自动化监测技术论文篇（1）

中图分类号：TV文献标识码： A

水土保持监测是我国水土保持事业的重要组成部分和基础性工作。2011年 3月1日施行的修订后的《中华人民共和国水土保持法》明确要求加强水土保持监测工作，发挥它在政府决策、经济社会发展和社会公众服务中的作用。目前，我国水土保持监测队伍不断壮大，监测技术不断提高，监测成果不断积累，有力地支持了国家和地方的水土保持生态建设。但是由于理论基础的局限和部分技术原因，这一年轻的领域的继续发展还面临许多问题。

一、水土保持监测概述

1、水土保持监测概念

根据对于信息采集与处理的深度，水土保持监测有广义和狭义两种理解。广义的水土保持监测是对水土流失及其治理信息进行全面的采集和处理过程，包括信息采集、信息传输、信息存储、信息处理、信息服务及其相关的应用系统，也包括这些信息采集一传输一处理一分发等的站网和计算机网络系统。这种理解经常是基于网络环境的，包括监测网络和信息传输网络。根据这种理解，监测和评价其实是一体化的。而狭义的水土保持监测，仅仅指水土保持信息采集。这种监测经常是就某个监测点而言的，只是强调用科学合理、可操作的方法收集水土流失和水土保持信息。其概念的内涵和外延与水土保持试验观测基本相同。

2、水土保持监测的目的与任务

水土保持监测的目的在于:根据国家、地方的国民经济发展规划和生态、经济发展状况,定期调查、测量和记录水土流失及其治理的现状及间题,研究其动态和发展趋势,为国家、地方(省、市、县、乡、村)防治水土流失,保护、改良和合理利用水土资源制定政策、规划,编制优化农林牧产业结构的计划,改善生态环境条件和人类生产、生活现状,实现可持续发展战略提供基本资料。为实现这一目标,水土保持监测的基本任务:1)是定期监测全国和地方水土流失面积、程度一、强度,土地利用状况,植被状况,土地生产力状况和群众经济状况,并适时提供有关数据、图件。2)定期监测全国和地方水土流失治理状况,如水土流失治理面积、河流含沙量、各类水土保持工程、植被覆盖率、优化农林牧(副)业产业结构和土地利用结构、土地生产力的提高,农民经济状况的改善等,并与水土流失监测结果和前次水土保持监测结果对比,向国家和地方有关部门定期提供决策依据。3)根据需要和条件,定期提供全国和地方重点水土流失区或水土流失治理区的自然、经济和社会发展状况的监测数据和图件等。4)定量化分析多种因素与水土流失的关系,建立各地区不同水土保持措施与区域经济、社会发展模型,预测、预报水土流失及人为影响因素的变化趋势,并为有关重点地区或流域综合治理做优化规划分析,为水土保持和区域发展服务。

二、水土保持监测方法

1、自动化地面观测

目前我国水土保持监测机构拥有100 多个地面观测、实验站和超过 6000 名技术人员，但地面监测点的密度相对于水土流失面积占国土37%的中国来说是远远不够的。而且目前我们的地面监测设施还有待于进一步加强和完善。另外，对开发建设项目进行全面、及时的跟踪监测还比较困难。扩大地面监测点的覆盖面，增加监测频次和监测内容是我们的长期目标。因此，发展自动化的地面观测手段将是我们实现这一目标的重要基础。当前地面观测的效率瓶颈包括取样、分析、数字化观测结果生成和地表量测等环节。这些环节涉及的径流、泥沙、土壤取样技术，泥沙样品分析技术，滑坡和泥石流监测技术，目前开发建设项目水土流失的跟踪测量等技术的自动化程度都有所提高，但大多存在经济性和可靠性不高的问题。这些技术也是监测部门普遍关心的领域，自动化地面观测相关技术的发展，不仅需要提高监测效率和数据精度，还需要考虑在人工成本日益上升的背景下提高监测经济性的设计。自动化地面观测技术中比较薄弱的领域包括风蚀监测、沟道侵蚀监测等。取样、样地和小区布设的设计等问题也是在提高自动化程度中需要改进的。

2、预警预报性监测

预警预报性监测是依托已有监测成果，运用数学方法或建立模型，对未来水土流失及其防治状况进行的预警、预判或预测预报，可分为预警性监测和预报性监测。预警性监测一般是通过影响因子观测，分析事物发生发展规律，对未来发生某事件或现象的可能性进行预判，并给予警示，如长江上游滑坡泥石流预警等。预报性监测则是运用数学模型，对未来发展趋势或状况，进行预测预报。观测、数学分析、模型运用是本类型常用的方法与手段。建立适用范围明确、边界条件清晰、拟合精度高的预测预报模型是基础，其中基于长时间序列资料建立的经验性模型可通过序列延长，对未来发展趋势进行预测预报，如坡面侵蚀经验模型; 而具有理论基础的物理成因模型，可通过规律揭示，预测预报未来状况，如水文分布式物理模型。预警预报性监测离不开实时观测，但通过模型运用，可较大程度地简化监测行为，实现提前预知。

3、调查技术

询问调查、抽样调查、典型调查等和地面观测一样，也属于常规监测方法。但相对地面监测和遥感监测技术而言，水土保持监测的调查技术还不够成熟。尤其询问调查、典型调查和地面观测技术差异很大，所使用的技术需要考虑较多的社会经济和人文因素，调查技术对调查成果可能产生很大影响，从而影响水土流失和水土保持评价，但目前相关研究却甚少。著名国际水土保持技术合作组织―世界水土保持方法和技术纵揽设计了一系列水土保持技术调查表(QT)，以标准化的方式提供了评价世界各地水土保持技术的依据，值得我国水土保持监测中的典型调查参考。但是我国幅员辽阔，各地自然条件差异大，社会经济发展水平不一，设计标准化的调查技术还需要充分考虑水土流失和农村经济结构的区域差异。

结语:

水土保持监测是水土保持与国家生态环境安全的信息收集中心及传感器,加强水土保持监测本身相关理论的研究,有助于水土保持学科的发展及水土保持事业的发展。当然,需要指出的是水土保持监测研究范围较广,内容丰富,以上几个方面只是初浅的论述,旨在抛砖引玉,我们有必要对其进行更加深人的讨论,集思广益,以便更好地推进水土保持监测研究工作的发展。

参考文献:

[1]刘咏梅,杨勤科,王略. 水土保持监测基本方法述评[J]. 水土保持研究,2008,05:221-225.

[2]陈本兵,穆兴民. 我国水土保持监测与发展研究的思考[J]. 水土保持通报,2009,02:83-85+89.

自动化监测技术论文篇（2）

[中图分类号]X83 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-265-1

环境监测技术是针对环境污染和生态环境保护，而建立起来的监测和预防等功能为一体的技术。环境监察技术在我国经历了50余年的发展，取得了较多的研究成果和应用效果，尤其在最近10年，环境监测技术在监测范围、检测速度、检测效率等方面均得到较快发展。目前，全国已有各级环境监测站5000余个，形成以中国环境监测总站为中心，省、市、县四层级环境监测系统，基本建成覆盖全国范围的环境监测闭环网络，起到较好的环境监测、预防预控效果。但随环境保护技术水平要求的不断提高，加上国民经济、工农业的快速发展，环境监测其功能作用和公共服务功能要求日益提高，如何结合我国社会经济发展现状，完善现有的环境监测系统和技术体系，推动环境监测技术向科学化、定量化、定性化、网络化等方向快速发展，就显得非常有工程实践应用研究意义。

1环境监测技术需求性分析

在进行环境监测、监控、预防等功能开展过程中，无论是排放单位，还是监测主管部门，均需要在基于法律法规的基础上开展相应工作。从目前的技术应用效果来看，对于最近测定的项目扩展或项目极低浓度化较低的监测项目，采用常规监测技术和分析仪器可以满足环境监测、预防预控需求。但对于未来环境监测范围、监测技术指标越来越苛刻的条件下，常规的环境监测技术在精细化管理、精益化管理、检测实时性、检测精确性、资源共享网络化等方面，均很难满足环境监测动态智能自动化需求。这就要求各行各业的环境监测技术管理人员，要充分分析现有的人力、物力、财力的基础上，在维持自身环境监测质量水平的基础上，通过不断的技术研发、人才引进、设备采购等，提高自身在环境监测、预防预控方面的竞争力和高附加值。连续自动、多点位、快速准确、网络自动化的动态环境监测技术，将代替常规的静态成分检测和简易检测分析，在未来环境监测、预防预控等工作发挥非常良好的作用。

2我国环境监测技术常见问题

虽然我国在50余年的环境监测技术方面的研究，并取得非常多的研究成果。但就当前我国的环境监测技术同国外先进发达国家相比，依然存在一定差距，需要在理论研究和实践项目中，不断提升环境监测技术水平，以满足现代环境监测、预防预控技术性能要求。

2.1环境监测技术系统的监测能力还有待进一步提高

从大量实践运用效果表明，我国现有的环境监测技术系统结构基本完善，但其在监测范围、监测能力等方面还比较弱，尤其在极端环境或特殊数据处理方面，无法实行可靠准确的测量分析，其分析数据结果往往与实际不能有效匹配，不能完全满足环境监测、预防预控和工程项目科学规划数据需求。为了满足国民经济快速稳健发展的环境监测、预防预控需求，我国在环境监测技术方面还有待结合城镇化建设步伐特性要求，进一步加强技术攻关和研发，突破当前的技术瓶颈。另外，在各级环境监测系统中，尤其在县级环境监测站中环境监测费用综合投资经费不足，监测技术设备配套性普遍较差，可测项目不多、监测效率不高、地区不平衡度较大，大型实时动态分析的精密仪器、自动监测系统主要依靠进口（约占所有监测设备系统的70%左右）等，也在很大程度上制约了环境监测技术的发展。

2.2环境监测技术研究专门实验室不足

目前，我国在环境监测技术研究专门实验室建设方面投入不够，专门实验室数量不多，很难于日益快速增长的环境监测、预防预控技术需求相匹配，对环境监测技术起不到很好的指导和支撑作用。从实践应用来看，我国在环境监测方面的技术手段，大多产生与大学的学科研究，或通过国外技术的引进吸收，这就存在很大的理论性和针对性，很难与我国实践情况完全匹配，很难掌握与我国当前社会经济发展相匹配的环境监测核心技术。

2.3专业环境监测技术人员不足

环境监测工作量随环保要求水平的不断提高而快速增加，相反监测系统由于编制问题，实际工作人员却在不断减少，很难完成现代环境监测、预防预控任务人员需求。另外，当前从事环境监测技术的人员结构存在较大不合理性，有待进一步优化重组。监测人员数量不足、综合技能素质水平不高、监测技术设备系统滞后等，也在很大程度上制约环境监测工作的高效优质开展。

2.4监测技术滞后、标准不统一

没有系统的监测标准和统一资源管理，造成在污染物采样、分析等方面缺乏系统性，重复采样、设备材料利用较低。以（GB 3838-2002）《地表水环境质量标准》中“集中式生活饮用水地表水水源地特定项目”要求的检测指标为例，其中80个项目需近20种国标或行标进行采样分析，每种方法均需要单独进行样品采集、保存、前处理和分析，如果每种方法均配备完所需的样品、试剂和仪器设备，则费时费力，导致设备综合利用率较低，运算分析结果耗时太长，很难满足实际环境监测项目需求。

3提高环境监测技术水平的措施对策探讨

3.1建立符合我国实际的环境监测技术体系

建立包括环境监测学基础理论体系、环境监测核心技术路线体系、环境监测国际化融合的技术规范体系、监测技术指标统一分析方法体系、统一综合评价标准等体系为一体的符合我国实际的环境监测技术体系，切实为环境监测、管理与决策提供科学的、实时的、规范统一的技术支持、技术监督和技术服务系统。

3.2加大环境监测核心技术研究专门实验室投入

为了在进行环境监测核心技术专研的同时，能够更好为实践应用中环境监测提供更有力的技术支撑，建设专门的环境监测核心技术研究实验室，由专门的人员针对社会经济和城镇化建设发展的实际特性，钻研匹配、适用、高效、精确的监测技术，有效提高环境监测技术、效率和质量水平。

3.3加大环境监测专业技术人才培养和队伍建设

进行人员结构的优化重组，合理增加、补充专业对口的、亟需的技术人员。要制定完善系统的专业技术人员培训、考核制度，有效提高环境监测专业技术人员的综合技能素质水平。

3.4完善环境监测技术规范体系建设

结合我国环境监测现状和国际环境监测技术要求，全面清理、修正和编制包括空气、地表水、地下水、土壤、生态等在内的完善系统的环境监测技术规范系统，形成适应我国环境监测管理需要和与国际相接轨的完善健全环境监测技术规范体系。

4结束语

自动化监测技术论文篇（3）

 

近年来，伴随着国民经济建设的高速发展，高层建筑在形体和结构上显得日益复杂，加之施工工艺不断改进，这就对建筑物的变形监测提出了很多新的要求。由于高层建筑物有很多不利的监测环境，而施工工艺的改进又对形变监测工作提出了快速、高精度的要求，这些都让传统监测方法工作时显得力不从心，所以利用新的技术手段和研究新的监测方法尤显重要。GPS系统由卫星星座、接受机和地面控制站三大部分组成。作为20世纪一项高新技术，它因速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三维坐标及精度高等优点，而获得了广泛应用。

1 GPS与传统测定方法的比较

1.1传统方法测定高层建筑动态变形的特点

在测定高层建筑变形量时，传统的测定方法有加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等。论文写作，GPS建筑变形。

加速度传感器法所测得的位移误差较大。激光铅直仪法只能提供建筑物局部的、相对的变形信息，测量精度较低，易受气候、风等因素影响。对较低的建筑物较为适用，对于高大建筑物(高度300 m以上)，精度会受到较大的影响。全站仪法测定的是建筑物的绝对变形信息，可用于各类建筑物，但在恶劣气候条件(如台风、大雨等)下，因激光跟踪目标困难，所以使用受到限制。近景摄影测量技术由于摄影距离不能过远，大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备，因此，尚不能普及应用。

所以不难看出，加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等观测技术，在精确度、自动化程度等方面，已不能满足高层建筑的动态监测要求。

1.2 GPS测定高层建筑动态变形的优势

随着军用技术转民用的限制逐渐降低和高速发展的硬件和软件技术，GPS技术的优势已经越来越明显。

(1)可以全天候观测。实时动态(简称RTK)测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术。可通过实时计算定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功。

(2)仪器精度高。GPS相对定位精度在50 km内达； 100～500 km达，1000km以上可达。且独立布点不会有误差积累，测量过程自动进行，不会有人为因素造成的错误，测量数据稳定可靠。

(3)自动化程度高。用GPS接收机进行测量时，仅需一人将天线准确地安置在测站上，量测天线高，接通电源，启动接收机，仪器即自动开始工作。在结束测量时，只需关闭电源，收起接收机，便完成野外数据采集。

(4)可减少误差。在变形监测中，只要天线在监测过程中能保持固定不动，接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果。

(5) 操作方便。仪器体积小，重量轻，容易携带搬运，劳动强度小，外业工作量小。

(6)应用前景广。GPS技术具有全球、无误差积累等优点。使观测工作效率大大提高，同时也节省了大量的人力和物力。

2GPS变形监测技术

2.1　GPS变形监测模式

GPS用于变形监测的作业模式可概括为周期性和连续性两种。当变形体的变形速率相当缓慢，在局部时间域和空间域内可以认为稳定不动时，可利用GPS进行周期性变形监测，监测频率可为数月、一年或甚至更长时间。连续性变形监测采用固定监测仪器进行长时间的数据采集，获得变形数据系列，此时监测数据是连续的，具有较高的时间分辨率。周期性监测模式一般采用静态相对定位测量方法。论文写作，GPS建筑变形。连续性监测模式，适用于对自动化要求高，数据采集周期短的监测项目。在数据处理方法上，可选择静态相对定位和动态相对定位两种方法。在一些高层建筑物等工程的动态监测中，可运用GPS连续监测模式。论文写作，GPS建筑变形。该模式实现24小时的连续观测，使监测、监控、决策实现远距离控制，但该模式要求GPS接受设备必须永久固定在变形点上成本较高。

2.2　GPS在变形监测中的测量方法

按监测对象及要求不同，GPS在变形监测中可选择静态测量法，快速静态测量法和动态测量法三种。

1)静态测量法：静态测量法，就是把多于3台GPS接收机同时安置在观测点上同步观测一定时段，一般为1小时至2小时不等，用边连接方法构网，用后处理软件解算基线，经平差计算求定观测点三维坐标。这种方法定位精度高，适用于长边，测边相对精度可达。论文写作，GPS建筑变形。论文写作，GPS建筑变形。

2)快速静态测量法：这种方法尤其适用于对监测点的观测。其工作原理是：把两台GPS接收机安置在基准点上固定不动连续观测，另1～4台接收机在监测点上移动，每次观测5～10分钟(采样间隔为2秒)，经事后处理，解算出各监测点的三维坐标。

3)动态测量法：该方法又分准动态测量方法和实时动态测量法。实时动态测量方法原理是：在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给在各监测点上移动观测(1～3秒钟)的GPS接收机，移动GPS接收机在接收GPS信号的同时，通过无线电接收设备基准的观测数据，再根据差分定位原理，实时计算出监测点三维坐标及精度。

一般基准网应采用静态测量方法，当基准网的边长超过10 km，要考虑基准网的起算点与国际IGS站联测，基线向量解算时采用精密星历，保证基线解算的精度。对监测点进行测量时，可采用快速静态测量法。在桥梁监测时，可选择实时动态测量，如果距离近，基准点与监测点有5颗以上共视GPS卫星时，精度可达1～2 cm。

3　GPS测量数据处理

GPS数据处理过程可划分为基线解算和网平差两个阶段。

GPS基准网的基线解算，应采用GAMIT或Bernese软件和IGS精密星历。平差计算应采用PowerADJ科研办软件。对高精度GPS的数据处理分为两个主要方面：一是对GPS原始数据进行处理获得同步观测网的基线解；二是对各同步网进行整体平差和分析，获得GPS网的整体解。这些软件数据处理的重点都在于同步网的基线处理，而在网平差分析方面，特别是多个子网的系统误差分析、粗差分析及随机误差处理方面，暂无好的处理方法。

4 结语

GPS这种全新的定位手段，在工程实践中已逐步得到认同。目前，我国正处于经济发展的历史性的发展时期，各种基础设施的大量建设，各种新材料、新技术的采用，使建筑工程这一传统产业呈现勃勃生机。论文写作，GPS建筑变形。随着GPS技术的进一步开发，特别是有关高层建筑施工领域的应用技术包括基础理论的研究、实践方法的探索、信号接受手段的更新、信号处理方法和软件的开发等的发展，再加上若干工程的应用、积累和提高，GPS技术将成为在高层及超高层建筑方面广泛使用的方法。

参考文献

[1]刘大杰等.全球定位系统GPS的原理与数据处理[M].上海：同济大学出版社，2008：40-55.

[2]余绍铨等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，2007：60-65.

自动化监测技术论文篇（4）

前言：

现代工业的快速发展以及城市建设工作的推进等人类活动对生态环境产生了极大的影响，造成了现代全球生态环境严重恶化的现状。作为影响人类生存环境与生活质量的重要因素，生态环境保护工作已经成为世界各国密切关注的重点。在我国传统发展活动中，生态环境也同样发生了发达国家发展中的生态环境破坏问题。

1.我国环境监测技术历史概述

我国环境监测工作的开展起步于上世纪七十年代。与发达国家环境监测工作一样经历了以典型污染事故调查为主、以污染源监督性监测为主以及以环境质量监测为主的三个阶段。在“六五”和“七五”期间，我国环境监测站的建设有了跨越式的发展。至“八五”我国环境监测工作日趋成熟。借鉴国外先进经验、结合我国实际情况制定了检测工作的基本方针。我国环境监测技术在这一过程中也得到快速发展。由传统实验室检测、自动化检测以及现场快速检测三方面组成主要技术。同时，针对现代环境监测需求将GPS遥感技术等应用于环境监测工作中，促进了环境监测目标的实现。

2.环境监测技术的应用现状分析

2.1实验室分析检测技术现状分析

在我国环境监测技术应用中，室外采样、实验室分析是较为常用监测方法。针对实验室分析技术的应用需求。实验室分析技术也从传统的手工检测方式向着全自动检测方向发展。利用气象色谱、液相色谱、红外光谱等自动化仪器对环境监测采集样品进行检测分析，得出检测结果后有专业监测人员对结果进行分析评价。在目前环境监测技术发展的今天，实验室检测分析技术主要应用于农药残留、高精度水源、空气质量分析等领域。利用实验室检测技术以及专业人员的操作实现环境监测数据的高精度需求。

2.2自动化在线监测技术应用现状分析

针对现代环境监测需求，自动监测系统得到了越来越多的关注。发达国家已经将成熟技术和产品运用到大气、地面水、企业“三废”检测以及城市综合污水监测等方面。我国目前也针对环境监测自动化需求开发了一系列产品。主要针对城市废气监测、工业园区污水监测等作为重点进行自动化在线监测。但是在检测项目上存在很多的不足，而且自动化程度与降低故障率等方面仍有很多工作要做。目前，我国有限的几个直辖市及省会城市建立了城市污水与空气自动监测系统。设备来源主要依靠于进口。从使用效果来看，空气自动监测系统能够实现良好的运转，但是水质监测系统运行故障率居高不下。其一方面与管理工作及资金投入因素有关，另一方面也与我国污水治理程度以及地面水实态有着很大的关系。针对这样的情况，在我国污水与空气自动检测系统引进与运行管理中，应科学的进行实地调研工作，以此避免盲目引进造成的资金浪费。对于现代自来水监测需求，城市环境检测部门可以采用国产水质自动监测系统对自来水进行水质监测。针对自来水水质较好、监测难度相对较低、公民关注度高的现状优先考虑自来水水质自动监测系统的运用。同时，利用现代网络系统对城市自来水水质监测进行公示，为提高城市形象、提高城市公信度奠定基础。

为了促进我国自动化在线监测技术的发展，相关产品生产企业应加快对国外先进经验和技术产品的关注。借鉴国外先进讲演促进我国自动化环境监测技术的发展，为推广这一技术的应用奠定坚实的基础。以降低故障率、提高自动化程度、增加监测项目为主要发展方向，促进我国环保工作的开展。

2.3现场快速检测技术的应用分析

现场快速检测技术在环境监测工作中主要应用与突发性环境污染事故的检测与研究。通过对突发性环境污染事件的现场快速检测，为应急预案的提出与实施提供一手资料。同时，现场快速检测技术还应用于乡镇等没有监测能力的环保机构。以现场检测为环境监测工作提供数据信息。针对现场快速检测需求，快速检测一起设备多为便携式设备，没有繁杂的手续与过程，通过人员的快速掌握、设备的自动化运行实现现场快速检测目的。目前，现场快速检测技术的应用主要集中在上文所述的突发性环境抗污染调查以及偏远地区的环保工作中。在我国多年的环保工作以及环境监测开展中，现场快速检测技术一直占有重要地位。针对近年来自动化检测技术的不断应用，快速检测技术的应用方向以及需求也发生了变化。快速检测技术正向着高精度、应急突发事件检测的方向发展。针对这一需求，我国相关设备生产企业也加快了自身的研发进度。借鉴国外先进仪器设计思路、结合我国实际国情进行新型快速自动化检测仪器的研发。这为我国现场快速检测技术在环境监测工作的运用奠定了良好的基础，也为我国环境监测技术的发展提供了良好的技术与设备支持。

3.环境监测技术的发展方向分析

通过上文的论述以及现代环境监测工作的需求可以看出，目前我国环境监测技术根据不同的需求也向着三个方向发展。高精度实验室检测、高精度自动化在线监测、快速现场检测技术是环境监测技术发展的主要方向。在此基础上，针对大范围环境监测系统、气象观测系统、局域环境监测需求，遥感技术也正在与环境监测技术进行整合优化。通过遥感技术在环境监测技术的运用是环境监测工作能够以更大范围监测形成预警体系，为预防环境污染以及突发事件奠定基础。

4.结论

综上所述，我国可持续发展战略需要环境监测工作作为基础，需要环境监测技术的快速发展进行支持。本文以环境监测技术应用现状及发展趋势分析为我国环保工作的开展提供更多的分析资料，以对环境监测技术的需求分析促进我国环境监测设备的研发与应用。

自动化监测技术论文篇（5）

地质变形监测，即是通过利用专门的测量仪器和科学的测量方法对建筑工程中变形体的变形问题进行有效监测，其主要任务在于确定因各种外部荷载作用于建筑体导致变形体形状、大小及空间位置发生变化，这里既包括自然形成的，也包括认为原因所致。通常我们认为，变形监测是人通过变形现象来获取科学认识、检验理论或假设的一种必要科学手段。以下内容将就这一方面内容展开深入浅出地分析并阐述归纳。

1 变形监测技术与方法的理论概述

在20世纪80年代初期，地质变形监测在当前主要还是依靠相对比较常规的近距离特殊的地面测量手段。比较常规的近距离地面测量则经常通过利用如经纬仪、水平仪、测距仪或全站仪等进行相关点位的地质变形测量，虽然比较普通，但其优势则是能够有效监测出测量对象的整体变形状态，且同时可以适用于多种不同精度要求或不同类型的变形体变形监测任务，最终所取得的数据结果是绝对的。但是，不可避免的劣势则在于依仗非常多的外业工作量，且在外业操作过程中多会受到如监测布设点受现场地形、地貌干扰多的问题，实则难以全自动化展开测量工作。而这里所说的特殊测量手段即是指涉及应变测量、准直测量或倾斜测量三种特殊情况的应用监测方法，由于这种监测手段的操作过程相对比较简单，且能够监测变形体的内部变形状态，实现自动化监测相对较为容易些都是这种特殊监测手段突出的优势。随着近十年来我国科学生产技术水平的突飞猛进，对有关地质变形监测要求更为严格的同时，地质变形监测的技术手段也进一步得到了良好的发展。更为先进的数据采集仪器代代更新，无疑对推动地质变形监测的技术发展百利而无一害。如数字化的近景摄影技术、GPS技术、高自动化全站仪、三维激光扫描技术、激光跟踪技术、激光雷达技术、关节式坐标测量以及Indoor GPS技术等。笔者就比较常用的几种测量技术著以详细的分析。

1.1 GPS技术

全球卫星空间定位技术的应用实则给世界测量工程技术带来了一场具有十分意义的革命。我们都知道，国外一些发达国家从上个世纪八十年代初就已经开始应用GPS技术手段来进行有关地质变形的测量工作。近几年来，我国在利用GPS技术来进行有关滑坡、大坝坝体变形、矿区地表沉陷问题以及地质形变监测等方面都做了非常多的工作。笔者认为，GPS技术在地质变形监测中的应用具有凸显出以下几方面的优势：其一，大范围内的测量精度比较高，且基线长度在10km以上时，GPS测量的相对精度可达到10-6-10-7的精度；其二，应用操作要明显优于传统的大地测量手段；其三，测量工作完全不会受到气候条件的影响，全天候的观测过程可以掌握全部在控的信息；其四，内业工作如记录、计算和校核工作可全自动化完成，既保证了测量成果的客观性和可靠性，同时也大大地降低了测量工作人员的劳务强度；其五，各个测量布设点之间无需完全通视，选择布设点位也不受地形、地貌的干扰；其六，测量布设点位的三维空间坐标可以同步测定；其七，应用GPS技术所花费的建网费用仅仅是常规大地测量技术所需花费建网费用的1/3不到，经济效益更优。

1.2 自动全站仪

在地质滑坡变形自动化监测方面，自动全站仪已经渐渐成为了一种首选的自动监测量技术仪器。通过利用这种自动化全站仪即可以对现场地质情况进行全方位的监测，一般可据根实地情况因地适宜地选择以下两种方式，即固定式全自动持续监测和移动式监测。固定式全自动化变形监测可实现全天候无人值守连续监测，明显具有更为高效、更准确的工作特点。

1.3 三维激光扫描仪

三维激光扫描测距技术在我国已经发展了近二十年时间，但是对于更为新型的非接触式三维激光扫描技术则仅仅在最近几年来跟随着自控控制技术水平的发展和提高而得到更为广泛地推广和应用空间，主要具有检测均衡的特点。三维激光扫描仪的应用相信在未来一段时间内还会得到更为深入的拓展和应用。由于三维激光扫描技术可以在极短的时间内完成对实体形变发生前后表面监测布设点的三维空间坐标进行即时抓取，并最终以“点云”数据的形式被存储于计算机数据库中，从而快速实现了建立三维空间模型的过程，并有效提取点、线、面和体的基本制图数据实现完整的“实景复制”。

2 GPS技术在滑坡变形监测中的应用

2.1 网点布设

监测网点布设由基准网和变形网两个组成部分构成。在基准网点控制中，比较地质滑坡监测点不同时刻观测量和首期观测值之间的坐标差值，即可以判断出地质滑坡体的稳定性。监测网点一般根据滑坡体的特点进行选择，这些网点必需能反映出滑坡体的整体变形方向和量值，同时也需反映滑坡体的范围变形速率。

2.2 数据采集

基准点的外业观测通常是利用至少两台双频接收机，监测点则利用至少六台单频接收机。采用静态相对的定位办法在监测范围内进行数据采集。观测过程中，基准点的观测分为三个时段，每个时段设定为4h，且在一个监测点要保证连续观测2h，并即时采集需要的有效原始数据。

2.3 数据处理

自动化监测技术论文篇（6）

中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-102-02

地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作，其基本内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用情况等。伴随着经济的发展，土地利用状况日新月异，为保持土地利用数据的现势性，土地利用变更调查和动态监测成为了地籍测量工作的一个重要任务。然而，传统土地利用动态监测方法由于其获取数据的速度慢、监测被动等缺点，给测量工作带来很多麻烦。遥感技术的发展推动了土地利用动态监测的发展，本文从遥感动态监测的方法及其优点、缺点及改进方法三个方面阐述了遥感动态监测方法在地籍测量中的应用情况。

1 土地利用动态遥感监测概述

土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动，如农业用地、工业用地、交通用地、居住用地等。土地利用变更调查是指在完成土地利用现状调查和建立初始地籍后，国家每年对土地权属和用途发生变化的土地进行连续调查，全部更新土地资料的过程本质是一种动态监测。在实际工作中，根据不同的应用需求，对相应类型的土地利用信息进行提取，然后测绘出土地利用现状图，通过多时相的遥感数据进行土地利用的动态监测，绘制出土地利用演变图，并测算研究区域内各种用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。

2 将遥感技术与土地利用动态监进行结合

随着遥感卫星的发射与遥感技术的发展，利用遥感技术对地面进行观测，发现和提取土地利用的变化信息成为遥感的一大应用领域。通过遥感技术，可以实现大面积观测，探测器可以在短时间内对较大范围进行观测，这种宏观的观测对土地使用情况及土地利用变化情况的观测极为有利，随着探测器空间分辨率的提高，这一技术对细节的探测能力也得到了提高，可以更加提取出变化的边界，对于不同类型土地面积的量算也更加有利。其次，遥感技术时效性很强，获取信息周期短、速度快，可以及时获取资料，根据新旧资料变化进行动态监测。另外，遥感数据综合性很强，遥感探测器获取的是同一时间内大范围的遥感数据，可以进行综合对比，从而得出综合性结论。综合遥感技术以上的优点，将其与土地利用动态监测进行结合，不仅可以最大限度发挥出自身优势，同时也可以使土地动态监测更加有效。

2.1 多源数据的选取

遥感数据的选取对最终判读精度有重要影响，因此应该根据不同的应用需求选择合适的遥感数据。首先，应根据区域特点及详查、概查的要求，进行地类可判读性及判对率的研究、评价，以确定遥感图像的空间分辨率。其次，应根据研究区的作物的农时历、自然植被的物候期及环境因素的变化确定遥感图像的时间分辨率。最后，还要使用辅助资料，包括地形图、各类专题图等。

2.2 预处理

遥感影像的预处理能减小外界因素的干扰，增强影像的可判读性，有效提高监测的精度。遥感影像的预处理包括几何校正、影像配准、辐射校正、影像融合等工作。其中，遥感动态监测中所涉及的主要技术问题是辐射校正以及几何配准。

引起辐射畸变的原因有两个：一是传感器仪器本身产生的误差、二是大气对辐射的影响。图像配准的实质就是几何纠正，根据几何畸变的特点，采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中。一般有两种方式：图像间的匹配和绝对配准。

2.3 变化信息提取及变化类型确定

传统的变化信息提取方法包括图像目视解译分类技术和计算机自动分类技术。前者充分利用了判读人员的先验知识，分类灵活性较好，但存在定位不准确，效率较低，可重复性差，存在个人差异的缺陷；后者的分类原理主要使用分类地物的光谱信息，基于像元的光谱差异，对地物进行分类，但对于“同谱异物”和“同物异谱”的现象不能做较为理想的处理。

随着传感器空间分辨率的提高，辐射分辨率下降，计算机自动分类技术分类精度下降。图像分割技术的面向对象分类方法在一定程度上可以克服传统计算机自动分类方法的局限。这种方法首先通过分割算法把影像分割为同质像元组成的，大小不同的影像对象，然后利用影像对象的空间特征和光谱特征来进行分类。这种方法充分利用了遥感影像的光谱信息和空间信息，并引入邻近关系等上下文信息，这些丰富的信息使得不同地类的语义差异更加明显，同时，整个地理过程更符合人类认知事物的过程，为提高信息提取的精度提供了条件。

2.4 外业核查

在变化信息提取之前进行外业调查，调查结果可以指导内页工作，若在变化信息提取之后进行外业核查，可以监测内业精度。二者相辅相成。

2.5 精度评定

利用外业核查情况以及内业计算数据，对内外业变化监测的差异记录核实并进行统计分析及精度评定。

3 土地利用动态遥感监测技术的优缺点

3.1 土地利用动态遥感监测技术的优点

遥感技术具有可大面积观测、时效性强、综合性强的优点，将其用于土地利用动态监测，可以同步观测较大范围的土地，得到宏观的土地利用图像，可以方便地进行综合性分析，由于遥感卫星的飞行周期短，速度快，可以在短时间内获取影像，现势性很强，可以及时根据新旧土地利用资料进行叠加分析得到出土地利用变化情况。

3.2 土地利用动态遥感监测技术的缺点及改进方法

遥感手段目前做出的动态变化结果虽能反映一定时间的变化方向和趋势，但定量化研究还不够。在这种情况下可以先用遥感手段发现变化的类型与发生地，起到一个指示的作用，然后利用GPS到实地进行调查、监测、定位与测量，同时监测遥感的精度，将先进的遥感技术与传统的调查手段相结合，以便更好地服务于土地利用动态监测任务。

另外，对于土地利用变化分析，单纯利用遥感手段效率与精度往往不能满足用户的要求，随着GIS的发展，人们可以借助GIS的支持，进行专题信息的叠合分析，可以直接监测变化图斑，进行动态分析，输出动态变化图和统计数据，满足用户不同需求。

4 结束语

本文详细论述了动态遥感监测的过程和方法，介绍了动态遥感监测的优点，同时提出了该技术在土地利用变化监测中的不足，并提出了相应的改进方法。

在今后的地籍测量工作中，应根据不同应用需求选择合适的土地利用变化监测方法，今后还需对土地利用动态变化遥感监测技术和方法进行深入研究，建立起宏观土地利用动态遥感监测体系，为我国土地资源管理提供技术支持。

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自动化监测技术论文篇（7）

一、前言

地理国情泛指一个国家疆域内地理环境的总和，它是大气圈、水圈、生物圈、岩石圈以及生产力布局等自然和人文地理要素的综合表达。从狭义上讲，地理国情是国土面积、地理区划、地表形态、交通网络、江湖分布、土地利用等自然要素的线性描述。地理国情是基本国情的重要组成部分。监测地理国情就是对地理国情进行动态测绘、统计、分析和研究。本文首先分析了我国开展地理国情监测的必要性，并对开展地理国情监测工作的保证措施进行了论述，以供同仁参考。

二、我国开展地理国情监测的必要性

地理国情是制定国家和区域发展战略与规划、开展国民经济统计、调整经济结构布局、应对突发事件的重要数据基础。

（1）地理国情监测是建设信息化和谐社会的需要。地理国情是空间化、可视化的国情信息，地理国情是从地理的角度分析、研究和描述国情，加强对资源环境、生态状况的调查、监测、评估与预测，为国家有关部门提供权威、客观、准确的地理国情信息，提高宏观调控的科学性和准确性，促进从地理空间上合理布局人口和经济活动，优化配置各类资源，促进区域优势互补，主体功能科学定位，国土空间高效利用以及人与自然和谐相处。

（2）监测地理国情是突发事件应急响应的需要。地理国情监测可以客观、公正地监测和统计分析地表自然和人文信息的变化，国家主体功能区规划的实施状态，国家和地方重大工程的进展情况。通过开展地理国情监测，可以快速获得地表植被、土地利用、生态变化、环境演变、城镇扩张等各种地理国情信息，深入揭示经济社会发展与自然资源环境的内在关系和演变规律，为国家和地区制定发展战略与规划、保护生态环境安全，应对突发事件等提供基础资料。

三、我国开展地理国情监测工作的保证措施

（1）加强测绘基础建设是我国开展地理国情监测工作的重要保证。地理国情监测，不仅需要掌握各时期的历史档案数据，更需要快速动态掌握最新地理信息。为此，要加快构建内容丰富、更新及时、服务高效的数字中国，加快实现全国测绘与地理信息服务“一个网、一张图、一个平台”。一是充分利用先进卫星定位技术手段，建设全国统一和共享的卫星导航定位服务“一个网”，提供高精度、高效率的导航定位服务；二是加快实施国家重大测绘工程，积极推动数字省区、数字城市建设，精心组织“一村一图”工程，全力打造全国测绘“一张图”；三是加快国家地理信息公共服务平台建设，把“天地图”打造成国际一流的地图服务网站，尽快建成可为各类用户提供全国乃至全球地理信息“一站式” 服务的“一个平台”。

（2）加快信息化测绘体系建设，提升测绘技术和测绘装备。一是进一步实施“人才强测”战略，加强科技资源整合，着力培育具有核心技术竞争力的测绘科技企业；二是加强测绘基础研究，强化关键技术攻关和成果转化，加快推动测绘工作向自动化、智能化方向转型升级；三是着力研发具有自主知识产权的高性能测绘仪器装备，大力发展我国高分辨率遥感系列测绘卫星。加强无人机，移动测量车系统等高精尖装备建设，显著提升我国测绘生产力整体水平。

（3）加强测绘管理体制和法规制度建设，强化地理国情监测信息的权威性。要加强组织机构和法规政策建设，夯实体制机制支撑，大力推进各级测绘地理信息行政管理机构建设，强化其地理信息管理职能，进一步明确将地理国情监测工作纳入测绘行政管理范畴。强化地理国情监测信息的权威性，还要系统谋划地理国情监测工作，积极推进试点示范，尽快形成“测绘部门主导、有关部门支持”的地理国情监测工作机制。

（4）解放思想、创新管理，更新监测地理国情的思想观念。一是测绘部门要加快测绘发展方式转变，加快调整生产组织结构、产品结构和服务模式、加强对测绘成果的信息挖掘、知识挖掘、主动服务、靠前服务；二是国家有关部门和地方各级政府要坚持科学发展、尊重地理国情、为地理国情监测工作提供强有力的支持配合、共同推动地理国情监测这项利国利民的工作取得良好实效。

（5）地理国情监测的技术支撑。

1）空天地一体化的地理国情监测。现代遥感技术已经构成了一个从航天到航空的立体对地观测网络， 能够获取多空间分辨率、多光谱分辨率、多时间分辨率和多传感器数据。在空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率上分别构成了从粗到细

的金字塔影像。地理国情监测的实现主要依赖卫星轨道运行的复轨观测特性， 航空平台是重要、灵活的补充手段。通过遥感影像，可以获取地物的位置、空间分布、几何形状等信息。

2）动态变化检测技术。变化检测的基本思想主要是基于像素的代数及变换或是基于特征提取。此外， 由于定量的方法可以对同一物理量根据不同时相的观测值进行反演，并根据定量值的差异发现变化。结合 GIS 中的本底数据进行 GIS 引导下的变化检测方法是近年来的另一个新的发展趋势。现有的检测方法在针对特定数据和应用方面取得了相当的理论与方法上的进步， 但是对于数据源、变化检测过程及结果的可靠性问题考虑不够， 很难保证所得监测结果的高可靠性。针对地理国情动态变化检测的现状，本文提出可靠性地理国情动态变化检测技术研究的基本思路： 基于空天地一体化地理国情监测体系获取的高空间和时间分辨率数据， 在可靠性地理配准技术基础上研究地理国情的空间上定量化的变化检测技术、实现地理国情现势信息、变迁信息和综合信息的可靠性提取。主要研究内容应包括： ①多尺度、多时相、多源数据的地理国情动态变化可靠性检测技术。研究影像分割、分类、融合和特征提取等技术， 建立多尺度、多时相、多源数据动态变化检测技术， 实现地理国情空间变化检测；②地理国情物理量化监测方法。研究联系遥感信息与动态地学参量的物理模型， 定量地反演或检测地学或生物学信息在物理量上的动态变化。

3）时空数据动态更新与一致性维护技术。地理国情动态监测数据具有时空变化特性， 需要利用时空数据库动态更新与一致性维护技术进行更新和维护。目前， 空间数据更新的方法主要是利用摄影测量、遥感、GPS 等技术进行快速采集和更新， 更新方法包括时空过程方法、主动更新方法、增量更新方法等。现有的更新方法主要是针对单一数据源， 在单一尺度进行更新， 难以适用于海量、多源、多尺度的地理国情数据快速更新的要求。时空数据合并是地理国情监测数据集成的关键技术。

4）动态监测数据的可靠性综合分析技术。空间分析是指分析、模拟、预测和调控空间过程的一系列理论和技术。随着理论研究的发展，时空数据处理和分析的

应用模型不断深化，已从单一领域的空间数据分析发展到多领域数据的综合分析；从定性调查制图发展到定量化的数理统计分析， 从资源与环境的静态分析发展到动态过程分析；从事物和过程的表面描述发展到对内在规律的探求。

5）可靠性空间数据挖掘技术。空间数据挖掘已成为空间信息领域的研究热点，

并取得了许多重要成果。可靠性空间数据挖掘是可靠性地理国情动态监测的关键技术之一， 可靠性空间数据挖掘的研究主要体现在对不确定性问题的研究上。目前对于空间数据挖掘过程和结果中的不确定性研究还没有引起广泛而足够的重视。事实上， 不仅空间和非空间数据自身具有不确定性， 空间数据挖掘与知识发现过程中也会带来一系列不确定性， 这些不确定性在空间数据挖掘过程中不断积累， 从而可能会导致挖掘出来的空间知识具有较大误差甚至是错误。

6）地理国情可视化技术。地理国情信息是空间化、可视化的国情信息，地理国情可视化是以可视化的理论和方法为基础，针对地理国情的空间分布特点和时空变化特点，将海量的地理国情信息以直观的、视觉化的形式展现出来，并进行可视化分析，从而为地理国情监测的分析和决策提供友好的可视化交互环境。主要研究内容应包括：①地理国情监测数据的多尺度可视化表达方法，针对地理国情监测数据的多源、多尺度特点， 将多源地理国情监测数据进行信息融合， 基于多尺度理论和科学可视化理论， 研究地理国情监测数据的多尺度可视化表达方法；②地理国情监测信息的多维可视化分析方法，地理国情监测数据具有海量、多维特性， 需要研究地理国情监测数据在二维空间（x，y）、三维空间（x，y，z）， 乃至四维空间（x，y，z，t）或高于四维的超维空间中进行可视化分析， 充分利用计算机的科学可视化能力， 以及人的视觉感知和超维思维能力， 研究地理国情监测数据在多维空间的可视化及人机协同分析方法；③地理国情监测时空变化信息的动态模拟技术。地理国情监测数据具有动态变化特点， 研究地理国情监测信息的时空分布和变化规律， 研究基于虚拟现实和仿真技术的地理国情动态变化视觉模拟和再现方法。

7）地理国情监测中的 GNSS 和手持终端技术。GNSS（全球导航卫星系统）是一个综合的卫星导航系统，包括GPS， GLONASS， Compass， Galileo 等在内的综合星

座。GNSS具备全天候连续提供全球高精度导航的能力。因此， GNSS是地理国情高精度监测的重要技术手段。事实上， 卫星导航及其终端技术已经广泛应用于测量、定位与导航等领域。但随着卫星数量不断增加， GNSS网络不断完善， 应用层面上对数据精度要求也在不断提升， GNSS及其手持终端技术在地理国情综合监测中的可靠性与完备性有待进一步的提高。针对地理国情动态监测对数据实时动态获取的要求， 为使 GNSS及其手持终端在地理国情监测中的发挥更加有效的作用， 需要从以下几个方面展开研究： ①GNSS 数据评估技术， 分析评估 GNSS 数据的质量以为空间决策提供高可靠性监测数据；②GNSS数据融合技术， 通过融合GNSS中各导航系统的数据以减少或消除单一星座系统的误差， 从而提高地理国情监测的可靠性；③手持终端监测数据的传输技术， 手持终端具有存储容量小、计算性能相对较低的特性， 在地理国情监测中如何实时将手持终端监测

的数据传输到数据中心与本底数据进行配准、融合和叠加分析是地理国情监测中需要解决的关键技术问题之一。

8）地理国情总体动态评估技术。由于地理国情的复杂性、综合性和非线性， 地理国情各部分的情况是不能直接相加和对比的， 这就为地理国情总体动态测定和评估带来了一定的困难性。因此， 建立可客观、定量化评价可靠性地理国情

总体动态综合评价模型和评价方法， 是实现可靠性地理国情的定量化分析、内在联系分析及其综合判断的关键技术之一。

四、总结

当前，国家正在大力开展主体功能区建设，将国土空间分为优先开发、重点开发、限制开发和禁止开发四大类。测绘部门利用长期积累的基础地理信息和现代测绘技术手段，为主体功能区的建设和事关国计民生的重大地理要素进行监测，记录并描述建设过程中产生的地表变化现象，对重大工程、重要项目的实施效果进行科学评估，为推动我国经济社会科学发展作出新的更大贡献。

参考文献

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自动化监测技术论文篇（8）

一、绪论

变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。

所谓变形监测，就是利用测量仪器及其他专用仪器和方法对变形体进行监视、观测的工作。变形监测又称变形测量或变形观测，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段，是工程测量学的重要内容。变形监测的对象是多种多样的，从地表到各种工程的建(构)筑物，一切关系到人们生活、生产的实物对象都有可能成为变形测量的对象。

引起变形体变形的原因很多，主要可分为外部原因和内部原因两方面。如:外部原因有使用中的动荷载、振动或风力的影响、地下水位的升降等;内部原因有设计不够合理、施工质量差、施工方法不当等。正确分析(可能)引起变形体变形的原因，对变形监测方案的设计、实施，变形监测后期数据的处理及分析预报是非常重要的。

二、变形检测技术概述

变形监测技术包括常规大地测量技术、特殊变形测量技术、摄影测量技术和GPS技术。在20世纪80年代以前,变形监测主要是采用常规大地测量和某些特殊测量技术。常规大地测量,是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值,其优点是:①能够提供变形体整体的变形状态;②适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境;③可以提供绝对变形信息。但外业工作量大,布点受地形条件影响,不易实现自动化监测。特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量,它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点,但通常只能提供局部的和相对的变形信息。

GPS技术的应用给测量技术带来了一场深刻的革命。GPS技术是监测地壳形变和板块运动的有效手段。我国在利用GPS进行地壳形变监测方面起步较早。从1990年开始,先后建立了多个全国性的GPS监测网(包括中国地壳运动观测网络、国家GPSA级网等)和主要活动带的区域性GPS监测网,进行了多期的复测和连续观测，并利用这些资料首次建立了定量的中国大陆及其周围地区地壳运动的速度场，给出了中国大陆地壳水平运动的基本特征,得到了中国地壳水平运动呈现明显的非均匀性，西强东弱,西部地区的地壳运动受印度板块强烈冲击呈现南北向缩短、东西向伸展、有明显块体特点等重要结论。

三、GPS数据处理在变形检测中的应用分析

1、GPS 变形监测网静态平差。GPS变形监测网的静态平差是把各期的外业观测数据分别进行平差，解算时并不考虑相邻两期观测数据之间的动态参数。在各种变形监测工程中，针对周期性重复测量模式，一般采用静态平差法；而对于不同的变形体和不同的监测环境，可分别选择经典自由网平差、秩亏自由网平差和拟稳平差进行整网的平差解算。

2、GPS监测网变形分析基准的统一。周期性重复测量模式下 GPS 监测网观测是分期进行的。由于各种误差源的影响，导致各期基线向量之间可能存在系统性尺度和方位上的差异，如果解算时不考虑这种偏差，就有可能将其当作变形值来处理，从而导致变形分析结果出现错误，也就不能提供正确的决策依据。因此，解算时必须统一方位基准和尺度基准，常用的方法有多项式拟合法和坐标系统转换法等。

3、建立GPS变形监控在线实时分析系统。对于大坝、大型桥梁、高层建(构)筑物、滑坡和地区性地壳变形监测,研究建立技术先进而又实用的GPS变形监控在线实时分析系统是一个重要的发展趋势。这种系统由数据采集、数据传输和数据处理与分析等几个主要部分组成,可以使监测数据得到及时地分析和处理,从而实时地评价变形的现状和预测其发展趋势,为灾害发生的可能性分析与预报提供科学依据,这对处于活跃阶段的滑坡体变形及断层的相对运动监测具有特别重要的意义。由于建立连续运行的GPS网络系统进行大坝和滑坡等变形监测,成本较为昂贵,因此,研究低成本的GPS一机多天线变形在线实时监测分析系统也一个颇有实际意义的研究方向。

4、建立“3S”(GPS、GIS、RS)集成变形监测系统。随着计算机技术、无线电通讯技术、空间技术及地球科学的迅猛发展,“3S”(GPS、GIS、RS)技术已从各自独立发展进入相互集成融合的阶段。“3S”技术集成,可为分析、研究包括变形信息在内的各种灾变信息之间的相互关系提供技术支撑,特别是时态GIS(TemporalGIS,简称TGIS)技术的应用,它可以描述四维空间的地质现象,除具有一般GIS的功能外,还能够记载研究区域内各种地质现象随时间的演绎过程,这对滑坡等地质灾害的监测预报具有非常重要的作用。因此,研究“3S”集成变形监测系统,也是变形监测技术的重要发展趋势之一。

5、建立GPS与其他变形监测技术集成组合的综合变形监测系统。为克服GPS技术用于变形监测的不足和局限性,根据变形监测的对象和目的,将GPS与其他变形监测技术(如IN2SAR、摄影测量和特殊变形测量技术等)集成组合形成综合变形监测系统,可实现不同监测技术之间的优势互补。例如,将GPS与INSAR集成组合成GPS/INS变形监测系统,可从离散点位测定进入到四维形变场(x,y, z, t)的整体动态精确测定,使GPS变形监测技术应用范围更加广阔。现在GPS等空间测地技术不仅可以应用于水库大坝及各种滑坡的精密外观形变监测,而且已经用于研究板块运动、亚板块运动等问题,这在过去是不敢想象的。

四、结束语

GPS以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在地壳形变和工程及灾害监测中的应用将越来越广泛。GPS用于变形监测，其总的发展趋势是针对不同的监测对象和监测目的，研究建立技术先进而又实用的GPS在线实时监测分析系统和基于GPS与其他技术(GIS、RS、IN2SAR、摄影测量和特殊变形测量技术等)集成组合的综合性的变形在线实时分析系统。GPS应用于大坝和滑坡体等的外观变形监测，与传统的地面测量技术相比有其独特的优越性,但是成本亦较为昂贵。

参考文献

自动化监测技术论文篇（9）

中图分类号：TV 文献标识码：A

我国水资源非常的丰富，全部河川年径流量约为2780Gm3，可开发的理论蕴藏量约是378GW，位居世界第一。到目前为止，我国大约已建成了8.7万座水库堤坝，但是绝大部分都是20世纪中期建成的，还有一部分，是人民群众自己建的，这些原先建的水库堤坝很多存在安全隐患，而且由于年代远，很多处在危险阶段，若是管理不善，很有可能造成巨大灾害，因此一定要加强水库堤坝的表面变形监测。

1、常用大坝表面变形监测技术。

目前我国的大坝安全监测主要依据《混凝土坝安全监测技术规范》和《土石坝安全监测技术规范》。

《土石坝安全监测技术规范》把大坝的监测分为内部变形监测、表面变形监测、裂缝及接缝监测以及岸坡位移监测。

文章所提表面变形监测主要的监测方式是水平位移监测（又称横向位移监测）以及竖向位移监测。竖向位移监测常用的方法是精密水准法以及连通管法，常采用钢尺进行测量，也开采用光电测距仪进行测量。横向位移监测方法主要包括视准线法，这种方法的使用前提是大坝允许采用三角网前方交会法来增设一些工作位点。

《混凝土坝安全监测技术规范》主要把大坝的变形监测分为了坝体变形监测、坝基变形监测、滑坡体的位移监测等。

2、目前已经提出的大坝表面变形监测新技术。

目前国内的水库大坝等多是以前建造的土石坝（约占总量的90%），对于土石坝来说，很容易发生变形，而且变形量通常比较大，目前我国在这方面的监测精度比较低，测量技术也非常有限，常采用视准线法以及人工进行的位移监测，方法虽是非常的简单，所用费用也比较少，但自动化水平确实十分低，而且在实际应用中还存在一个难题就是在比较大型的水坝进行变形监测时，需要建立的平面和高程监测基准网比较多。

随着科技的发展，新型的大坝表面监测自动化系统很有可能很快得到实现，目前在这方面已经提出了通过固定式全自动化变形监测系统以及流动式半自动变形监测系统来进行大坝表面变形监测。

流动式半自动变形监测系统可以用于边角观测以及变形后的边角交会测量，水坝一般采用的TCA 系列全站仪可实现自动识别棱镜目标与照准，因此可以很好地实现自动化监测，但是在使用时，因为需要观测的水坝站点比较多，仍然需要人工进行搬运设备，工作过程中劳动强度较大。

综上此方法监测技术已经比较成熟，设备也比较的具有现代化，该系统的硬件设施主要包括TCA 全站仪、单棱镜组以及其他的一些硬件设施；软件系统主要是TCA1201全站仪机载软件以及变形数据处理平差软件，TCA1201全站仪机载软件一般用于监测一些基准网点还有一些位移监测点，另外这个软件的设置要符合国内现行规范的要求，变形数据处理平差软件一般用于精度分析、观测数据平差处理以及一些变形的稳定性分析。流动式半自动变形监测技术已经比较成熟，目前已被应用到很多的如在二滩、李家峡等大型水电大坝变形监测中。

从字义上看，固定式监测系统的最大特点便是“固定”二字，事实也是如此，与流动式监测系统不同，它的测量变形设备如TCA 全站仪、GPS、Nivel200等是固定在监测点上不动的，因此需要建立一个特定的有防护作用的观测房，该系统的主要配置也分为硬件配置以及软件配置，硬件配置包括1 台或是多台监测设备（设备通常是TCA 全站仪、Nivel200以及地质传感器等）、单棱镜组、设备的供电设施设备、监测所用的具体仪器以及远程通讯设备和上述所说的观测房；软件配置主要包括徕卡GPS Spider 软件以及GeoMoS 变形自动化监测软件，徕卡GPS Spider 软件主要是用来保存原数据、处理GPS数据以及管理GPS传感器，GeoMoS 变形自动化监测软件主要是用来管理变形测量设备，并帮助实现系统运行消息输出等工作。

3、新型大坝表面监测技术应用实例。

本文所选用的事例是浙江省杭州的青山水库，主要建立了4个点来为大坝的表面变形监测提供数据。

基准网野外观测采用的均是TCA2003 自动化全站仪，测站则是采用了人工观测与自动观测相结合的方式，变形观测点共布置了4排观测标点以及6个观测横断面，4排观测标点分布在大坝的上、中、下游，另监测溢洪道变形时有设置了6个变形观测点，也就是说变形监测标点总共设置了30个，每一个变形监测标点都可以左右观测，所有变形监测标点每周的观测时间大约在13min左右，各基准点的三维坐标测量误差都小于1mm。

本文的大坝新型表面变形监测系统建立时，主要分为建筑工程的设备以及整个安装工程。建筑工程是安装工程的前驱部分，包括了工作基点房的布施、各种观测墩的土建设置以及棱镜的保护装置等，而采用的设备以及安装工程如图1所示。

图1 设备以及安装工程

数据采集设备 系统软件

TCA2003 自动化全站仪 控制网自动观测软件

全站仪供电设备 控制网三维平差软件

数据电缆 GeoMoS 监测软件

徕卡原装单棱镜及配套设备 数据接口软件

强制对中基座 专用数据分析软件

通讯以及控制设备主要包括通讯光缆、光端机及配套设备、光缆套管、控制机房供电设备、计算机与打印机、各种避雷器、维护工具与各种备件。变形数据的分析软件是设计人员采用SQL数据库，自己编制的，目前在这个大坝的变形监测管理系统中，内部变形监测技术已经非常的成熟，但是在表面变形监测中还有些滞后，仍然有很长的路要走。

【结束语】：

综上所述，本文主要描述了常用大坝表面变形监测技术手段的优缺点，并介绍了自动监测新技术的应用，目前这项新技术的应用还处以初期阶段，不能满足水库大坝实现全面自动化管理，这项技术的使用仍然需要更多的人员来研究。

【参考文献】：

自动化监测技术论文篇（10）

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