源提供能量。 4） 数据记录和处理单元： 该单元为带SW控 制软件的个人电脑，SW软件为与系统配套的控 制和处理软件， 可以设置测量参数、 查看初步测 量成果、控制系统状态。 4.2 用途和特点 根据监测对象的不同，IBIS分为-L和-S两种
（①武汉大学测绘学院，武汉 430079；②北京博泰克机械有限公司,北京 100044） 【摘 要】地面雷达是一种基于微波干涉测量的创新型变形监测设备，具有高精度、高分辨率的监 测优势，在对地变形监测中有广泛的应用前景。本文研究了地面雷达的技术原理和数据处理流程， 介绍了微变形监测系统，并进行了位移监测的对比试验，将微变形监测系统与TCA 2003、千分表的 位移监测数据进行对比。试验数据分析结果证明：地面雷达具有高精度的位移监测能力。 【关键词】地面雷达；微变形监测系统；TCA 2003；千分表；位移监测 【中图分类号】 P225.7 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307（2011）02Experimental study on monitoring displacement by ground-based radar Abstract ：Ground-based radar is an innovative equipment of deformation monitoring based on microwave interferometric survey technology with the advantages of high precision and high resolving power, so has wide prospect in application of monitoring on ground deformation. The paper researched the technologies adopted by GB-radar and it’s data processing flow, i ntroduced the Image by interferometric survey system. In the end, an experiment about displacement monitoring was done by IBIS and TCA 2003, micrometer, the result proved that ground based-radar has capability of high precision in displacement monitoring. Key words: ground-based radar; image by interferometric survey; TCA 2003; micrometer; displacement monitoring ① ② DIAO Jian-peng , LIANG Guang-sheng (①School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, Wuhan 430079, China; ②Beijing PT Equipment Co Ltd, Beijing 100044, China)
图1 传感器单元
的测距距离达1km；②位移测量精度高：-L型静 态监测精度达到0.1mm，-S型的动态监测精度为 0.1-0.01mm；③全天候24h连续监测：在恶劣的 天气条件下也能够提供几乎连续的扫描； ④图像 采集时间短：-L型允许每5min采样一次，-S型的 图像采集频率可达200Hz，能准确测量和追踪频 率为[0-50]Hz的振动；⑤运输和安装简洁方便， 操作全自动， 控制和处理软件的功能强大； ⑥分
3
图4
试验 1 的位移变化观测结果
2）试验2 每次调节0.1mm靠近监测设备，进行5次。然后后退0.5mm。
图 5 试验 2 的位移变化观测结果
通过短距离的位移监测试验可以看出： IBIS 系统能够很精确的监测到目标的细微的位移变 化，其位移监测精度高于TCA 2003的精度。 5.2 IBIS 系统和千分表的对比试验 该试验的目的是利用千分表验证 IBIS 远距 离的位移监测精度， 试验是在岷江紫坪铺大坝上 进行。 IBIS 的反射设备安装在大坝体上，距离 IBIS系统的470m。反射设备上有千分表，通过 千分表精确调节反射设备的移动距离，见图6。 在坝体上安装一个反射设备。 IBIS的安放位 置距离目标物的距离为 470m，在目标物上千分 表，随时调节千分表，将数据和IBIS检测到的数 据进行对比验证。
Ra
D 2
(2)
2.3 干涉测量技术 干涉测量技术用于获取变形体在视线向的 一维变形信息。干涉测量技术用公式(3) 对主图 像( m )和副图像（S）做干涉处理，得到干涉图 （I），根据相位差，得到变形体的位移信息。
I (k , l ) m(k , l ) s(k , l )
式中：*表示共轭。
DOI：CNKI:11-4415/P.20101119.1814.019 网络出版时间：2010-11-19 18:14 网络出版地址：/kcms/detail/11.4415.p.20101119.1814.019.html
地面雷达的位移监测试验研究
刁建鹏①，梁光胜②
模型，或“三规法”除去地形信息，获得变形信 息。 地面雷达工作时， 扫描成像的基线长度为0， 因此对变形体的形状不敏感， 干涉相位信息中只 包含视线向的变形信息。 变形量d与干涉图中的相位差Δ φ的关系为：
4 3 数据处理流程
d
过程[5,7]括以下几个步骤：
(4)
GB-radar的数据处理由电脑完成， 数据处理 1）原始数据影像的获取：GB-radar以设定 的时间间隔对变形体进行扫描获得原始雷达数 据。 2）雷达影像的辐射定标：雷达影像的辐射 定标是为了建立影像与地物后向散射系数的精 确关系，分为内部定标和外定标两大类[11]。内 定标设计于SAR的系统参数，反映SAR 系统性 能的变化。外定标反映目标后向散射特性的变 化，可利用布置于变形体上的定标设备来测量 SAR的系统参数。 三面体金属角反射器是常用的 无源标定设备。 3）标准数据的集中：采用时间域SAR处理 器将标准数据集中。重复第二，第三步骤，处理 完所有的雷达影像， 得到集中化的雷达影像的时 间序列。 4） 主图像的选择： 对于给定的雷达影像集， 将第一幅作为主像，按顺序将其他影像作为从 像。 5）影像的精确配准：精确配准是将两幅雷 达影像通过运算建立严格的一一对应关系， 使两 幅影像对应的像点为变形体的同一目标点。 影像 的配准精度对干涉条纹的生成有直接的影像， GB-Radar影像的配准精度应达到0.1个像素[9]。 6） 干涉计算： 对主像和从像进行干涉处理， 得到一系列的干涉图。
是一种新型的对地变形监测设备，采用与星载 SAR相同的技术原理[1]，与星载SAR相比，有更 高的时间分辨率和空间分辨率，和GPS、全站仪 等测量技术相比， 具有空间连续覆盖的优势， 不 仅可以对滑坡等地表变形进行静态监测， 也可以 对建筑、 桥梁等设施进行动态监测， 对分析监测 对象的变形规律和变形机理， 预防灾害的发生有 重要的作用。 国外学者研究了地面雷达在对地观测中的应 用，主要利用的地面雷达设备是欧洲委员会联 合研究中心研制的 LISA（Linear SAR）[2]，另 外还有意大利 IDS 公司生产一种商用的地面雷 达—微变形监测系统（Image by Interferometric Survey，IBIS）[3]。Tarchi 等(2000)利用 LISA 对奥地利 Schwaz 镇的滑坡体进行了变形监测 研究， 监测结果表明 GB-radar 的位移监测精度 可达 1mm。Casagli 等（2002）对 Monte Beni 滑坡体的地面雷达监测数据清晰反映了滑坡体 在时间和空间的演化规律，可为地方当局的滑 坡灾害治理提供帮助。Pieraccini 等（2003）利
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微变形监测系统
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4.1 系统组成
在星载SAR中，不同时间成像时，卫星的轨 道一般并不重合，因此基线长度不为0，相位差 中含有地形信息，需用“二规法”结合数字高程
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型号。IBIS-L系统用于山体滑坡、大坝、地表等 缓慢位移的监测， 用线性轨道器实现合成孔径雷 达。IBIS-S用于建筑物的远程静态和动态监测， 可对桥梁、堤坝、房屋、高塔等做变形监测，无 合成孔径雷达功能。IBIS有如下特点： ①遥感测量：-L型的测距离可达4km，-S型