【文章內(nèi)容簡介】 ）和墩間均勻布設(shè)，點位間距以 10m～ 20m為宜。大型橋梁，應(yīng)沿橋面的兩側(cè)布點； 5 橋梁兩岸邊坡變形觀測點，宜成排布設(shè)在邊坡的頂部、中部和下部，點位間距以 10m～ 20m為宜。 橋梁施工期的變形監(jiān)測周期，應(yīng)跟據(jù)橋梁的類型、施工工序、設(shè)計要求等因素確定。 橋梁運營期的變形監(jiān)測，每年應(yīng)觀測 1次。也可在每年的夏季和冬季各觀測 1次。 當洪水、地震等自然災(zāi)害發(fā)生時，應(yīng)適當增加觀測次數(shù)。 五、滑坡變形監(jiān)測 監(jiān)測內(nèi)容 類型 階 段 主要監(jiān)測內(nèi)容 滑坡 前期 地表裂縫 整治期 地表的水平位移和垂直位移、深部鉆孔測斜、土體或巖體應(yīng)力、水位 整治后 地表的水平位移和垂直位移、深部鉆孔測斜、地表傾斜、地表裂縫、土體或巖體應(yīng)力、水位 監(jiān)測精度要求 類型 水平位移（ mm） 垂直位移（ mm） 地表裂縫（ mm） 巖質(zhì)滑坡 177。 6 177。 177。 土質(zhì)滑坡 177。 12 177。 10 177。 5 滑坡監(jiān)測變形觀測點位的布設(shè)，應(yīng)符合下列規(guī)定： ?對已明確主滑方向和滑動范圍的滑坡，監(jiān)測網(wǎng)可布設(shè)成十字形和方格形，其縱向應(yīng)沿主滑方向；對主滑方向和滑動范圍不明確的滑坡，監(jiān)測網(wǎng)宜布設(shè)成放射形。 ?點位應(yīng)選在地質(zhì)、地貌的特征點上； ?單個滑坡體的變形觀測點不宜少于 3點； ?地表變形觀測點，宜采用有造強制對中裝置墩標，困難地段也應(yīng)設(shè)立固定照準標志。 ?滑坡監(jiān)測周期，宜每月觀測一次。并可根據(jù)旱、雨季或滑移速度的變化進行適當調(diào)整。 ?鄰近江河的滑坡體，還應(yīng)監(jiān)測水位變化。水位監(jiān)測次數(shù)，不應(yīng)少于變形觀測的次數(shù)。 ?滑坡治理效果監(jiān)測的期限，宜在單元滑坡內(nèi)所有監(jiān)測點三年內(nèi)變化不顯著并預(yù)計若干年內(nèi)周邊環(huán)境無重大變化時，可適當延長監(jiān)測周期或結(jié)束階段性監(jiān)測。 ?工程邊坡和高邊坡監(jiān)測的點位布設(shè)，可根據(jù)邊坡的高度，按上中下成排布點。其監(jiān)測方法、監(jiān)測精度和監(jiān)測周期與山體滑坡監(jiān)測的基本要求一致。 六、開采沉陷觀測 開采沉陷的觀測包括：觀測站的連接測量、全面觀測、單獨進行的水準測量、地表破壞的測定和編錄。 連接測量 目的：確定觀測站與開采工作面的相互位置關(guān)系。 時間：一般在測點埋設(shè)完成后 10～ 15天進行，獨立進行 2次。 精度：按定向基點的測定精度（點位誤差小于 7mm），按 5″ 導(dǎo)線的精度觀測，水準測量按三等水準測量的精度進行 全面觀測 目的：確定觀測點的平面位置及高程 時間： 1）采動開始前， 2次，間隔小于 5天， 2）活躍階段，根據(jù)需要加密，一般不小于 2次， 3）地表移動穩(wěn)定后（ 6個月內(nèi)下沉小于 30mm），獨立進行兩次 精度：四等水準和 5″ 導(dǎo)線。兩次觀測的高程差 ≤ 10mm， 支距差 ≤ 30mm，同一邊長的長度差 ≤ 4mm 日常觀測 目的：確定點的移動起始時間和動態(tài)沉陷量大小 時間：根據(jù)變形量大小和要求進行，一般 1月一次，在活躍階段 10天或者半月 1次，對于研究動態(tài)移動規(guī)律可以每天一次。 精度：四等水準 地表破壞的測定和編錄 地表破壞的測定主要測定地表裂縫的位置、走向、寬度、深度等，每次觀測都進行測量。 第二節(jié) 變形觀測的方法和手段 變形觀測的方法很多，根據(jù)測量儀器和方法的不同，可以分為： 1）地面測量：①水準、三角高程；②方向和角度、距離測量；③ GPS測量 2）空間測量：①甚長基線干涉測量（ VLBI）②衛(wèi)星激光測距 ③雷達差分干涉測量 (DInSAR) 3）特殊測量：準直測量、傾斜儀、伸長儀、應(yīng)變測量、靜力水準測量等 4）攝影測量：航空、近景攝影測量 一、常規(guī)地面測量 主要指用測量角度、邊長和高程來測定變形。 （一）優(yōu)缺點 優(yōu)點： 1）能夠提供變形體整體的變形狀態(tài)，監(jiān)控面積大， 可有效監(jiān)測確定變形體的變形范圍和絕對位移； 2）觀測量通過組成網(wǎng)的形式可以進行較核和精度評定 3）靈活性大，適用不同的精度要求、不同形式的變形體和不同的外界條件 缺點： 1）外業(yè)工作量大，作業(yè)時間長； 2）不便于進行連續(xù)測量和測量過程的自動化 3）（與空間測量比）監(jiān)測的范圍相對小 （二）變形監(jiān)測機器人 1概念：變形監(jiān)測機器人，也叫測量機器人（ Measurement Robot，或稱測地機器人， Georobot）是一種能代替人進行 自動搜索、跟蹤、辨識和精確照準目標 并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息的智能型電子全站儀。它是由馬達、 CCD影像傳感器構(gòu)成的視頻成像系統(tǒng)，并配置智能化控制和應(yīng)用軟件發(fā)展而形成的。 測量機器人通過 CCD影像傳感器和其它傳感器對現(xiàn)實測量世界中的 “ 目標 ” 進行識別、迅速作出分析、判斷與推理，實現(xiàn)自我控制，并自動完成照準、讀數(shù)等操著，以完全代替手工操著。 方式 (1)固定式全自動持續(xù)觀測 基于一臺測量機器人的有合作目標（照準棱鏡）的變形監(jiān)測系統(tǒng)，可實現(xiàn)全天侯連續(xù)觀測。其實質(zhì)為自動極坐標測量系統(tǒng)，其組成方式為 : 測量機器人 計算機 通訊電纜 參考點 1 參考點 n 目標點 1 …… 參考點 …. 目標點 ….. 目標點 m 參考系 變形體 基站 監(jiān)測軟件 1）基站。安放測量機器人，為坐標的原點。 2）參考點（三維坐標已知）。位于變形區(qū)域外的穩(wěn)固不動點，一般安置強制對中棱鏡 3~4個，要求覆蓋整個變形區(qū)域，參考系除提供方位外，還為數(shù)據(jù)處理提供距離和高差差分基礎(chǔ) 3）目標點：均勻布設(shè)于變形體上能體現(xiàn)區(qū)域變形的部位。 4）控制中心。由計算機和檢測軟件構(gòu)成，控制機器人的操作和進行數(shù)據(jù)處理等。 (2)移動式半自動變形監(jiān)測 與全自動的區(qū)別在于基站是移動的。該系統(tǒng)需要人工干預(yù)。但克服全自動變形監(jiān)測的缺點： 1）沒有多余觀測，測量精度隨著距離的增大而降低，且不容易檢查出粗差； 2）需要對儀器、棱鏡等特殊保護； 3）測量機器人等昂貴設(shè)備只能用于一個變形檢測項目，費用大。 （二）布網(wǎng)方式 相對網(wǎng)和參考網(wǎng)（也叫絕對網(wǎng)）。 絕對網(wǎng) 指有部分點設(shè)在變形體外，用于測量變形體上目標的絕對變形 ，其目的是驗證參考網(wǎng)點本身的穩(wěn)定性。 相對網(wǎng) 的所有點均布設(shè)在變形體上，通過測量網(wǎng)點之間的 相對移動 來確定變形體的 集合變形 狀態(tài)。 二、空間測量 （ 1）甚長基線干涉測量（ VLBI） （ 2）衛(wèi)星激光測距 （ 3）雷達差分干涉測量 (DInSAR) 用途： 大面積變形觀測及地球形狀觀測，如地殼板塊運動、地球旋轉(zhuǎn)速度變化、地極移動。 精度： 1）甚長基線干涉測量（ VLBI）： cm 2)衛(wèi)星激光測距： cm 3) DInSAR cm或 mm 優(yōu)點： 1）不需要穩(wěn)定的基點 2）既適用于全球性、區(qū)域性變形觀測，也適用于局部性變形觀測，觀測范圍大 3）勞動強度低，便于連續(xù)觀測 缺點： 1）精度相對較低 2）不能進行內(nèi)部變形觀測 (一 )InSAR（ Interferometric Synthetic Aperture Radar） 或 DInSAR(Differential InSAR) 原理 利用兩個不同的天線獲得兩景雷達影像，通過比較相位得到垂直高度 :可以測量與雷達波長相同量級甚至更高精度的地形起伏 Pass 1. Pass 2. ?hB ?hA = ( ??B ??A)? /4? cos? 如果形變是垂直方向的 : ?hB = (?2B ?1b)/cos? Location A Location B ?1A = ?2A ?1B ?2B ?2B ?1B = (?/4?) ??B Pass 1 Pass 2 ?1A ?2A Pass 1 Pass 2 測量高度的微小變化 InSAR 處理流程圖 or 數(shù)據(jù)（副本） 兩組原始信號 SAR處理器 專門針對某傳感器的 SAR處理器 干涉處理 效果圖生成與制圖 Deformation of Aleutian Volcanoes from InSAR Shishaldin Lu et al. 2022a Moran et al. 2022 Seguam Lu et al. 2022a Masterlark amp。 Lu, 2022 Lu et al. 2022c, 2022b Westdahl Lu et al. 2022b, 2022b, 2022 Makushin Lu et al. 2022c 0 12 cm Akutan Kiska Lu et al. 2022b 0 cm Okmok Lu et al. 2022a, 2022c, 2022a。 Mann et al. 2022。 Patrick et al., 2022 Augustine Lu et al. 2022a Masterlark et al 2022 Peulik Lu et al. 2022a Tanaga Korovin Kwoun et al. 2022 Aniakchak 06/1992 – 09/1993 09/1992 – 09/1993 09/1993 – 08/1995 10/1997 – 08/1999 10/1995 – 10/1998 10/1993 – 08/1995 08/1999 – 08/2022 10/1992 – 10/1997 09/1993 – 10/1998 posteruption 11/21/1991 – 11/30/1991 coeruption InSAR images can characterize transient deformation of Westdahl volcano before, during and after the 1991 eruption 09/07/1991 – 10/28/1991 preeruption Lu et al., GRL, 2022 Lu et al., JGR, 2022 Lu et al., RSE, 2022 0 cm 10 km deformation Deformation mapped by ERS (Cband, ? = cm) InSAR 0 cm Lu et al., 2022, 2022 range change 5 km Akutan Volcano 5 km 0 cm Akutan 1996 Cracks Deformation mapped by JERS (Lband, ? = cm) InSAR Lu et al., 2022, 2022 range change Akutan Volcano Envisat Cband image 0 28 mm Range Change LOS lengthening (subsidence) LOS shortening (uplift) Loss of coherence due to vegetation Deformation of June 2022 Eruption, Kilauea volcano from Cband Envisat InSAR Slumgullion landslide, CO July – August, 2022 Landslide monitoring from InSAR ? Lu et al., in prep. Deformation: up to 4 mm/day 0 cm Range Change ALOS PALSAR InSAR image of Dec 6, 2022 – June 8, 2022 10 km Mining at Utah, USA subsidence of 60 cm subsidence of 30 cm Subsidence of ~5 cm 5 km ALOS PALSAR InSAR image of Dec 6, 2022 – June 8, 2022 方法的缺陷： ? 只能測量厘米級變化，變化太大則無法測量 ? 雷達測量局限在波長范圍內(nèi)的一小塊波段 RADARSAT 是 ? 測量的只是地表相對傳感器斜距向的運動，而不是像GPS那樣 3維的坐標 解決方法 ： （ 1）設(shè)立地面控制點，通過控制點修正相關(guān)影響參數(shù)（如電離層延遲等） （ 2）采用不同波段圖像融合 （ 3）采用新的遙感傳感器，歐洲目前發(fā)射的 TerraSARX amp。 TanDEMX試圖提高高程測量精度（已于 2022年 6月 15日成功發(fā)射， TanDEMX計劃 2022年發(fā)射，目標高精度DEMs） 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 TSX1 (PPP) TanDEMX (PPP, released 2022) TSX2 (mercial) TSX2