變形監測的方法有哪些

想要獲取變形監測的觀測方法，我們就必須學習好變形監測的內容，知道了其中包括沉降、測斜、裂縫、位移、風振等多項測量內容，這些我們針對這幾項內容分析看看那個需要什么樣的測量方法和儀器手段等。

1.常規大地測量方法

常規大地測量方法通常指的是利用常規的大地測量儀器測量方向、角度、邊長、高差等技術來測定變形的方法，包括布設成邊角網、各種交會法、極坐標法以及幾何水準測量法、三角高程測量法等。常規的大地測量儀器有光學經緯儀、光學水準儀、電磁波測距儀、電子經緯儀、電子全站儀以及測量機器人等。

常規大地測量方法主要用于變形監測網的布設以及每個周期的觀測。

2.GPS方法

GPS技術在測量的連續性、實時性、自動化及受外界干擾小等方面表現出了越來越多的優越性。使用GPS差分技術進行變形測量時，需要將一臺接收機安放在變形體以外的穩固地點作為基準站，另外一臺或多臺GPS接收機天線安放在變形點上作為流動站。

GPS方法可以用于測定場地滑坡的三維變形、大壩和橋梁水平位移、地面沉降以及各種工程的動態變形（如風振、日照及其他動荷載作用下的變形）等。

3.數字近景攝影測量方法

數字近景攝影測量方法觀測變形時，首先在變形體周圍的穩固點上安置高精度數碼相機，對變形體進行攝影，然后通過數字攝影測量處理獲得變形信息。與其他方法相比較，數字近景攝影測量方法具有以下顯著特點：

(1)信息量豐富，可以同時獲得變形體上大批目標點的變形信息；

(2)攝影影像完整記錄了變形體各時期的狀態，便于后續處理；

(3)外業工作量小，效率高，勞動強度低；

(4)可用于監測不同形式的變形，如緩慢、快速或動態的變形；

(5)觀測時不需要接觸被監測物體。

4.激光掃描方法

地面三維激光掃描應用于變形監測的特點：

(1)信息豐富。地面三維激光掃描系統以一定間隔的點對變形體表面進行掃描，形成大量點的三維坐標數據。與單純依靠少量監測點對變形體進行變形監測研究相比，具有信息全面和豐富的特點。

(2)實現對變形體的非直接測量。地面三維激光掃描系統采集點云的過程中完全不需要接觸變形體，僅需要站與站之間拼接時，在變形體周圍布置少量的標靶。

(3)便于對變形體進行整體變形的研究，地面三維激光掃描系統通過多站的拼接，可以獲取變形體多角度、全方位、高精度的點云數據，通過去噪、擬合和建模，可以方便地獲取變形體的整體變形信息。

5.InSAR方法

合成孔徑雷達干涉測量（InSAR)技術使用微波雷達成像傳感器對地面進行主動遙感成像，采用一系列數據處理方法，從雷達影像的相位信號中提取地面的形變信息。

用InSAR進行地面形變監測的主要優點在于：

(1)覆蓋范圍大，方便迅速；

(2)成本低，不需要建立監測網；

(3)空間分辨率高，可以獲得某一地區連續的地表形變信息；

(4)全天候，不受云層及晝夜影響。

6.專用測量技術手段

變形測量除了上述測量手段外，還包括一些專門手段，如應變測量、液體靜力水準測量、準直測量、傾斜測量等。這些專門的測量手段的特點主要有：測量過程簡單，容易實現自動化監測和連續監測，提供的是局部的變形信息。

(1)應變測量。應變測量采用應變計工作原理，分為兩類：一類是通過測量兩點距離的變化來計算應變；另一類是直接用傳感器，實質上是一個導體（金屬條或很窄的箔條）埋設在變形體中，由于變形體中的應變使得導體伸長或縮短，從而改變導體的電阻。導體電阻的變化用電橋測量，通過測量電阻值的變化就可以計算應變。

(2)液體靜力水準測量。這是利用靜止液面原理傳遞高程的方法，即利用連通管原理測量各點處容器內液面高差的變化，以測定垂直位移的觀測方法，可以測出兩點或多點間的高差。適用于建筑物基礎、混凝土壩基礎、廊道和土石頊表面的垂直位移觀測。一般將其中一個觀測頭安置在基準點，其他各觀測頭放置在目標點上，通過它們之間的差值就可以得出監測點相對基準點的高差。該方法無需點與點之間的通視，容易克服障礙物之間的阻擋，另外，還可以將液面的高程變化轉化成電感輸出，有利于實現監測的自動化。

(3)準直測量。準直測量就是測量測點偏離基準線的垂直距離的過程，它以觀測某一方向上點位相對于基準線的變化為目的，包括水平準直和鉛直兩種。水平準直法為偏離水平基線的微距離測量，該水平基準線一般平行于被監測的物體。鉛直法為偏離垂直線的微距離測量，經過基準點的鉛垂線作為垂直基準線。

(4)傾斜測量。基礎不均勻的沉降將使建筑物傾斜，對于高大建筑物影響更大，嚴重的不均勻沉降會使建筑物產生裂縫、甚至倒塌。傾斜測量的關鍵是測定建筑物頂部中心相對于底部中心或者各層上層中心相對于下層中心的水平位移矢量。建筑物傾斜觀測的基本原理大多是測出建筑物頂部中心相對于底部中心的水平偏差來推算傾斜角，常用傾斜度(上下標志中心點間的水平距離與上下標志點高差的比值)來表示。