形变监测

摘要： 为解决现有大型建筑钢结构形变监测方法中存在的结构形变监测精度低、监测效果不佳的问题,本研究提出基于图像识别的大型建筑钢结构形变监测方法。首先,采用加权平均值法灰度化处理大型建筑钢结构彩色图像,并通过离散傅里叶变换同态滤波增强灰度化的大型建筑钢结构图像;其次,构建二维矩阵确定大型建筑钢结构图像平面坐标信息点,确定特征点坐标,计算单像素的物理值;最后,引入二阶插值法校正摄影设备误差,获取大型建筑钢结构的实际位移量,实现大型建筑钢结构形变监测。研究结果表明,该方法监测大型建筑钢结构的形变监测精度保持在95%以上,监测效果较好。

摘要： 金川矿区是我国最大的镍矿生产基地,2018年提出复采计划以来,对该矿区地表形变的监测还是空白。该文基于3个轨道(升轨128、降轨33和135)的Sentinel-1A数据,利用小基线集雷达干涉(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)和结合先验条件的最小二乘迭代法获得金川矿区2018—2020年的地表三维分量形变速率和时序形变量,并使用水准实测数据对垂直向累计形变值进行验证。结果表明:金川矿区在3个开采区(龙首矿、西二矿、东三矿)形成了3个大面积的形变区域,主要表现为地表沉降,其中最大垂直向形变量和形变速率发生在西二矿区,分别为-408.9 mm和-162.8 mm/a。龙首矿区西南和东北边坡向矿脉处收缩,西二矿区和东三矿区形成的形变区域位移方向相似,均为沉降漏斗东西两侧向矿脉处收缩。金川矿区地表形变与人机采动、地质断层以及岩性构造紧密相关,其中人机采动是地表形变的主要原因,断层和岩性构造是地表形变的控制性因素。研究结果为金川矿区安全生产和开采规划提供理论支撑。

摘要： 海上平台是海洋油气开采的重要设施,受所处环境及海洋油气开采活动的影响,海上平台极易发生形变,从而影响其结构完整性。海上平台一般远离陆地,因此需要使用基于卫星的合成孔径声呐干涉测量(InSAR)技术进行监测。文章简述了InSAR技术的基本原理,详细介绍了InSAR技术在国内外海洋平台形变监测中的研究和应用现状。随着高分辨率SAR卫星的发射,InSAR技术必将在海上平台形变监测中发挥巨大的作用。

摘要： 考虑到轨道交通行业的迅猛建设发展,无法避免地铁隧道间广泛存在相互交叉穿越的情况,运营地铁的隧道结构随新建线路的附加施工引起的形变效用成为目前下穿隧道工程的热点。运用浅埋暗挖法对斜交下穿既有隧道工程进行分析研究,探讨了该方法下施工建设中各阶段的形变规律,提出了斜交下穿盾构隧道的沉降计算方法,通过仿真拟合出该类隧道的沉降曲线对应的地层损失系数。同时根据拟合结果和以往的地层经验参数,得到斜交下穿隧道的各阶段沉降公式的推荐参数。

摘要： 针对黄土沟壑地区多工作面开采条件下地表形变规律复杂的问题,以大佛寺煤矿区工作面40301为研究对象,采用差分干涉测量短基线集(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)时序分析技术对矿区15景ALOS1数据进行处理,通过迭代优化处理有效抑制噪声以获取矿区沉降速率图和时序沉降图,并从点、线、面这3个角度分析邻近工作面采动对工作面40301造成的影响。结果表明,受邻近工作面40104的采动影响,工作面40301观测点的沉降速率和沉降量呈明显增加的趋势,多工作面开采会造成已采工作面形变持续时间延长,下沉盆地范围扩大,破坏未采工作面的稳定性。SBAS-InSAR技术可为复杂矿区地表形变分析提供有效技术手段。

摘要： 为了得到滑坡灾害形成前的形变规律,实现对滑坡灾害的超前预警,采用SBAS-InSAR干涉技术成功获得了黄泥坝子滑坡前的坡表形变场,通过InSAR分析滑坡时序变形结果,并对滑坡体不同监测点位移变化分析和对滑坡前的坡表变形机制进行研究,得到了滑坡时形变的阶段性和破坏机制,验证了SBAS-InSAR干涉技术在滑坡早期识别预警应用的有效性。

摘要： 滑坡灾害突发性强,隐蔽性高,传统的排查手段已无法满足新形势下摸清地质灾害风险隐患底数的要求。随着雷达观测数据精度与质量的发展,合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)成为监测地表变化的有效手段。利用InSAR技术对宁夏黄土丘陵区固原市西吉县进行面状监测,获取了2019年12月25日—2020年1月18日内的形变结果,结合光学遥感影像目视解译对潜在滑坡隐患进行综合遥感识别,共识别出8处隐患点,经实地核查验证,与实际情况吻合。结果表明:InSAR技术在该地区具有很好的适用性,可为当地防灾减灾行动提供数据参考,并为黄土丘陵区滑坡隐患早期识别提供方法借鉴。

摘要： 城市发展过程中的大规模建筑施工和地下工程易造成地表沉降,甚至引发地下空洞和路面坍塌等严重问题,对交通基础设施的威胁极为显著。针对近年来新兴发展城市的地表沉降监测与交通基础设施稳定性分析,以长春市为典型研究区域,基于Sentinel-1B卫星2017年~2021年间的109景C波段SAR影像,基于NPS-InSAR技术开展了长春市近4年来的地表形变监测及演化状况分析。针对长春市交通网络沿线的差异性形变分布特征,依据交通基础设施的类型开展了归因性讨论。实验表明:长春市中东部区域整体较为稳定,城市的外围区域存在差异性形变。相关研究数据可为城市交通基础设施运营维护与区域性工程监测提供参考。

摘要： 本文运用SBAS-InSAR时序技术,对2019年9月19日—2020年3月29日期间的17景Sentinel-1A数据进行处理,获取了济宁北部煤矿区内的年均沉降速率,探测到6处沉降漏斗分布,最大沉降速率达到-242mm/y。结果表明:SBAS-InSAR时序方法可在矿区的地表形变监测中得到足够的监测对象,较完整地探测到矿区的沉降漏斗分布和沉降范围,为矿区的地表形变监测提供了可靠的技术支持。

摘要： 三峡库区地质条件复杂,问题库岸斜坡众多,滑坡灾害问题一直十分突出,需要对三峡库区的灾害隐患进行日常监测。然而常规的监测手段往往需要耗费大量的人力物力,监测效果也容易受到外界条件的限制。以三峡巴东县城长江沿岸为研究区,基于ALOS-2数据,使用PS InSAR(永久散射体干涉测量)处理技术对2016年8月—2017年10月共22景ALOS-2数据进行处理,结合水文、地质和实地调查资料对木鱼包滑坡的滑动速率和规模等变形特征做了分析。结果表明:木鱼包滑坡在监测周期内处于缓慢的蠕动变形阶段,平均形变速率为10.4 mm/a,形变的主要影响因素是库水位的变化。

摘要： 针对桥梁形变监测,本文设计了一种融合GNSS与传感器技术的GNSS桥梁形变监测系统.系统有效地将北斗地基增强技术与传统传感器技术进行了结合,实现了对桥梁整体的形变监测,并在此基础上构建了GNSS桥梁形变监测系统,实现了桥梁形变监测与用户的可视化交互与显示.该系统能够实时反馈桥梁构件的形变监测健康状态信息,并可以及时地将预警信息反馈给用户,能够更进一步地提高形变监测与用户的交互与可视化,为桥梁的养护管理、巡检运营等提供可靠的决策支持和指导,保证桥梁的健康运营和安全.而且该系统具有形象直观、界面友好、较强的可视化特点,适合于一些大型构筑物形变监测应用.

摘要： 翼梁作为机翼的主要受力结构,对其形变进行监测对飞机的运营安全具有重要的意义.本文选择碳纤维杆悬臂梁作为简化的翼梁模型,设计了一种基于光纤光栅的形状传感器,同时提出了一种改进型空间曲线重构算法.最后搭建形变监测系统,对翼梁模型形变进行监测,最大相对误差为2.88％,且成像速度可达50Hz,证实了该方法具有较高的精度和实时性.

摘要： 新沂市作为郯庐断裂带上重要的结点城市,长期的地质作用会带来地表沉降或抬升,甚至存在严重的地质灾害隐患.因此对新沂市的地表沉降进行有效监测是非常必要的,可以为地方经济发展、国土空间规划编制、土地资源利用及大型工程建设、城市的地表沉降灾害评估和防治等提供参考和依据.采用SBAS技术处理,通过4次反演实验,得到从2015年7月至2017年5月时间段新沂市城区地表沉降结果,根据实验反演结果和沉降数据空间分布特征,将重点分析区域分为西部片区、南部片区、东部片区和中心城区4个片区,并结合地质构造图等数据探讨分析了地表沉降的发生原因.

摘要： 为确保运营期地铁隧道的稳定和安全运营,对其进行高效、高分辨率、高精度的形变监测迫在眉睫.近年来,国内外学者开始尝试将移动激光扫描技术应用于地铁隧道的变形监测.本文尝试将移动激光扫描技术与常规测量技术相结合,用于运营期地铁隧道的收敛分析,并对收敛提取的精度进行了分析与验证,试验结果表明,采用全站仪布设控制网辅助移动激光扫描技术应用于地铁隧道收敛分析精度可达到毫米级,完全可以满足地铁隧道监测的精度要求.

摘要： 惯性导航系统(Inertial Navigation System)以其无源的工作方式,广泛应用于舰船,飞机等设备.惯性导航系统的主要缺点是定位误差随其工作时间的增加而增大,所以需要对惯性系统进行性能测试,以确定其参数特性以及是否满足性能需求.目前惯性导航系统的测试主要以火箭橇和转台的方式进行,但是存在测试成本高等问题.本文正是以团队正在研究的专用惯导小车测试轨道的项目背景下,提出的一种利用RTK技术监测测试轨道形变情况的一种方法.本文介绍了RTK(Real Time Kinematic,实时动态)技术的原理,设计了轨道形变监测系统的框架,并根据设计的精度要求进行项目可行性分析.

摘要： 在各种工程建筑建设过程中,需要对工程建筑进行周期性的形变监测,通过高效准确的模型预测工程建筑物的变形状况以及科学、及时的分析,可以掌握建筑物的实际状况并及时调整工程状态.本文利用卡尔曼滤波消除形变监测过程中存在的随机误差的影响,为了避免以较强指数规律特性进行预测,对于存在波动发展的形变序列或有饱和的S型形变序列,使用基于二阶常微分方程和优化岭回归估计的GM(2,1)模型对形变时序数据进行预测,建立了卡尔曼滤波优化岭回归GM(2,1)组合模型的预测方法.以某工程实例的形变监测数据为例,将组合模型应用于该形变位移数据的预测分析,并与单一GM(1,1)、GM(2,1)模型预测结果对比分析.实验结果表明,组合优化模型的预测分析结果明显优于传统灰色预测模型,且具有较高的预测精度.该组合预测模型对工程建设过程的形变预测分析对后续建设和治理具有一定的参考和决策支持作用.

摘要： 当前,我国多个大中型城市都在开展地铁施工建设.地铁的建设施工和运营阶段所引入的沉降现象都可能会对周边目标造成相应的安全隐患.为了监测地铁周边的形变信息,本文以2013年?2016年内COSMO-SkyMed系统采集的SAR图像为输入,利用PSP-InSAR技术提取深圳市地铁沿线100m范围内PS点的形变数据.同时,以深圳市下梅林地铁站为研究试点,结合地铁施工流程,重点分析了不同施工阶段地铁建设造成周边目标的沉降量和影响范围.相比于传统技术,InSAR技术能在地铁周边区域获取密集的监测点,能在空间维度和时间维度更全面地揭示地铁施工所引入的形变信息,未来有能力为地铁建设的形变机理研究和周边目标的稳定性评估提供基础数据支持.

摘要： 为了实现对三峡库区重庆云阳县24个滑坡体形变的连续性自动化监测,建立了基于北斗高精度定位技术的自动化监测系统,使用华测自动化形变监测解算软件HCMonitor对监测点数据进行解算处理.增加北斗后的三星组合可以大大增加卫星的可用性和定位的可靠性,特别是对于观测环境较为恶劣的观测点,其效果更为明显,保障了系统的稳定、数据的可靠.拓宽了北斗导航定位技术在水电站库区边坡监测中的应用,同时对类似高精度自动化形变监测系统的建设具有借鉴意义.

摘要： 最小二乘配置具有可以预测未测点信号、并对预测值进行精度评定的特点,在坐标转换、GPS水准拟合、形变测量等方面得到了广泛的应用.本文利用最小二乘配置来获取变形监测网内插点的变形信息,并利用协方差阵进行精度评定.利用模拟试验和工程试验,验证了该方法的正确性和有效性.

摘要： 地基SAR对边坡进行形变监测过程中,为了获得较高的图像质量和进行相位解缠的需要,往往要对干涉相位进行滤波优化,以提高干涉相位图的信噪比,减少干涉相位图中的残差点,从而有助于更好地进行相位解缠,提高形变监测的精度与可行性.本文针对地基SAR干涉相位图的空变等特性,对地基SAR干涉相位滤波算法进行了研究,着重介绍了四种经典、高效的干涉相位滤波算法,并进行了地基SAR边坡形变监测试验,使用实测干涉数据进行了四种滤波处理,从定量及定性的角度对每种滤波算法进行了比较与评估.最终给出了最优滤波算法,为地基SAR进行干涉相位实时滤波优化及后续数据处理提供了基础.

摘要： 本组发明公开隧道体元形变移动监测系统及监测方法，硬件构成包括激光扫描仪、CCD相机、速度计、惯导仪、中央控制装置及条形码；中央运算控制装置对各个传感器进行硬件同步，存储各个传感器的数据，同时进行相应的位置、姿态解算，对获取的隧道剖面点云数据进行处理；条形码布设在隧道表面CCD相机可以拍到的地方，条形码存储位置信息作为移动载体、各传感器的位置基准。本组发明隧道体元形变移动监测系统的硬件构成可有助于实现快速、动态地采集空间数据，并可进一步通过三维建模和模型重建，进行体元形变分析，从而可连续监测形变过程。

摘要： 本发明涉及本发明的目的是提供形变监测设备、形变监测方法和粮仓形变监测系统，用以解决现有粮仓形变监测自动化程度低、成本高的问题。一种形变监测设备，其特征在于，形变监测设备，包括至少一组激光通信装置，每组激光通信装置由一个主动模块和一个对应的响应模块构成，主动模块与响应模块均设有用于发射激光信号的激光器和用于接收激光信号的光电转换器。由于其采用了激光直线传输原理，使得较难监测的粮仓仓体结构形变监测问题得以解决；可实现监测位置与主控电路间的无实际线路数据传输，避免了线路布控所带来的防火安全隐患。

摘要： 本申请提供了一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，形变监测系统包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器和与预设水平面垂直设置的凸透镜，垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离，激光成像面板用以基于凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板的激光位置计算形变监测点的形变量。仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了成本，适合大范围监测使用。

摘要： 本发明公开了一种桥梁形变监测方法、存储介质与桥梁形变监测接收机，方法包括：预先构建包括GNSS和UWB的桥梁形变监测系统；在卡尔曼滤波模型上引入速度参数，设定初始状态的协方差矩阵；在解算过程中建立动态转移方程；并计算先验估计协方差矩阵；分别建立GNSS和UWB的观测方程，结合当前历元的先验状态估计值建立观测方程组；利用加权最小二乘法进行估计，并得出协方差矩阵；当监测到下个历元的观测信号后，重复执行上述步骤，桥梁形变监测接收机对当前历元下的位置进行解算，确定桥梁的形变位置。本发明构建包括GNSS和UWB的桥梁形变监测系统，能够准确获得桥梁形变位置，有效减小了桥梁形变监测系统的定位误差。

摘要： 本发明涉及本发明的目的是提供形变监测设备、形变监测方法和粮仓形变监测系统，用以解决现有粮仓形变监测自动化程度低、成本高的问题。一种形变监测设备，其特征在于，形变监测设备，包括至少一组激光通信装置，每组激光通信装置由一个主动模块和一个对应的响应模块构成，主动模块与响应模块均设有用于发射激光信号的激光器和用于接收激光信号的光电转换器。由于其采用了激光直线传输原理，使得较难监测的粮仓仓体结构形变监测问题得以解决；可实现监测位置与主控电路间的无实际线路数据传输，避免了线路布控所带来的防火安全隐患。

摘要： 本申请提供了一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，形变监测系统包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器和与预设水平面垂直设置的凸透镜，垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离，激光成像面板用以基于凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板的激光位置计算形变监测点的形变量。仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了成本，适合大范围监测使用。

摘要： 本发明公开了一种形变监测数据处理方法及形变监测装置，其中形变监测数据处理方法包括以下步骤：获取基准站与监测站对多颗卫星连续的GNSS观测值；根据GNSS观测值，在基准站与监测站之间做站间差分，得到基于伪距和载波相位的单差观测模型；将单差观测模型在不同卫星之间做星间差分，构建双差观测模型；根据双差观测模型以及GNSS观测值，建立误差方程；对误差方程进行解算得到模糊度浮点解，之后利用LAMBDA算法求得每颗卫星的宽巷模糊度固定解以及窄巷模糊度固定解；求解双差观测模型，得到形变监测点的位置坐标信息。本发明能够有效的解决地质灾害突发情况下的高精度监测与形变监测数据的实时解算分析。

摘要： 本发明提供了一种地震前兆形变GNSS监测网的三角形形变监测方法，在震发区域布设多个连续运行GNSS监测站，构成相连的但不重叠的Delaunay三角形网络，三角形边长(相邻监测站间距)小于10km，既提高了地壳运动监测的空间分辨率，又能达到GNSS测量计算的最高精度。根据三角形图形结构，可以对三角形边长观测数据进行程式化处理，有利于数据处理软件的自动化运行和对大规模数据进行处理，采用短时段观测数据，提高了观测结果的频次，有利于发现突发性形变事件；在形变判断方面，摒弃了基准站的作用，利用高精度GNSS测量结果，采用三角形形状比对方法，利用连续图形对点变化凸显出的面状效应，判断并确定地壳形变的区域。

摘要： 本发明公开了一种桥梁形变监测方法、存储介质与桥梁形变监测接收机，方法包括：预先构建包括GNSS和UWB的桥梁形变监测系统；在卡尔曼滤波模型上引入速度参数，设定初始状态的协方差矩阵；在解算过程中建立动态转移方程；并计算先验估计协方差矩阵；分别建立GNSS和UWB的观测方程，结合当前历元的先验状态估计值建立观测方程组；利用加权最小二乘法进行估计，并得出协方差矩阵；当监测到下个历元的观测信号后，重复执行上述步骤，桥梁形变监测接收机对当前历元下的位置进行解算，确定桥梁的形变位置。本发明构建包括GNSS和UWB的桥梁形变监测系统，能够准确获得桥梁形变位置，有效减小了桥梁形变监测系统的定位误差。

摘要： 本实用新型提供一种波导管形变监测装置及形变监测系统，所述波导管形变监测装置，包括：固定支架、滑动支架、压力传感器和弹簧；固定支架和滑动支架在不影响波导管正常通信的情况下，分别与波导管的两端固定连接；滑动支架可沿波导管的中心轴的方向滑动；弹簧的两端分别固接于滑动支架和压力传感器的检测端；压力传感器被固定设置；弹簧的形变方向与滑动支架的滑动方向相平行。本实用新型提供的波导管形变监测装置及形变监测系统，利用压力传感器，通过弹簧连接压力传感器和波导管滑动支架，利用滑动支架滑行距离拉动弹簧对压力传感器施加压力，根据测量值测算滑行距离，进而实现对波导管的实时检测，由于采用的是机械结构，故抗干扰能力强。