China Safety Science Journal ›› 2023, Vol. 33 ›› Issue (1): 105-114.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.01.1144
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CHENG Gang1,2,3(), WANG Zhenxue1, LI Gangqiang4,**(
), ZHU Honghu2, SHI Bin2
Received:
2022-08-20
Revised:
2022-11-10
Online:
2023-01-28
Published:
2023-07-28
CHENG Gang, WANG Zhenxue, LI Gangqiang, ZHU Honghu, SHI Bin. Progress and prospect of integrated full-dimensional monitoring and early warning technology for landslides[J]. China Safety Science Journal, 2023, 33(1): 105-114.
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Tab.1
Comparative analysis of landslide monitoring technologies based on integration of air-space-ground-interior
监测技术 | 原理 | 适用条件 | 优点 | 局限性 | |
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天空 | GNSS | 利用一组卫星实时获取监测站的位置 | 适于较大区域内,滑坡不同变形阶段地表变形连续监测 | 全天候实时监测、监测距离长、速度快、数据可靠性高 | 监测站点选择自由度低、数据处理复杂 |
InSAR | 利用SAR卫星获取滑坡影像,通过对其进行处理得到滑坡三维地形信息 | 适于大区域滑坡边界划定、坡表沉降、裂缝、位移及动态演化的全覆盖式连续监测 | 全天候、全时段实时监测、精度高、范围大 | 选点困难、易受空间失相关和大气延迟的影响 | |
无人机 遥感 | 无人机搭载相机,按照设计航线飞行拍摄,通过影像数据处理得到滑坡的三维模型 | 适于小区域滑坡地貌与变化特征的三维快速测量;主要用于划定滑坡边界、识别地表结构异常和裂缝等 | 精度高、自动化、智能化,且监测成本低 | 续航时间有限,无法实时监测,恶劣天气下难以工作 | |
地表 | 机器人 测量 | 通过自动全站仪和滑坡地表安置的棱镜对滑坡进行实时监测 | 适于较小范围内,滑坡加速变形阶段前的坡体变形监测 | 精度高,全自动实时监测,获取信息丰富 | 监测周期长,受地形和气象限制,单台测量范围有限,多台成本高 |
三维激 光扫描 | 通过发射和接收激光的时差获取被测对象表面的三维坐标数据 | 适于滑坡不同变形阶段地表三维空间位移与沉降等地貌变形监测 | 非接触性、快速性、主动性,实时获取的数据具有高密度、高精度等优点 | 数据处理复杂、测量精度易受地表起伏和物体影响 | |
GB-SAR | 地基雷达在滑轨上运动并发射和接收微波信号,利用合成孔径雷达技术进行成像 | 适于滑坡体不同变形阶段地表三维位移的全过程长期监测 | 精度高,不受天气影响,测量面积广,可实现全天候实时监测,安全性高 | 数据处理复杂,监测环境对结果会产生影响 | |
内部 | TDR | 当同轴电缆发生变形,变形处产生回波信号并反射至测量仪,通过回波信号分析,获得变形位置及位移大小 | 适于滑面倾角较小的滑坡滑面位置与深部位移监测,以及滑坡治理效果评价 | 监测周期短、成本低,数据获取速度快,滑面定位准确度高 | 无法确定滑动方向和倾斜状态,对均匀变形的敏感度较差,点式监测存在监测盲区 |
钻孔测 斜仪 | 钻孔变形使得探头与垂直面产生一定角度,利用该角度可求出不同高程处的水平位移增量,通过测管底部测点开始逐段累加,可得出任一高程处的水平位移 | 适于滑坡滑体初始变形和等速变形阶段下,滑坡不同深度的变形监测和滑带圈定 | 可确定滑面位置、位移大小及滑动方向,可重复探测,受外界因素干扰小 | 定向易受到干扰、测程有限、成本较高;当滑坡变形较大时,易造成测管毁坏而无法继续测量 | |
分布式光 纤感测 | 通过接收和分析散射光频移,得到光纤沿线各点的应变和温度变化 | 适于长距离、大范围、分布式的滑坡体宏观实时监测 | 精度高、分布式、全实时,传感器耐腐蚀、抗干扰,可用于滑坡的长期监测 | 难以精准确定滑坡滑动方向,传感器布设工艺及质量对结果影响大,解调仪较昂贵 |
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