變形監測的案例
隧道變形在線監測過程中應用的光纖應變傳感器
隧道及地下工程圍巖的變形破壞主要有巖爆、坍塌和大變形。巖爆是一種硬巖在高地應力下的脆性破壞；坍塌和掉塊是圍巖受一定結構控制下的局部變形破壞現象；而圍巖大變形可以界定為除了巖爆運動脆性破壞和圍巖松動圈中受限于一定結構面控制的坍塌、滑動等破壞以外的圍巖變形破壞，其特點是具有累進性和明顯時間效應的塑性變形破壞。有拱頂的沉降變形，相應的就會有偏壓引起的拱腳、側墻的變形，膨脹系數大的圍巖還會有仰拱變形隧道是埋置于地層內的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式。隧道可分為交通隧道，水工隧道，市政隧道，礦山隧道。
隧道監測的目的 :
隧道施工中的監控量測是保障工程建設的安全、質量、地面車輛以及沿線建筑和管線正常運行的重要手段。
監測目的大致分為：
掌握監測工程對周圍環境的影響，主要為地表沉降，地上建筑物沉陷等。
掌握圍巖在施工中的動態，控制圍巖變形，指導施工作業。
確認支護參數和施工方法的合理性、準確性，為初期支護和二次襯砌設計參數的調整提供依據，驗證支護結構效果。以便及時確定施工對策和措施，以確保安全地施工。
校核地下工程理論計算結果，為理論解析、數值分析提供計算數據與對比指標；為優化設計提供依據，保證隧道既穩定又經濟。通過量測了解該工程條件下所表現、反映出來的一些地下工程規律和特點，為今后類似工程或工法本身發展提供借鑒、依據和指導作用。
隧道洞內外觀測:
在每個開挖面進行，特別是在軟弱破碎圍巖條件下，開挖后由隧道工程師和地質工程師立即進行地質調查，觀察后繪制開挖工作面略圖（地質素描），填寫工作面狀態記錄表及圍巖級別判定卡。
開挖后未被支護圍巖的觀測，如節理裂隙發育程度及其方向；開挖工作面的穩定狀態，頂板有無坍塌；涌水情況：位置、水量、水壓等；底板是否有隆起現象。
展開 鐵路線橋隧站各種工程坐標系的建立方法
圖1 站場基線示意圖
5 變形監測中的坐標系
在鐵路工程中，常常要對路基、橋梁、隧道等構筑物以及影響鐵路線路的滑坡體、高路塹邊坡、采空區等進行變形監測，在這些變形監測中，通過合理建立平面坐標系，不僅可大大方便計算，而且可以優化測量方法，下面以對高路塹邊坡進行地表的變形監測為例進行說明。高路塹邊坡變形監測可分兩部分進行，一部分為垂直位移監測，另一部分為平面位移監測。垂直位移監測使用高精度水準測量來進行，即可準確測量出其沉降情況。
由于高路塹邊坡都沿鐵路線路，分布在線路一側或兩側，其平面和垂直位移一般均向下垂直鐵路線路中線方向進行，根據其變形特點，可以將平面位移變形監測傳統的測角、測距簡化為以距離測量為主來進行，具體方案為：在線路中線上布設觀測基點，對應里程處設置觀測斷面，為方便計算和直觀表示邊坡體觀測點的坐標及向鐵路中線的位移情況，如圖2所示建立平面獨立坐標系，坐標系的縱軸（Y軸）選近似平行于線路中心的方向，橫軸（X軸）選垂直于線路的方向建立平面直角坐標系，坐標原點O可定義為X為對應線路里程值，Y可定義為0。如從X可以看出是對應線路某個里程位置的觀測點，從Y值可直接看出其距中線的距離及變化情況，用正負表示可區別位于線路的左右側。外業觀測可選用高精度全站儀來進行距離測量即可，應用此方法也克服了短距離測角誤差對平面位移監測的影響，從而保證了變形監測的精度。
圖2 變形監測平面獨立坐標系
6 結束語
在鐵路工程測量中，還有在曲線測量、斷面測量等測量中也經常建立獨立的平面坐標系，通過設計建立各種不同的平面坐標系統，對控制投影變形，方便計算和施工放樣，優化測量方案，保證測量精度，直觀表現工程現狀等起到了十分重要的作用，滿足了鐵路工程測量中不同應用目的的需要。
來源：鐵路測繪
展開 結構變形監測與三維實時渲染技術
我們采用VTK庫實現機翼三維變形的刷新以及變形云圖的渲染。
工作室自研的多源數據采集平臺
可能的數字孿生方向
對于數字孿生，除了概念之外，我們首先要確定它應該用什么用途，可以為我們解決哪些現實問題。
單就上述案例而言，盡管我們使用了插值手段得到了翼面的變形分布，但是和仿真相比，實測點畢竟還是少數。為此我第一個能想到的就是引入仿真結果，作為非實測點的補充，以提升插值精度。
其次，實測的數據可以用于驅動仿真。此時我們可以同步接入有限元求解器，將實測數據作為邊界條件加載到有限元求解器中，以更準確的評估結構受力。這樣試驗與仿真雙方在分級加載推進過程中，互相融合，彼此促進。
綜合來看，未來一定是要有自己的采集模塊、渲染模塊、求解器模塊，以提升結構試驗的整體水平。
我們團隊的技術基礎
本團隊長期從事結構試驗、復合材料力學、CAE仿真、人工智能、工業軟件（含工業軟件）開發，能夠獨立完成數據采集、數據庫、有限元求解器、材料本構、圖像識別、軟件平臺的開發。
展開 水利工程中現代測繪技術應用
GIS是水利工程建設中選址、構圖、施工及后續監測管理中的重要數據分析工具，它主要應用于工程設計、構圖階段，輔助工程設計人員切合實際地完成工程圖紙的測繪，在現代大型工程施工中被廣泛利用。如調水工程選線及環境影響評價、梯級開發的淹沒調查等。
2．2 數字地圖在水利工程管理中的應用
地形圖在水利工程建設中起著重要作用，表現為:確定水利設施建設的位置與范圍、水庫的淹沒界線、匯水面積;測量水利工程的高程、坐標等;輔助有效繪制斷面圖。它主要通過全自動的測圖系統等數字化設備，再經過計算機處理后構建數字模型與地圖，獲得以上信息，并可以根據模型或地圖上的任意一點坐標獲得該點高程，進而完成斷面圖以及建筑物的設計。數字地圖與傳統地圖不同，更強調精確構圖和成圖比例的恰當、合適。
2．3 電子平板儀在水利工程管理中的應用
電子平板儀在水利工程建設中主要用于地形圖測繪，它將地表構成用特定符號按一定比例繪制在地形圖中并制成不同比例的水利工程地形圖。它利用常用測繪設備采集測繪點的相關信息，簡化了測繪步驟、程序，提升了測繪質量，它具有以下測繪優勢:成圖以點為呈現方式，密度低;易于攜帶，是其他地圖繪制的基礎;數據處理方便;測圖過程不受圖幅分幅影響，圖幅拼接誤差低。
2．4 變形監測技術
常見的變形監測技術主要有大地、基準線、液體靜力水準測量法3種。大地測量法是一種經典的方法。它的理論與應用都比較成熟，測量數據可靠，操作費用較低，不過觀測時間較長，勞動強度較高，測量精度易受觀測條件影響;基準線測量法則是變形監測中的常見方法，主要應用于近壩區巖體、高邊坡等坡體水平位移的監測;液體靜力水準測量法目前發展較快，適用于壩體高程觀測及傳遞，可同時獲取多個監測點高程。
展開 
2025粵港澳大灣區（廣州）邊坡與基坑檢測展覽會
破振動儀、讀數顯微鏡、裂縫檢測儀、裂縫測寬儀、預應力檢測儀、動態應變采集設備、全站儀、變形計、水準儀、加速度計、拾振器、頻率讀數計、錨桿質量檢測儀、錨桿拉拔計、周邊收斂儀、碳化深度測量裝置、拉線式位移傳感器、北斗衛星定位系統GNSS、邊坡表面變形北斗監測系統\導輪式固定測斜儀、孔隙水壓計、拉線式位移計、溫濕度傳感器、雨量計、錨索計等監測設備
3.基坑監測展區：基坑自動化監測系統：應變計、軸力計、鋼筋計、深層水平位移監測、加速度計、智能溫濕度計、陣列位移計、地下水位監測、孔隙水壓計、位移監測、全自動機器人、支護樁（墻）、邊坡頂部豎向、靜力水準儀、全自動機器人、裂縫計、水位計、水壓計、錨索計、荷載計、水準儀、表貼式應變計、單點位移計、埋入式應變計、微型測斜以、通道采集儀等
4.地質檢測及超前預報：全方位邊坡穩定監測雷達系統 、地質崩滑報警雷達系統、地質雷達、地質探測儀、TSP地震探測儀、地質超前預報系統等；
展開 需要暴雨天氣安全“指南”的不僅僅是個人
千尋位置充分利用北斗高精度定位、統一時空基準和短報文通信等能力，甚于自主研發、云端圖一體化的數字李生核心產品，聯合行業頂尖合作伙伴，為不同應用場景打造了五大智慧水利解決方案：
1、中小水庫雨水情測報和安全監測解決方案
2、水利水電工程北斗/GNSS自動化變形監測解決方案
3、水利數字孿生地理空間數據底板解決方案
4、中小流域防洪、城市防汛防澇綜合解決方案
5、水環境智慧化管理解決方案
以上方案既能對硬件設備進行改造升級，如應用遙測終端、傳感器、北斗終端、視頻監控等強化感知能力，也提供融合數字孿生三維數據加工技術，實現大規模三維數據處理后流暢加載及高清瀏覽，具備數據處理、輸出能力，以及預報、預警、預演、預案功能的智能化管理平臺。通過對感知層、傳輸層、支撐層、應用層的多重升級，提高用戶防治水患的能力。
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展開 柔性曲率傳感器研究取得重要進展
在人體運動監測方面，人體表面主要變形模式為拉/壓變形和彎曲變形，而且都是大變形。對于適用于柔性可穿戴設備的監測拉/壓變形的柔性傳感器，已經有很多相關研究；但對于彎曲變形（曲率或彎曲角度）監測，之前主要有兩類方法：1）采用應變傳感器替代，如圖1a所示，這種方式要求傳感器與人體完美粘合，一旦產生滑動，測量結果毫無意義，而這種粘合方式對于用戶來說是難以接受的，所以不適用于實際的可穿戴設備；2）采用光學辦法，設備復雜，不具有便攜性，也不適用于可穿戴設備。
圖1. （a）應變傳感器與（b）曲率傳感器用于關節彎曲變形監測的優劣勢
近日，中科院力學所科研團隊與大連理工大學及北京航空航天大學合作，從力學結構設計出發，研制了適用于可穿戴設備的薄膜貼片式柔性曲率傳感器。該傳感器可以精確測量被測曲面的動態彎曲曲率和彎曲角度，而且其彎曲測量結果不受拉伸變形的影響，所以在實際應用過程中，不要求傳感器與被測曲面完美粘合，只需要貼合（允許小范圍滑動，如戴手套或穿緊身衣的方式）即可，如圖1b所示。可見，該傳感器非常適合與穿戴服飾集成，可應用于關節彎曲監測、手勢識別、坐姿監測等柔性智能穿戴設備，如圖2所示。
圖2. 曲率傳感器用于手勢識別和坐姿監測
該工作相關論文近日在Advanced Materials Technologies上發表（Adhesion-Free Thin-Film-Like Curvature Sensors Integrated on Flexible and Wearable Electronics for Monitoring Bending of Joints and Various Body Gestures.
展開 北方多地暴雨引思考：如何降低暴雨負面影響？
比如千尋位置提供的中小水庫雨水情測報和安全監測解決方案、水利水電工程北斗/GNSS自動化變形監測解決方案、中小流域防洪、城市防汛防澇綜合解決方案等，就為湖北鄂州、廣西龍灘、安徽銅陵等地提供了專業服務，利用北斗高精度定位、監測傳感器、短報文通信、數字孿生等設備和技術，為當地防治暴雨在內的水患提供了有力支持。
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智慧水利建設進展：北斗技術應用成果大揭秘
基于北斗時空智能技術，千尋位置以智慧水利建設頂層設計和客戶需求為牽引，充分利用北斗高精度定位、統一時空基準和短報文通信等能力，以及自由研發、云端圖一體化的數字孿生核心產品，聯合行業頂尖合作伙伴，為水利工程安全監測、水環境管理、流紋防洪、城市防澇等應用場景提供五大創新型解決方案：
1、中小水庫雨水情測報和安全監測解決方案
2、水利水電工程北斗/GNSS自動化變形監測解決方案
3、水利數字孿生地理空間數據底板解決方案
4、中小流域防洪、城市防汛防澇綜合解決方案
5、水環境智慧化管理解決方案
安徽銅陵市智慧防汛系統
以上方案已在廣西龍灘水電站、紹興上虞區、安徽銅陵市、山東濟寧等地順利落地，并取得良好成效，成功用北斗時空智能技術為當地水利行業賦能，助力水利數字孿生建設。
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展開 杭州市“3·21”基坑坍塌事件參建單位被相關部門約談
二要全面排查整改，要深刻汲取教訓，舉一反三，落實深基坑變形監測和周邊堆物管理，加大對地下暗挖、盾構施工、頂管作業等事故易發環節的檢查整改力度。
三要推行安全生產標準化，完善安全生產標準體系，嚴格內部安全管理流程，提高現場安全管理規范化水平。
四要強化監管責任，各級建設主管部門要認真履行監管職責，消除選擇性執法、“寬松軟”等現象，保持高壓態勢，全力遏制重大安全生產事故，為建黨100周年和“十四五”開局提供強有力的安全保障。
廳質安處、杭州市建委負責人參加了會議。（廳質安處 供稿 編輯 蔡璟瑾）
【來源：浙江省住房和城鄉建設廳】
本文圖片、文字等來自網絡，版權歸原作者，
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展開 視覺測量中的折光問題
1 概述
以DIC為主的視覺測量技術已經是結構物變形非接觸測量的首要選擇，而隨著測量對象的體量越來越大，DIC已經開始應用于現場的大型結構遠距離變形監測，如大型橋梁和建筑物[1, 2]，甚至觀測距離已經達到1km，位移測量精度已經達到2mm，但是其中的折光校正問題卻很少被提及，測量時間也只是短時間的，這其中有土木人員對折光的認識不充分的原因，也有視覺測量中遮光問題太過復雜的原因。本文將詳細闡述視覺測量中折光現象。
2. 大氣折光現象
基于視覺的測量方法都需要利用感光傳感器獲取物體反射或輻射出來的光，然后利用圖像處理方法獲得測量對象的位移。物體反射或輻射出來的光在均勻介質中的傳播是一條直線，但是當介質不均勻的時候，光的傳播路線不再是一條直線。
在太陽高度角的變化過程中，地面和空氣中的溫度會呈現大致周期的變化，且空氣的溫度與距離地面的高度具有一定相關性。當光的傳播路徑上的溫度梯度不為0時，光線會沿曲線傳播，當溫度梯度恒定時，曲線的曲率也是恒定的。實際的情況往往更加復雜，比如風、地面植被、空氣湍流的影響，這些因素會導致光的路徑異常復雜。在太陽強烈的時候，折射異常明顯，除了折光現象，在相機中看到的畫面會有影跳的現象，這實際上說明折光有高頻成分和低頻成分，這兩種情況只能分別處理。
以DIC測量方法為例，本人進行過100m測距下的長時間觀測實驗，實驗數據如下，相機與觀測標志的高差在小于50cm，一共觀測了十來天，這是其中一天的數據，而且光照強度不是非常大。在一天中，測量對象的漂移是非常大的，會極大的影響測量結果的準確性。在近距離下有熱氣流影響的DIC位移測量試驗中，DIC的測量誤差明顯受到熱氣流的影響[3]。
3.
展開 
"滑坡體識別與監測預警關鍵技術研究及應用" 科技成果評價會在京召開
該項目由中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司牽頭，聯合華能瀾滄江水電股份有限公司、武漢海達數云技術有限公司、云南華力創通科技有限公司組建研發團隊，針對滑坡體識別與監測預警關鍵技術，依托紅石巖堰塞湖滑坡體、瑞麗江一級水電站進水口滑坡體等多個水電工程大型滑坡體進行了深入研究，通過綜合調查、技術研究、儀器研發和工程應用相結合的方法，在滑坡體的綜合物探、變形監測、安全綜合評價與分級預警、信息化平臺等方面取得了一系列創新性成果，授權專利16件、軟件著作權11項，發布標準1部，創新成果的應用可在無擾動的情況下快速準確、高效低成本地實現滑坡體的性狀識別、動態監測、安全評價及預警，在邊坡應急搶險，反饋設計、指導施工、專家決策、穩定治理、安全評價及保障工程安全等方面意義重大，社會經濟效益顯著，推廣應用前景廣闊。
評價委員會專家聽取了項目組的匯報，審閱了相關資料，經質詢討論和評議，評價委員會一致認為，該項目研究成果總體上達到國際先進水平，在水電站大型滑坡體監測的InSAR應用技術研究方面達到了國際領先水平。
展開 關于滑坡防治，這些知識不可不知
滑坡監測技術是為研究滑動巖土體及防治工程結構的穩定性與安全性，采用一定的技術手段安裝或埋設儀器設備，對巖土體或工程結構物的穩定性狀態及變化規律進行動態化測試和評估的應用技術。其目的和任務為監測滑坡時空域演變信息、誘發因素等，最大程度獲取連續的空間變形數據。應用于地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。目前主要的滑坡監測方法按照監測的內容大致可以分為：地表變形監測、環境因素監測、內部變形監測、支護結構監測、巡視監測。
由自然資源部中國地質調查局探礦工藝研究所設計制造的GS型光纖光柵地質災害監測系統，是一款高精度、高分辨率、多功能、多通道的監測設備系統，主要用于滑坡地質災害及其他巖土工程的多參數（推力、位移、溫度、應力、應變等）的監測，為地質災害監測預警提供可靠依據。該監測系統利用光纖光柵的反射中心波長隨光纖光柵所受的應變或溫度的改變產生移動，其波長移動量的多少直接反映應變或溫度大小的工作原理。利用光纖光柵封裝結構的變化，實現應變、應力、推力、溫度、位移等多種參量的測試；對多個光纖光柵的中心波長進行排布上的設計，則實現多點的準分布式測量。
滑坡的預警預報是根據滑坡發展的四個階段，即勻速變形階段、初加速階段、中加速階段、臨滑階段分別設置不同的閾值來進行的。從滑坡預報發展階段來講，已經歷了從現象預報、經驗預報到統計預報、灰色預報再到非線性預報的歷程，目前已進入了根據檢測反饋信息進行實時跟蹤動態預報，以及將定性預報、定量預報以及現代數值預報技術有機結合的綜合預報階段。從技術方法角度，已從手工、經驗預報，到開發基于理論預報模型的滑坡預報系統，發展到基于GIS平臺，借助于專家系統的思路和方法，開發滑坡綜合預測預報系統的階段。
展開 測繪工程三大專業方向分析
本學科以精密工程測量、變形監測理論與方法、空間信息測量學理論與應用和多系統定位信息融合理論與方法為主要特色和研究方向，研究和解決各種有特殊精度要求的測量技術和測量方法，建立大型工程測控理論與監測技術；研究各種安全監控模型和監測系統的網絡化理論，建立安全監控信息管理系統及專家評判系統；研究衛星導航和精密定位技術，建立多系統定位信息融合模型與方法等。
主要研究方向
（1）現代大地測量理論與方法
（2）精密工程測量理論與技術
（3）安全監控理論與技術
（4）衛星導航與定位
（5）多系統定位信息融合理論與方法
就業前景
大地測量學與測量工程是一門實用性很強的學科，畢業后主要到國民經濟各部門從事國家基礎測繪建設、陸海空運載工具導航與管理、城市和工程建設、礦產資源勘查與開發、國土資源調查與管理等測量工程、地圖與地理信息系統的設計、實施和研究，環境保護與災害預防及地球動力學等領域從事研究、管理、教學等方面的工作。
主要就業去向
(1) 高等院校相關專業的教學和科研工作；
(2) 在國土、城市、礦業、電力、水利、通訊、地質、交通、林業、環境、海洋、計算機、信息、建筑等的規劃、勘測設計和技術管理工作；
(3) 政府相關部門的技術管理和領導工作；
(4) 大型公司和企業的技術開發和技術管理工作。
專業方向2：攝影測量與遙感
專業介紹
攝影測量與遙感（學科代碼：081602）是一級學科測繪科學與技術學下的二級學科。攝影測量與遙感學科隸屬于地球空間信息科學的范疇，它是利用非接觸成像和其他傳感器對地球表面及環境、其他目標或過程獲取可靠的信息，并進行記錄、量測、分析和表達的科學與技術。
展開 南京大學特聘教授施斌：引領地質工程，推動國家建設
在原理上，傳感光纖猶如人體感知神經，可對大規模巖土工程與地質災害進行遠程、長距離、長周期、連續監測，解決常規點式和電測類技術無法滿足的監測需求，但要實現其實際的監測功能，在理論和技術上極富挑戰性。
傳感光纜的感測性能取決于纖芯、包層、涂覆層和基材之間的耦合性。施斌建立了傳感光纜多層結構力學模型，剖析了高彈模纖芯與低彈模涂覆層和護套之間的應變傳遞能力，提出了以應變傳遞系數為依據的傳感光纜感測性能評價標準。
傳感光纜與被測巖土體之間的耦合性直接影響光纖的監測結果。施斌建立了纖—土界面變形協調及漸進性破壞力學模型，以局部應變軟化為基礎，提出了纖—土耦合時效判據，建立了光纖測值可靠性評價標準。
土體水分場長距離原位監測是一個世界性難題。施斌提出以線源熱耗散原理的水分場光纖監測方法，建立了土水熱傳導分段函數模型，解決了水分和滲流場光纖監測的理論瓶頸。
石英光纖的應變可測范圍一般為±1.5%。施斌采用差異變形轉換模型，建立了基于精巧換能結構的多尺度變形與光纖小應變間的關系，提出了光纖大變形監測原理。
國際橋梁維護與安全協會創始人Casas教授在綜述論文中高度評價了施斌等在光纖監測方面的成果，認為它具有“incomparable potential”、“impressive versatility”。
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